Missile fuel (opciók)
C06D5 / 00 - előállítása a sűrített gázt, például robbanásveszélyes patronok, töltények hordozóeszközök, rakéták pirotechnikai (robbanásveszélyes tartalmazó készítményeket egy tüzelőanyag és az oxidálószer a rakéta motor, szánt a reakciók egy oxidálószerrel levegőtől eltérő, C06B)
C06B47 / 02 - kétkomponensű rakétakarbantartalmú üzemanyaggal
A 2547476. sz. Szabadalom tulajdonosai:
Staroverov Nikolay Evgenievich (RU)
A találmány tárgya rakéta tüzelőanyagok folyékony, szilárd tüzelőanyag és hibrid rakétamotorok, valamint dugattyú, turbojet motorok számára. A csökkentett fűtőérték (az elhasznált oxigén egységére számítva) a legjobb rakéta tüzelőanyagok néhány fém. A rakétaköltség (és változatai) olyan fémorganikus vegyületeket tartalmaznak, amelyek már tartalmaznak fémeket, például fémhidrideket, fém-boridokat. Oxidálószerként az üzemanyag nitrovegyületeket, például ammónium dinitramidot tartalmaz. Tüzelőanyagként célszerű egy szerves fémvegyület keverékét folyékony vagy szilárd bór-vegyülettel vagy bórral felhasználni, hogy növelje a bór-nitrid képződésének következtében fellépő hő-felszabadulást. A bór szintén bór-nitrát formájában rakéta-üzemanyagként használható. Üzemanyagként trimetil-alumíniumot, dimetil-berilliumot, berillium-bór-hidridet, alumínium-boridot használunk. Az oxidálószert is használják: bór-nitrát, berillium-nitrát. Kívánatos, hogy az üzemanyag finoman diszpergált (előnyösen nanorizált) szenet, koromot, grafitot, grafént tartalmazzon. 8 N. és 1 zp. f-ly.
A találmány tárgya rakéta tüzelőanyagok folyékony, szilárd tüzelőanyag és hibrid rakétamotorok, valamint dugattyús és turbojet motorokhoz. Ismert éghető rakéta tüzelőanyagok, lásd például Pat. 2424279 "Üzemanyag", amely az acetilén és etilén fele, amely lehetővé teszi az acetilén oldott, azaz folyékony kriogén formájú alkalmazását.
Ismert „rakéta motor Staroverova - 10”, amelyben a hő a tüzelőanyag tartalmazó kötött nitrogén égés következtében nő reakcióval nitrogénatommal bórnitrid bór kiosztási 23,37 MJ / kg a hozzáadott bór egységet.
Vannak azonban olyan szerves vegyületek a készítményben, amely már tartalmazza a kapcsolódó fémek, ez a fémorganikus vegyületek, fém-hidridek, fém-borid és, részben, a fém-karbidok (de a legújabb ígérő rakéta üzemanyagot az alacsony fűtőértékű látható).
Ez az üzemanyag fémtartalmú vegyületek. Tekintsük a trietil-alumínium égetésének reakcióját:
Az összetevők aránya ebben a reakcióban: trietil-alumínium - 24,08% + - 15%, oxigén - 75,92% + - 15%. Tekintsük a dimetil-berillium égési reakcióját:
A komponensek aránya ebben a reakcióban: dimetil-berillium - 37,91% + - 15%, oxigén - 62,09% + - 15%.
Ha az oxidálószer vesszük nitrovegyületet (pl, salétromsavval), akkor, mint például üzemanyag célszerű használni keverékét egy szerves fémvegyület és egy folyékony vagy szilárd vegyületet bór vagy bór, hogy növelje a reakcióhő miatt képződése bór-nitrid. Ugyanakkor bizonyos összetevők arányának kiválasztásában nehézséget okoz, mivel kívánatos az oxigén egyensúlyának és a bór kisegítő egyensúlyának biztosítása.
A reakciókomponensek aránya: dimetil-berillium - 7,41% + - 7%, salétromsav - 76,42% + - 15%, tetraborán - 16,17% + - 15%.
Hibrid motor esetében az oxidálószer, és ha szükséges a bór, szilárd formában lehet.
Az összetevők aránya ebben a reakcióban: dimetil-berillum - 5,52% + 5%, ammónium dinitramid - 70,06% + - 15%, bór - 24,42% + - 15%. Tekintsük a reakciót:
A komponensek aránya ebben a reakcióban: dimetil-berillium - 12,21% + - 12%, bór-nitrát - 82,02% + - 15%, diborán - 5,77% + - 5%. Még jobb hőelvezetés lesz a 6:
Az összetevők aránya ebben a reakcióban: dimetil-berillium - 7,66% + - 7%, bór-nitrát - 77,17% + - 15%, berillium-bórhidrid - 15,17% + - 15%. Még jobb hőelvezetés lesz a 7:
Az összetevők aránya ebben a reakcióban: berillium-bór-hidrid - 22,78% + - 15%, bór-nitrát - 77,22% + - 15%. Még jobb hőelvezetés lesz a 8:
A komponensek aránya ebben a reakcióban: berillium-bórhidrid - 22,54% + - 15%, berillium-nitrát - 77,46% + - 15%. Még jobb a specifikus hő reakcióban 9, ahol HALF alkalmazva Retardant berillium-bór-hidrid hidrogén szabadul fel (ha a várható fajhője a reakció kevesebb, mint 15,78 MJ / kg a oxidálószer formájában folyékony oxigén vagy kisebb, mint 10,6 MJ / kg szilárd oxidálószer (pentoxid nitrogén), akkor nincs értelme a hidrogén oxidálását a vízre):
Az összetevők aránya ebben a reakcióban: berillium-bór-hidrid - 36,78% + - 15%, berillium-nitrát - 63,22% + - 15%. A kipufogógáz emissziója hidrogén formájában nagyobb hangerőt biztosít a gázban. Igaz, bór-oxid-pára szennyezett. Ebben és hasonló reakciókban a hidrogén-víz oxidációjának mellékreakciója lehetséges. De ezen a hőmérsékleten a víz bór-oxiddal reagál, mivel a bór, a berillium és az alumínium egy sor törzsből áll a hidrogén bal oldalán, és eltávolítja a vízből.
Ezek az éghető és az ezeken alapuló üzemanyagok (rakéta-üzemanyag, ez az üzemanyag és egy oxidálószer) alkalmasak felelősségteljes rakétákra: interkontinentális, légvédelem, levegő-levegő, levegő-föld. A kevésbé kritikus rakéták esetében az éghető, olcsóbb és teljesen nem toxikus égéstermékek használata lehetséges. 10. reakció.
Az arány a reakció komponensek: trimetil-alumínium - 16,89% + - 15%, a bór-nitrát - 69,19% + - 15%, alumínium-borid AlB3 (ezek különböző összetételű) - 13,92% + - 13% (mint a kapcsolatát a borid atomok gyengék, lehetséges, és még jobb, hogy külön alumíniumot vegyenek fel, külön bór arányban: alumínium 6,32%, bór 7,60%).
A trimetil-alumínium alumínium-nitráttal és alumínium-boriddal való háromszoros reakciója a következő egyenletek szerint alakulhat:
Az arány a reakció komponensek: trimetil-alumínium - 11,68% alumínium-nitrát - 69.05%, alumínium-borid AlB3 (ezek különböző összetételű) - 19,27% (például a borid atomok közötti kötés gyenge, lehetséges, és még jobban figyelembe külön alumínium , külön bór arány: alumínium 8,75%, bór 10,52%). A 12. reakcióban a hidrogén nem oxidálódik vízhez:
Az arány a reakció komponensek: trimetil-alumínium - 14,47% alumínium-nitrát - 64,53%, alumínium-borid AlB3 (ezek különböző összetételű) - 18.00% (például a borid atomok közötti kötés gyenge, lehetséges, és még jobban figyelembe külön alumínium, külön bór az arányban: alumínium 8,18%, bora 9,82%). A 13. reakcióban a szén szén-dioxidra nem oxidálódott (a szén és az oxigén keverékének fűtőértéke mindössze 8,94 mJ / kg):
A reakciókomponensek aránya: trimetil-alumínium - 20,92%, alumínium-nitrát - 61,84%, alumínium-borid AlB3 (eltérő összetételű) - 17,24%.
A komponensek aránya mindhárom reakció illeszkednek a tartományban: trimetil-alumínium - 10,92-30,92% alumínium-nitrát - 51,84-71,84% AlB3 alumínium-borid (melyek különböző összetételű) - 7,24-27,24 % (mivel a borid atomok közötti kötés gyenge, lehetséges, és még jobb, hogy külön alumíniumot vegyen fel, külön bór arányban: alumínium 7,83%, bora 9,41%). Mindazonáltal lehetetlen szelektíven oxidálni sem a hidrogént, sem a szenet. Valószínűleg bizonyos mennyiségű szén-monoxid CO képződik.
És az utolsó - a bór-nitrid képződésének reakciója aktívabb egy redukálószer jelenlétében (ami egyébként hidrogén). Ezért kívánatos, hogy az üzemanyag finoman diszpergált (előnyösen nanorizált) szén, korom, grafit, grafén, ezen összetevők egyike vagy ezek kombinációja. A reakciótermékekben a hidrogén jelenléte csökkenti az ilyen adalékok szükségességét, vagy szükség van ezek teljes eltűnésére.
1. hajtóanyagok tartalmazó fémtartalmú vegyület és ahol a komponensek aránya: dimetilberilliya - 0,52-10,52% ammónium dinitramide - 55,06 -85,06% bór - 14,42-34,42%.
2 hajtóanyagok tartalmazó fémtartalmú vegyület és ahol a komponensek aránya: dimetilberilliya - 2,21-22,21% bór-nitrát - 72,02-92,02% diborán - 0,77-10,77%.
3. hajtóanyagok tartalmazó fémtartalmú vegyület és ahol a komponensek aránya: dimetilberilliya - 0,66-14,66% bór-nitrát - 67,17-87,17% berillium-bór-hidrid - 5,17-25,17% .
4. Fémtartalmú vegyületeket tartalmazó rakétaüzemanyag, azzal jellemezve, hogy a komponensek aránya: a berillium-bór-hidrid 12,78-32,78%, a bór-nitrát 67,22-87,22%.
5. A hajtóanyag, amely egy fém-tartalmú vegyületet, és ahol a komponensek aránya: berillium-bór-hidrid - 12,54-32,54% berillium-nitrát -67,46-87,46%.
6. hajtóanyagok tartalmazó fémtartalmú vegyülettel, ahol az arány a komponensek: berillium-bór-hidrid - 26,78-46,78% berillium-nitrát -53,22-73,22%.
7. hajtóanyagok tartalmazó fémtartalmú vegyület és ahol a komponensek aránya: trimetil-alumínium - 6,89-26,89% bór-nitrát - 59,19-79,19%, alumínium-borid AlB3 - 3,92 -23,92 % (mivel a borid atomok közötti kötés gyenge, lehetséges, és még jobb, külön alumíniumot, külön bór arányban: alumínium 6,32%, bór 7,60%).
8. hajtóanyagok tartalmazó fémtartalmú vegyület és ahol a komponensek aránya: trimetil-alumínium - 10,92-30,92% alumínium-nitrátot -51,84-71,84% alumínium-borid AlB3 - 7,24-27,24 %
9. A 8. igénypont szerinti üzemanyag, azzal jellemezve, hogy a tüzelőanyagban finom szén, korom, grafit, grafén van.