Гиперголичность
Гиперголичность - это свойство некоторых видов ракетного топлива , компоненты которого самопроизвольно реагируют при контакте или смешивании друг с другом. Термин «гиперголь» происходит от немца Вольфганга Карла Нёггерата (1908–1973), который использовал этот термин для обозначения самовоспламеняющихся топливных смесей, таких как. Б. Мессершмитт Ме 163, использованный впервые.
Свойства и использование
зажигание
Компоненты гиперголического топлива в основном являются сильными окислителями и восстановителями, которые при контакте сразу же воспламеняются, иногда со взрывом. Поскольку топливо вступает в реакцию и сгорает сразу после его впрыска в камеру сгорания, слишком много топлива никогда не может накопиться в камере сгорания до зажигания двигателя. Возгорание происходит в любом случае, что необходимо для систем вооружения, таких как межконтинентальные баллистические ракеты и верхние ступени ракет-носителей. Гиперголическое топливо также используется для зажигания в некоторых двигателях. Двигатели, работающие на гиперголичном топливе, не требуют сложных устройств зажигания и могут зажигаться многократно. Вот почему в корректирующих двигателях часто используются гиперголовые топлива, поскольку их часто приходится зажигать, а количество воспламенений не всегда известно заранее.
Загрязнение окружающей среды и хранение
Компоненты гиперголического топлива часто обладают высокой реакционной способностью и поэтому в основном токсичны, нестабильны и трудны для хранения. Поэтому в случае более крупных систем оружия использовались твердотопливные ускорители . Поскольку гиперголическое топливо представляет угрозу для человека и окружающей среды, оно редко используется на первых этапах. Гидразин - производные с тетроксидом диазота в настоящее время являются единственным гиперголическим топливом, которое все еще используется. Они ядовиты, но поскольку их можно хранить в течение длительного времени без охлаждения (в отличие , например , от жидкого водорода ), они используются спутниками и космическими зондами или в разгонных блоках ракет. Пилотируемые космические корабли (например, космический шаттл ) также в основном используют их для корректирующих двигателей. Кроме того, военные ракеты можно долго держать в готовности к запуску без особых технических усилий.
Удельный импульс
Гиперголические порохы обычно не обладают очень высоким удельным импульсом , поэтому они редко используются, когда необходимо эффективно обеспечить тягу, например, в больших ступенях ракет. Однако, поскольку они не требуют изоляции бака, систем охлаждения или устройств зажигания, что означает дополнительный вес, их стоит использовать, например, для двигателей коррекции.
Примеры
Примеры гиперголического топлива:
- Диметилгидразин и тетроксид диазота (наиболее широко используемый гипергол, например, используемый в протоне )
- Метилгидразин и тетроксид диазота (например, используемые в верхней ступени EPS Ariane 5 )
- Диметилгидразин и азотная кислота
- Гидразин и азотная кислота
- Анилин и азотная кислота
- Перекись водорода и смесь гидразингидрата , метанола и 13% воды.
- Высококонцентрированная перекись водорода и РП-1
литература
- Армин Дадье, Ральф Дамм, Эккарт В. Шмидт: Ракетное топливо (электронная книга) . Springer-Verlag, Вена 2013, ISBN 978-3-7091-7132-5 .
- Томас М. Клапётке: Химия высокоэнергетических материалов . де Грюйтер, Берлин / Нью-Йорк 2009, ISBN 978-3-11-021487-1 .