РП-1

РП-1
другие имена

Керосин

Краткое описание Высокоочищенный средний дистиллят из нефти для работы ракетных двигателей.
характеристики
Физическое состояние жидкость
плотность

0,81-1,02 кг / л

Гипергол с

высококонцентрированная перекись водорода

точка возгорания

43 ° С

правила техники безопасности
Маркировка опасности GHS
классификация отсутствует
Насколько это возможно и общепринято, используются единицы СИ . Если не указано иное, приведенные данные относятся к стандартным условиям .

RP-1 (сокращение от Rocket Propellant 1, первоначально Refined Petroleum 1 ) представляет собой керосиноподобную жидкую углеводородную смесь для работы ракетных двигателей . РП-1 был разработан в США .

история

РП-1 был разработан из авиационного топлива JP-4 путем его повторной дистилляции с целью получения наиболее высококипящих, наименее агрессивных компонентов с самой высокой теплотворной способностью в качестве ракетного топлива.

характеристики

Вещество, которое при комнатной температуре является жидким , состоит в основном из разветвленных и полициклических углеводородов с небольшой долей алкенов , ароматических соединений и линейных алканов , которые могут полимеризоваться как при длительном хранении, так и при температурах, достигаемых в непосредственной близости от двигателя. Желаемые и частично синтетические молекулы содержат примерно двенадцать атомов углерода. Эти молекулы означают, что топливо имеет высокую температуру воспламенения, а также хорошие смазывающие свойства компонентов двигателя и может храниться в течение длительного времени.

Во время производства топлива стараются поддерживать чрезвычайно низкое содержание серы , поскольку содержащие серу остатки сгорания в камерах сгорания ракетного двигателя могут привести к преждевременному износу и выходу из строя привода. Кроме того, соединения серы будут поддерживать полимеризацию компонентов топлива и чрезмерно увеличивать риск выхода из строя двигателей, изготовленных с очень низкими механическими допусками. Из-за очень низкого содержания ароматических углеводородов и алкенов это вещество значительно менее токсично, чем , например, бензин , а также имеет значительно более низкий канцерогенный потенциал, чем гидразин .

Теоретически это топливо на нефтяной основе можно производить из любого источника; однако на практике используются лишь несколько высококачественных сортов. Это, а также низкий спрос приводят к значительно более высокой цене по сравнению с обычным авиационным топливом или другими нефтепродуктами. RP-1 стандартизирован военным стандартом США «MIL-DTL-25576D».

Сравнение с другими ракетными топливами

По сравнению с топливной комбинацией жидкого кислорода и жидкого водорода (LOX-H 2 ) , комбинация RP-1 с кислородом не может генерировать такую ​​тягу по отношению к его массе, поэтому его удельный импульс ниже. С другой стороны, преимущества более высокой плотности РП-1 заключаются в том, что по отношению к объему комбинация с РП-1 может обеспечить большую тягу. Сравнительно более низкий удельный импульс обусловлен тем, что продукты сгорания RP-1, такие как диоксид углерода (CO 2 ), монооксид углерода (CO), вода (H 2 O) и непрореагировавшие углеводороды, в среднем тяжелее, чем образующиеся газы. во время реакции образуется богатая смесь водорода и кислорода (H 2 O и H 2 ). Дальнейшая энергия сгорания РП-1, которая теряется на создание тяги, уходит на структурные колебания несгоревших углеводородов.

С RP-1 легче обращаться, чем с жидким водородом, поскольку охлаждение не требуется, даже если в советских, а затем и в российских космических путешествиях топливо частично охлаждали для дальнейшего увеличения плотности с использованием уже существующей водородной инфраструктуры.

По сравнению с топливной комбинацией производного гидразина - четырехокиси азота , RP-1 значительно менее токсичен, дешевле и, вместе с кислородом- окислителем , предлагает немного более высокий удельный импульс. С другой стороны, плотность производных гидразина с тетроксидом азота несколько выше.

Похожие топлива

Аналогичные виды топлива на углеводородной основе также были разработаны за пределами США. В Советском Союзе / России были и до сих пор существуют несколько видов ракетного топлива на нефтяной основе и даже синтетическое ракетное топливо синтин для несколько более высоких характеристик в 1980-х годах .

использовать

Запуск Falcon 9 (2017)

Это топливо обычно сжигается вместе с жидким кислородом (LOX) в двигателях. РП-1 был и будет, в том числе. Используется в ракетах типов Atlas , Delta I - III , Saturn , Titan I и Falcon 9 . В ракетах " Энергия" , " Союз" и " Зенит " используется аналогичное топливо по российским стандартам. В Black Arrow в качестве окислителя использовался неуказанный керосин с 85-процентным содержанием перекиси водорода . Эта комбинация имеет худший удельный импульс, чем RP-1 / LOX, но гиперголична .

Топливо подается в камеру сгорания из бака под давлением с помощью турбонасосов ; давление должно создаваться отдельной системой давления, которая работает, например, с гелием или азотом .

Некоторые граничные условия должны соблюдаться в контексте работы двигателя. Жидкостные ракетные двигатели предназначены для многократного зажигания (например, на испытательных стендах и позже в полете), что может привести к проблемам, если остатки топлива, оставшиеся в трубопроводах, полимеризуются или закоксовываются в результате нагрева . Этим эффектам противодействуют тщательный синтез топлива и охлаждение системы доставки. С другой стороны, мелкие отложения сажи или графита в камере сгорания и сопле не обязательно нежелательны, так как они образуют теплоизоляционный слой и, таким образом, могут уменьшить тепловой поток в материал двигателя примерно в 2 раза.

веб ссылки

Индивидуальные доказательства

  1. a b НАСА: Характеристики ракетного топлива 1 и информация о доставке DOT ( памятная записка от 12 июля 2010 г. в Интернет-архиве ), 5 октября 2006 г., доступ 13 марта 2012 г. (PDF; 84 кБ).
  2. Это вещество либо еще не классифицировано с точки зрения его опасности, либо надежный и цитируемый источник еще не найден.
  3. a b Бернд Лейтенбергер: Ракета-носитель Atlas. Проверено: 23 января 2012 г.
  4. Lox / Kerosene в Encyclopedia Astronautica, просмотрено 13 марта 2012 г. (на английском языке).