RU2485081C1 - Composition of paste-like rocket fuel for ramjet engines with afterburner chamber - Google Patents
Composition of paste-like rocket fuel for ramjet engines with afterburner chamber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2485081C1 RU2485081C1 RU2012107269/05A RU2012107269A RU2485081C1 RU 2485081 C1 RU2485081 C1 RU 2485081C1 RU 2012107269/05 A RU2012107269/05 A RU 2012107269/05A RU 2012107269 A RU2012107269 A RU 2012107269A RU 2485081 C1 RU2485081 C1 RU 2485081C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- aluminum
- nanodispersed
- paste
- fuel
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 49
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical compound C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 5
- 239000002760 rocket fuel Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 17
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 11
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 11
- GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-3,3-difluoroprop-1-ene Chemical compound FC(F)(Br)C=C GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] Chemical compound [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 25
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 11
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 101100110010 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) asd-4 gene Proteins 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 2
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- WFPZPJSADLPSON-UHFFFAOYSA-N dinitrogen tetroxide Inorganic materials [O-][N+](=O)[N+]([O-])=O WFPZPJSADLPSON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 2
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 101150076749 C10L gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- MGJKQDOBUOMPEZ-UHFFFAOYSA-N N,N'-dimethylurea Chemical compound CNC(=O)NC MGJKQDOBUOMPEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- OMRRUNXAWXNVFW-UHFFFAOYSA-N fluoridochlorine Chemical class ClF OMRRUNXAWXNVFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- HDZGCSFEDULWCS-UHFFFAOYSA-N monomethylhydrazine Chemical compound CNN HDZGCSFEDULWCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетной технике, а именно к области получения пастообразных горючих для прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД) с камерой дожигания.The invention relates to rocketry, and in particular to the field of production of paste-like fuels for ramjet engines with ramjet.
Объемная теплота сгорания известных жидких ракетных горючих, используемых в прямоточных воздушно-реактивных двигателях (ПВРД) и жидкостных ракетных двигателях (ЖРД), не превышает 9500 ккал/кг.Для повышения энергоемкости в жидкое горючее вводят компоненты с более высокой объемной теплотой сгорания, например мелкодисперсные порошки металлов таких, как алюминий, бор, титан, их сплавы и др. Для предотвращения седиментации частиц порошка металлов горючее загущают, т.е. переводят в гелеобразное или пастообразное состояние при сохранении его тиксотропных свойств. Такое горючее, подобно жидким, можно передавливать по трубам, распылять через форсунки, а также можно заправлять ракеты на старте и сравнительно просто регулировать модуль тяги. Кроме того, использование пастообразного горючего позволяет снизить потери на испарение и повысить пожаробезопасность.The volumetric heat of combustion of known liquid rocket fuels used in ramjet engines and liquid rocket engines (LRE) does not exceed 9500 kcal / kg. To increase the energy intensity, components with a higher volumetric heat of combustion, for example, finely dispersed, are introduced into the liquid fuel. metal powders such as aluminum, boron, titanium, their alloys, etc. To prevent sedimentation of metal powder particles, the fuel is thickened, i.e. translate into a gel-like or pasty state while maintaining its thixotropic properties. Such fuel, like liquid, can be pumped through pipes, sprayed through nozzles, and it is also possible to refuel rockets at the start and it is relatively simple to adjust the thrust module. In addition, the use of pasty fuel can reduce evaporation losses and increase fire safety.
Известно гелеобразное ракетное монотопливо, полученное диспергированием алюминия с размером частиц до 0,15 мкм в жидком окислителе - тетраоксиде азота (N2O4). Это топливо имеет удельный импульс близкий к 400 с (патент РФ №2309140, МПК С06В 47/04, C06D 5/10, 2007).Known gel-like monofuel rocket obtained by dispersing aluminum with a particle size of up to 0.15 microns in a liquid oxidizing agent - nitrogen tetroxide (N 2 O 4 ). This fuel has a specific impulse close to 400 s (RF patent No. 2309140, IPC C06B 47/04, C06D 5/10, 2007).
К недостаткам данного ракетного монотоплива относится высокая токсичность и химическая агрессивность окислителя - тетраоксида азота.The disadvantages of this rocket monofuel include high toxicity and chemical aggressiveness of the oxidizing agent - nitrogen tetroxide.
Гелеобразные горючие, содержащие 36-40% монометилгидразина в качестве жидкой фазы, до 60% порошка различных энергоемких металлов и их гидридов с размером частиц порошка металлов 6-10 мкм и от 1 до 3% гелеобразователя, в качестве которого применяют диметилмочевину или диоксид кремния, описаны в патентах США №4039360, МПК С06В 47/08, 1977; США №5438824, МПК F02K 9/00, 1995; США №5597947, МПК C10L 7/00, 1997. Седиментация металлов не происходит даже при нагрузке в несколько сотен g.Flammable gel containing 36-40% of monomethylhydrazine as a liquid phase, up to 60% of powder of various energy-intensive metals and their hydrides with a particle size of metal powder of 6-10 microns and from 1 to 3% of a gelling agent, which is used dimethylurea or silicon dioxide, described in US patent No. 4039360, IPC C06B 47/08, 1977; US No. 5438824, IPC F02K 9/00, 1995; USA No. 5597947, IPC C10L 7/00, 1997. Sedimentation of metals does not occur even with a load of several hundred g.
К недостаткам известных пастообразных горючих можно отнести большой размер диспергированных в горючих частиц порошков различных энергоемких металлов и их гидридов, что приводит к уменьшению скорости горения и неполному сгоранию.The disadvantages of the known pasty combustibles include the large size of powders of various energy-intensive metals and their hydrides dispersed in combustible particles, which leads to a decrease in the burning rate and incomplete combustion.
В патенте США №4090895, МПК С06В 43/00, 1978 г. описывается пастообразное (суспензионное) горючее, в котором в качестве жидкой фазы используют низшие спирты с числом атомов углерода от 1 до 3. В качестве высокоэнергетического компонента применяют тонкодисперсные порошки бора, алюминия, боридов алюминия, титана, циркония с размером частиц 0,1-10 мкм, гелеобразователем служит гидроксипропилцеллюлоза.In US patent No. 4090895, IPC СВВ 43/00, 1978, a paste-like (suspension) fuel is described, in which lower alcohols with the number of carbon atoms from 1 to 3 are used as the liquid phase. Fine powders of boron and aluminum are used as the high-energy component , aluminum borides, titanium, zirconium with a particle size of 0.1-10 microns, hydroxypropyl cellulose serves as a gelling agent.
В примерах, приведенных в патенте, гелеобразные композиции содержат только аморфный бор, сферический алюминий, цирконий и борид циркония с размером частиц 1-10 мкм. Полученные композиции гелеобразного горючего отличаются термостабильностью, устойчивы при хранении и действием силы тяжести до 100 g.In the examples given in the patent, gel-like compositions contain only amorphous boron, spherical aluminum, zirconium and zirconium boride with a particle size of 1-10 μm. The resulting gel-like fuel compositions are characterized by thermal stability, are stable during storage and by the action of gravity up to 100 g.
Известные композиции предназначены для использования в жидкостном реактивном двигателе, в котором в качестве окислителя предложены фториды хлора F3Cl и F5Cl. Соотношение окислитель: горючее составляет 6:1. Композиции являются гипергольными. Необходимость большого количества окислителя в топливных баках ЖРД не дает никакого преимущества по сравнению с ПВРД, где в качестве окислителя используется атмосферный воздух. Кроме того, предложенные окислители являются весьма агрессивными и токсичными.Known compositions are intended for use in a liquid engine, in which chlorine fluorides F 3 Cl and F 5 Cl are proposed as an oxidizing agent. The oxidizer: fuel ratio is 6: 1. The compositions are hypergolic. The need for a large amount of oxidizing agent in the fuel tanks of the LRE does not give any advantage compared to ramjet, where atmospheric air is used as the oxidizing agent. In addition, the proposed oxidizing agents are very aggressive and toxic.
Для использования в ПВРД с камерой дожигания предложено твердое горючее (пат. США №6736912, МПК С06В 45/10, 2004), содержащее органическую матрицу, в которой диспергированы частицы металлов и частицы фторсодержащего окислителя, способного реагировать с частицами металлов с образованием субфторидов. Причем композиция содержит окислитель в количестве, достаточном для поддержания горения, но недостаточном для полного окисления горючих компонентов. Продукты неполного сгорания эжектируются в камеру дожигания, в которую вводится подогретый воздух для полного сгорания органической части и металлов.For use in ramjet with an afterburner, solid fuel is proposed (US Pat. No. 6,736,912, IPC С06В 45/10, 2004) containing an organic matrix in which metal particles and particles of a fluorine-containing oxidizing agent are dispersed, capable of reacting with metal particles to form subfluorides. Moreover, the composition contains an oxidizing agent in an amount sufficient to maintain combustion, but not sufficient for the complete oxidation of combustible components. Products of incomplete combustion are ejected into the afterburner, into which heated air is introduced to completely burn the organic part and metals.
К недостаткам композиции, предложенной в пат. США №6736912, принятом нами за прототип, можно отнести сравнительно невысокую теплоту сгорания, невысокую скорость сгорания композиции в первой камере сгорания, что затрудняет получение сверхзвуковых скоростей полета.The disadvantages of the composition proposed in US Pat. US No. 6736912, adopted by us as a prototype, can be attributed to the relatively low heat of combustion, the low rate of combustion of the composition in the first combustion chamber, which makes it difficult to obtain supersonic flight speeds.
Об использовании в ПВРД с камерой дожигания пастообразных горючих нами сведений в патентной литературе не обнаружено.About the use in the ramjet with an afterburner of pasty combustible materials we have not found in the patent literature.
Следует отметить, что в известных композициях гелеобразньгх горючих в качестве энергоемких компонентов заявлена широкая гамма различных металлов: Al, Sb, Be, В, Са, Со, Cu, Au, Fe, Mg, Zr и других, а также их сплавов, полученных электровзрывом электропроводящей проволоки, при этом указывается, что размер частиц не превышает 1 мкм. Однако этим методом нельзя получить порошки металлов, обладающих наиболее высокой теплотой сгорания, например бора, боридов алюминия, кремния, так как из них нельзя изготовить электропроводящую проволоку.It should be noted that in the known compositions of gelled combustibles, a wide gamut of various metals is declared as energy-intensive components: Al, Sb, Be, B, Ca, Co, Cu, Au, Fe, Mg, Zr and others, as well as their alloys obtained by electric explosion conductive wire, it is indicated that the particle size does not exceed 1 μm. However, this method cannot be used to obtain powders of metals having the highest calorific value, for example, boron, aluminum borides, silicon, since it is impossible to make an electrically conductive wire from them.
Задачей данного изобретения является получение композиции пастообразного ракетного горючего, обладающей высокой скоростью сгорания, высокой теплотой и полнотой сгорания, применяющейся в прямоточных воздушно-реактивных двигателях с камерой дожигания.The objective of the invention is to obtain a paste-like rocket fuel composition having a high combustion rate, high heat and completeness of combustion, used in ramjet engines with an afterburner.
Для решения поставленной задачи предложена композиция пастообразного ракетного горючего для прямоточных воздушно-реактивных двигателей с камерой дожигания, содержащая нанодисперсные порошки металлов, отличающаяся тем, что в качестве нанодисперсных порошков применяют порошок бора или смесь порошков боридов алюминия с содержанием 34-62% алюминия, при этом средний размер частиц порошков составляет 60-350 нм, полученные методом переконденсации в плазменном электродуговом реакторе, причем в качестве дисперсионной фазы используют растворитель децилин общей формулы C10H16, загущенный полиэтиленом в количестве 2-10%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:To solve this problem, a paste-like rocket fuel composition for ramjet engines with an afterburner containing nanodispersed metal powders is proposed, characterized in that boron powder or a mixture of aluminum boride powders containing 34-62% aluminum is used as nanodispersed powders the average particle size of the powders is 60-350 nm, obtained by the method of condensation in a plasma electric arc reactor, and dissolve as the dispersion phase. l decylin general formula C 10 H 16 , thickened with polyethylene in an amount of 2-10%, in the following ratio of components, wt.%:
Высокая теплота сгорания композиции и высокая скорость горения композиции обеспечиваются введением в нее нанодисперсных порошков бора и боридов алюминия, полученных методом переконденсации в плазменном электродуговом реакторе, позволяющим получать нанодисперсные порошки элементов, которые не являются электропроводящими или из которых нельзя изготовить проволоку.The high heat of combustion of the composition and the high burning rate of the composition are ensured by introducing nanodispersed powders of boron and aluminum borides into it, obtained by the method of condensation in a plasma electric arc reactor, which allows nanodispersed powders of elements that are not electrically conductive or from which the wire cannot be made.
В качестве жидкой фазы выбран растворитель децилин общей формулы C10H16, обладающий высокой плотностью и высокой объемной теплотой сгорания. Для загущения углеводорода используют полиэтилен в количестве 2,5-10%. В композицию вводят перхлорат аммония в количестве, достаточном для поддержания горения, но недостаточном для полного сгорания горючих компонентов. При горении за счет взаимодействия нанодисперсных металлов с перхлоратом аммония происходит газификация и пиролиз углеводородной части, и продукты сгорания, обогащенные горючим, а также несгоревшее пастообразное горючее, обладающее тиксотропными свойствами, поступают в камеру дожигания, где они смешиваются с воздухом, поступающим из атмосферы при полете ракеты. В камере дожигания происходит полное сгорание горючего.As the liquid phase, a decylin solvent of the general formula C 10 H 16 having a high density and high volumetric heat of combustion was selected. To thicken the hydrocarbon, polyethylene is used in an amount of 2.5-10%. Ammonium perchlorate is introduced into the composition in an amount sufficient to maintain combustion, but not sufficient for complete combustion of combustible components. During combustion due to the interaction of nanodispersed metals with ammonium perchlorate, gasification and pyrolysis of the hydrocarbon part occurs, and the combustion products enriched in fuel, as well as unburned pasty fuel with thixotropic properties, enter the afterburner, where they are mixed with air from the atmosphere during flight rockets. In the afterburner, complete combustion of the fuel occurs.
Пример.Example.
Гранулы полиэтилена растворяют в децилине при нагревании и перемешивании. Полученный раствор переносят в двухшнековый смеситель типа Вернера-Пфлейдерера и при перемешивании вносят нанодисперсный порошок металла, затем добавляют перхлорат аммония. После чего для гомогенизации смесь перемешивают 1,5 часа при комнатной температуре.The polyethylene granules are dissolved in decylin with heating and stirring. The resulting solution was transferred to a Werner-Pfleiderer-type twin-screw mixer and nanodispersed metal powder was added with stirring, then ammonium perchlorate was added. Then, for homogenization, the mixture was stirred for 1.5 hours at room temperature.
По описанному методу были получены все пастообразные горючие. Горючие отличаются термостойкостью, стабильностью при хранении, расслаивания не происходит при ускорении до 100 g.By the described method, all pasty combustibles were obtained. Combustibles are characterized by heat resistance, storage stability, delamination does not occur when accelerating to 100 g.
Состав, некоторые физико-химические свойства и скорости сгорания композиций приведены в таблицах 1-4, в которых использованы следующие обозначения: АСД-4 порошок сферического алюминия с частицами микронного размера, н-Al - порошок наноразмерного алюминия со средним размером частиц 150 - 200 нм, н-В - порошок наноразмерного бора со средним размером частиц 90-120 нм, БА - смесь наноразмерных порошков боридов алюминия со средним размером частиц 120-150 нм, Вам - порошок бора аморфного, цифры при БА означают содержание алюминия в смеси боридов алюминия, ПХА - перхлорат аммония, ТП - децилин, загущенный полиэтиленом, L0 - количество воздуха, необходимое для дожигания композиции горючего.The composition, some physicochemical properties and combustion rates of the compositions are given in tables 1-4, which use the following notation: ASD-4 spherical aluminum powder with micron particles, n-Al - nanosized aluminum powder with an average particle size of 150 - 200 nm , n-B is a nanosized boron powder with an average particle size of 90-120 nm, BA is a mixture of nanosized aluminum boride powders with an average particle size of 120-150 nm, to you is amorphous boron powder, the numbers for BA indicate the aluminum content in the aluminum boride mixture, PHA - ammonium perchlorate, TP - deciline, thickened with polyethylene, L 0 - the amount of air required for afterburning the fuel composition.
Скорость горения композиции П-4, содержащей борид алюминия, в три с лишним раза выше скорости горения композиций, содержащих микронный и наноразмерный порошки алюминия. Кроме того, эта композиция превосходит композиции П-8 и П-9 по теплоте сгорания и количеству необходимого для полного сгорания воздуха.The burning rate of the P-4 composition containing aluminum boride is more than three times higher than the burning rate of compositions containing micron and nanoscale aluminum powders. In addition, this composition is superior to compositions P-8 and P-9 in terms of calorific value and the amount of air required for complete combustion.
В этой серии композиции с наноразмерными бором и боридом алюминия также имеют более высокую скорость горения, чем композиции с их микронными аналогами или даже с механическими смесями нано-алюминия и нано-бора.In this series, compositions with nano-sized boron and aluminum boride also have a higher burning rate than compositions with their micron counterparts or even with mechanical mixtures of nano-aluminum and nano-boron.
Как следует из табл.3, на скорость горения влияет и массовое соотношение между окислителем и металлом, наиболее предпочтительным является соотношение окислителя к металлу, равное 20/30-25/25.As follows from Table 3, the mass ratio between the oxidizing agent and the metal also affects the burning rate; the ratio of the oxidizing agent to the metal, equal to 20 / 30-25 / 25, is most preferred.
В то же время соотношение между алюминием и бором в бориде алюминия в композициях с БА-34 до БА-62 не оказывает существенного влияния на скорость горения (табл.4). Однако дальнейшее увеличение или снижение содержания алюминия приводит к уменьшению скорости горения. Поэтому предпочтительно использовать бориды алюминия с содержанием алюминия от 34 до 62%.At the same time, the ratio between aluminum and boron in aluminum boride in compositions from BA-34 to BA-62 does not significantly affect the burning rate (Table 4). However, a further increase or decrease in the aluminum content leads to a decrease in the burning rate. Therefore, it is preferable to use aluminum borides with an aluminum content of 34 to 62%.
На технологию изготовления пастообразного горючего и на его седиментационную устойчивость влияет также загущенность децилина полиэтиленом. В таблице 5 приведены скорости горения паст с разным соотношением децилина и полиэтилена.The technology for the manufacture of pasty fuel and its sedimentation stability is also affected by the thickening of decylin with polyethylene. Table 5 shows the burning rates of pastes with different ratios of decylin and polyethylene.
Из приведенных данных в таблицах 1-5 следует, что по сравнению с обычно используемыми в ракетных топливах порошками алюминия АСД-4 и широко исследуемого в настоящее время наноалюминия нанодисперсные порошки боридов алюминия и нанобора более эффективны по скорости горения, они имеют высокую теплоту сгорания при сравнительно большом значении L0.From the data given in tables 1-5, it follows that, in comparison with the ASD-4 aluminum powders commonly used in rocket fuels and the currently widely studied nanoaluminum, nanodispersed aluminum boride and nanoboron powders are more efficient in burning rate, they have a high calorific value with a comparative a large value of L 0 .
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107269/05A RU2485081C1 (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Composition of paste-like rocket fuel for ramjet engines with afterburner chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107269/05A RU2485081C1 (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Composition of paste-like rocket fuel for ramjet engines with afterburner chamber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2485081C1 true RU2485081C1 (en) | 2013-06-20 |
Family
ID=48786256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012107269/05A RU2485081C1 (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Composition of paste-like rocket fuel for ramjet engines with afterburner chamber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2485081C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637330C1 (en) * | 2016-07-07 | 2017-12-04 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Method for preparing colloid paste |
| RU2646933C1 (en) * | 2016-10-14 | 2018-03-12 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Nanocomposite solid fuel for ramjet |
| RU2732870C1 (en) * | 2019-10-14 | 2020-09-24 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Paste-like fuel composition for ramjet engine |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4039360A (en) * | 1966-01-03 | 1977-08-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Gelled monomethylhydrazine thixotropic fuel |
| US4507516A (en) * | 1983-03-18 | 1985-03-26 | Nippon Petrochemicals Co., Ltd. | Fuel composition |
| US6652682B1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-11-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Propellant composition comprising nano-sized boron particles |
| US6736912B1 (en) * | 1977-03-24 | 2004-05-18 | Jerry L. Fields | Combustible compositions for air-augmented rocket engines |
| RU2309140C2 (en) * | 2005-02-24 | 2007-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью"Композит" | Method for preparing gel-like rocket monofuel |
-
2012
- 2012-02-29 RU RU2012107269/05A patent/RU2485081C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4039360A (en) * | 1966-01-03 | 1977-08-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Gelled monomethylhydrazine thixotropic fuel |
| US6736912B1 (en) * | 1977-03-24 | 2004-05-18 | Jerry L. Fields | Combustible compositions for air-augmented rocket engines |
| US4507516A (en) * | 1983-03-18 | 1985-03-26 | Nippon Petrochemicals Co., Ltd. | Fuel composition |
| US6652682B1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-11-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Propellant composition comprising nano-sized boron particles |
| RU2309140C2 (en) * | 2005-02-24 | 2007-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью"Композит" | Method for preparing gel-like rocket monofuel |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637330C1 (en) * | 2016-07-07 | 2017-12-04 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Method for preparing colloid paste |
| RU2646933C1 (en) * | 2016-10-14 | 2018-03-12 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Nanocomposite solid fuel for ramjet |
| RU2732870C1 (en) * | 2019-10-14 | 2020-09-24 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Paste-like fuel composition for ramjet engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Negri et al. | Combustion of gelled propellants containing microsized and nanosized aluminum particles | |
| US8317953B2 (en) | Family of metastable intermolecular composites utilizing energetic liquid oxidizers with nanoparticle fuels in sol-gel polymer network | |
| Silva et al. | Green propellants: oxidizers | |
| US4000022A (en) | Fast-burning compositions of fluorinated polymers and metal powders | |
| US20170240484A1 (en) | Solid-rocket Propellants | |
| RU2485081C1 (en) | Composition of paste-like rocket fuel for ramjet engines with afterburner chamber | |
| Gautham et al. | Combustion characteristics of aluminum–water gelled composite propellant | |
| US3010815A (en) | Monofuel for underwater steam propulsion | |
| Akhter et al. | Energetic Additives for Hybrid Rocket Propulsion | |
| Wang et al. | Preparation and characterization of Al@ TKX-50@ NC composite microspheres by electrospray | |
| Ghildiyal et al. | Magnesium-enhanced reactivity of boron particles: role of Mg/B2O3 exothermic surface reactions | |
| US3197348A (en) | Thixotropic propellant | |
| Ciezki et al. | Status of gel propulsion in the year 2010 with a special view on the German activities | |
| Li et al. | Enhancement effect of Mo electrodes on the ignition characteristics of HAN-based gel propellant fuel and its combustion mechanisms | |
| RU2288207C1 (en) | Composition for solid fuel | |
| Natan et al. | Hypergolic ignition by fuel gellation and suspension of reactive or catalyst particles | |
| US3802971A (en) | Pyrotechnic formulations for weather modification comprising a mixture of iodates | |
| US7611550B2 (en) | Slurry fuels and associated methods | |
| US4090895A (en) | High energy fuel slurry | |
| WO2011001435A1 (en) | Hypergolic ignition system for gelled rocket propellant | |
| RU2610605C1 (en) | Energy-rich composition containing boron and fluorine and method of its production | |
| CN103964982A (en) | Spontaneous combustion liquid propellant composition | |
| JP3981356B2 (en) | Solid pyrotechnic composition with low moisture uptake and method for producing the same | |
| Rajak et al. | Peculiar Burning Characteristics of Electrically Controlled Solid Propellants | |
| DE102011056581B4 (en) | Gel-shaped fuel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160401 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210301 |