RU2516711C1 - Staroverov's rocket propellant - 15 (versions) - Google Patents
Staroverov's rocket propellant - 15 (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516711C1 RU2516711C1 RU2012144167/05A RU2012144167A RU2516711C1 RU 2516711 C1 RU2516711 C1 RU 2516711C1 RU 2012144167/05 A RU2012144167/05 A RU 2012144167/05A RU 2012144167 A RU2012144167 A RU 2012144167A RU 2516711 C1 RU2516711 C1 RU 2516711C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- beryllium
- ammonia
- components
- dinitramide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетным двигателям твердого топлива и гибридным.The invention relates to solid propellant and hybrid rocket engines.
Известны ракетные двигатели, см., например, «Бескорпусный двигатель с самоподачей», пат. №2431052. Все существующие химические ракетные двигатели используют принцип высокотемпературного нагрева газа или газопылевого рабочего тела (пыль - это твердые фракции разложившегося твердого ракетного топлива). Делается это для того, чтобы повысить скорость истечения рабочего тела из реактивного сопла. Эта скорость определяется, во-первых, скоростью звука в газе и, во-вторых, степенью расширения газа в расширяющемся сверхзвуковом реактивном сопле и достигает в лучших двигателях 4000 м/с. Причем детали двигателя работают в очень напряженном тепловом режиме, даже с учетом их охлаждения.Known rocket engines, see, for example, "Unpackaged engine with self-feeding", US Pat. No. 2431052. All existing chemical rocket engines use the principle of high-temperature heating of gas or a gas-dust working fluid (dust is solid fractions of decomposed solid rocket fuel). This is done in order to increase the flow rate of the working fluid from the jet nozzle. This speed is determined, firstly, by the speed of sound in the gas and, secondly, by the degree of expansion of the gas in the expanding supersonic jet nozzle and reaches 4000 m / s in the best engines. Moreover, engine parts operate in very intense thermal conditions, even taking into account their cooling.
Между тем скорость звука в водороде даже при нормальных температуре и давлении 1330 м/с. А если еще и немного повысить температуру водорода, то скорость звука в нем и скорость истечения его из сопла резко возрастут. Например, водород с температурой всего 650°С (это ниже температуры его воспламенения) будет иметь скорость звука 2360 м/с и сможет в реактивном сопле разогнаться сам и разогнать пылевые частицы до скорости около 4300 м/с. То есть получится «холодный ракетный двигатель», в котором из-за адиабатического расширения газ на выходе из реактивного сопла может иметь приблизительно температуру окружающей среды.Meanwhile, the speed of sound in hydrogen even at normal temperature and pressure of 1330 m / s. And if you also slightly increase the temperature of hydrogen, then the speed of sound in it and the speed of its outflow from the nozzle will increase sharply. For example, hydrogen with a temperature of only 650 ° C (this is below its ignition temperature) will have a sound speed of 2360 m / s and will be able to accelerate itself in the jet nozzle and disperse dust particles to a speed of about 4300 m / s. That is, a “cold rocket engine” is obtained in which, due to adiabatic expansion, the gas at the outlet of the jet nozzle can have approximately the ambient temperature.
На этом и основана идея данного изобретения. Цель изобретения - повышение скорости реактивной струи и удельного импульса ракетного двигателя. Для этого двигатель должен вырабатывать чистый водород и твердые вещества. Подходящей химической реакцией для этого может быть тройная реакция боргидрида бериллия, гидрида бериллия и динитрамида аммония:This is the basis of the idea of this invention. The purpose of the invention is to increase the speed of a jet stream and the specific impulse of a rocket engine. To do this, the engine must produce pure hydrogen and solids. A suitable chemical reaction for this may be the triple reaction of beryllium borohydride, beryllium hydride and ammonium dinitramide:
Возможны промежуточные реакции: образование воды, реакция ее при таких температурах с бериллием и с бором, образование аммиака, реакция его или азота при таких температурах с оксидом бора и получение нитрида бора. Соотношение компонентов: боргидрида бериллия - 34,63±10%, динитрамида аммония - 55,50±10%, гидрида бериллия - 9,87±5%.Intermediate reactions are possible: the formation of water, its reaction at such temperatures with beryllium and boron, the formation of ammonia, the reaction of it or nitrogen at such temperatures with boron oxide and the production of boron nitride. The ratio of components: beryllium borohydride - 34.63 ± 10%, ammonium dinitramide - 55.50 ± 10%, beryllium hydride - 9.87 ± 5%.
Возможна реакция с окислением бора:Possible reaction with boron oxidation:
Соотношение компонентов: боргидрида бериллия - 23,78±10%, динитрамида аммония - 76,22±10%.The ratio of components: beryllium borohydride - 23.78 ± 10%, ammonium dinitramide - 76.22 ± 10%.
Если траектория взлета проходит над населенными местами, то можно заменить бериллий и его токсичные соединения на литий или алюминий и их соединения.If the take-off trajectory passes over populated areas, then beryllium and its toxic compounds can be replaced with lithium or aluminum and their compounds.
Хотя структура LiBH4, скорее всего, будет Li2(BH4)2, поэтому предыдущую реакцию можно записать так:Although the structure of LiBH4 is likely to be Li2 (BH4) 2, so the previous reaction can be written as follows:
В любом случае соотношение компонентов: боргидрида лития - 35,85±10%, динитрамида аммония - 51,06±10%, гидрида лития - 13,09±5%.In any case, the ratio of components: lithium borohydride - 35.85 ± 10%, ammonium dinitramide - 51.06 ± 10%, lithium hydride - 13.09 ± 5%.
Или возможна такая же реакция с алюминием:Or the same reaction with aluminum is possible:
Соотношение компонентов: боргидрида алюминия - 23,66±10%, динитрамида аммония - 57,76±10%, гидрида алюминия - 18,58±5%. Структура боргидрида алюминия возможна Al2(ВН4)6.The ratio of components: aluminum borohydride - 23.66 ± 10%, ammonium dinitramide - 57.76 ± 10%, aluminum hydride - 18.58 ± 5%. The structure of aluminum borohydride is possible Al2 (BH4) 6.
Сравнительно малотоксичным будет двигатель:The engine will be relatively low toxic:
Соотношение компоненов: декаборана - 39,64±10%, динитрамида аммония -60,36±10%.The ratio of components: decaborane - 39.64 ± 10%, ammonium dinitramide -60.36 ± 10%.
Возможна реакция в гибридном двигателе с повышенным удельным выделением водорода:Possible reaction in a hybrid engine with increased specific hydrogen evolution:
Соотношение реакции: боргидрида бериллия - 44,61±10%, динитрамида аммония - 35,75±10%, аммиака - 19,63±5%.Reaction ratio: beryllium borohydride - 44.61 ± 10%, ammonium dinitramide - 35.75 ± 10%, ammonia - 19.63 ± 5%.
Возможна и реакция с полным или частичным окислением получившегося водорода.A reaction with complete or partial oxidation of the resulting hydrogen is also possible.
Теоретически открыто устойчивое соединение N3O6 (далее «шестиокись азота»), с получением его на практике возможны реакции с ним:Theoretically, a stable compound N3O6 (hereinafter referred to as "nitrogen dioxide") has been discovered, and in practice, reactions with it are possible with it:
Соотношение компонентов: боргидрида бериллия 29,61±10%, шестиокиси азота - 70,39±10%.The ratio of components: beryllium borohydride 29.61 ± 10%, nitrogen hexoxide - 70.39 ± 10%.
Или такая же тройная реакция с использованием имеющегося азота:Or the same triple reaction using the available nitrogen:
Соотношение компонентов: боргидрида бериллия 26,02±10%, шестиокиси азота - 61,86±10%, бора - 12,12±5%.The ratio of components: beryllium borohydride 26.02 ± 10%, nitrogen hexoxide - 61.86 ± 10%, boron - 12.12 ± 5%.
Эта же реакция даст больше водорода, если вместо бора добавлять тетраборан:The same reaction will produce more hydrogen if tetraborane is added instead of boron:
Соотношение компонентов: боргидрида бериллия 24,91±10%, шестиокиси азота - 59,35±10%, декаборана - 15,74±5%.The ratio of components: beryllium borohydride 24.91 ± 10%, nitrogen hexoxide 59.35 ± 10%, decaborane 15.74 ± 5%.
Или возможна другая тройная реакция, похожая на реакцию \1\:Or another triple reaction is possible, similar to the reaction \ 1 \:
Соотношение компонентов: боргидрида бериллия - 23,26±10%, шестиокиси азота - 56,17±10%, гидрида бериллия - 20,20±10%.The ratio of components: beryllium borohydride - 23.26 ± 10%, nitrogen dioxide - 56.17 ± 10%, beryllium hydride - 20.20 ± 10%.
Интересна реакция в гибридном двигателе с повышенным выделением водорода:An interesting reaction in a hybrid engine with increased hydrogen evolution:
Соотношение компонентов: боргидрида бериллия - 44,34±10%, шестиокиси азота - 26,39±10%, аммиака - 29,27±10%.The ratio of components: beryllium borohydride - 44.34 ± 10%, nitrogen hexoxide - 26.39 ± 10%, ammonia - 29.27 ± 10%.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012144167/05A RU2516711C1 (en) | 2012-10-16 | 2012-10-16 | Staroverov's rocket propellant - 15 (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012144167/05A RU2516711C1 (en) | 2012-10-16 | 2012-10-16 | Staroverov's rocket propellant - 15 (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012144167A RU2012144167A (en) | 2014-04-27 |
| RU2516711C1 true RU2516711C1 (en) | 2014-05-20 |
Family
ID=50515139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012144167/05A RU2516711C1 (en) | 2012-10-16 | 2012-10-16 | Staroverov's rocket propellant - 15 (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2516711C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3939952A1 (en) | 2020-07-17 | 2022-01-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Fast burning solid propellant comprising an oxidizer, an energetic binder and a metallic burn-off modifier and method for its preparation |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2576857C2 (en) * | 2014-06-17 | 2016-03-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov(s-18 rocket propellant /versions/ |
| DE102014016299A1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-05-12 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) | Ammonium dinitramide based gas generator fuel (ADN) and process for its preparation |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3128212A (en) * | 1958-07-18 | 1964-04-07 | Olin Mathieson | Solid high energy borane fuel composition |
| RU2182163C2 (en) * | 1995-06-07 | 2002-05-10 | Уильям К. Орр | Fuel composition |
| RU2205863C2 (en) * | 1994-03-02 | 2003-06-10 | Уильям С. ОРР | Fuel composition and a method for creation of precombustion vapors |
| RU2226523C2 (en) * | 1998-04-15 | 2004-04-10 | Недерландсе Органисати Вор Тугепастнатюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно | Monocomponent fuel system |
| RU2244704C2 (en) * | 1999-02-26 | 2005-01-20 | Свенска Рюмдактиеболагет | Dinitramide-based liquid single-base propellants |
| RU2328519C2 (en) * | 1994-05-31 | 2008-07-10 | Уильям К. Орр | Enhanced combustion at vapour phase |
| RU2431052C1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Uncased motor with self-feeding |
| RU2442904C2 (en) * | 2010-05-21 | 2012-02-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Rocket propellant for liquid propellant engines |
-
2012
- 2012-10-16 RU RU2012144167/05A patent/RU2516711C1/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3128212A (en) * | 1958-07-18 | 1964-04-07 | Olin Mathieson | Solid high energy borane fuel composition |
| RU2205863C2 (en) * | 1994-03-02 | 2003-06-10 | Уильям С. ОРР | Fuel composition and a method for creation of precombustion vapors |
| RU2328519C2 (en) * | 1994-05-31 | 2008-07-10 | Уильям К. Орр | Enhanced combustion at vapour phase |
| RU2182163C2 (en) * | 1995-06-07 | 2002-05-10 | Уильям К. Орр | Fuel composition |
| RU2226523C2 (en) * | 1998-04-15 | 2004-04-10 | Недерландсе Органисати Вор Тугепастнатюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно | Monocomponent fuel system |
| RU2244704C2 (en) * | 1999-02-26 | 2005-01-20 | Свенска Рюмдактиеболагет | Dinitramide-based liquid single-base propellants |
| RU2431052C1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Uncased motor with self-feeding |
| RU2442904C2 (en) * | 2010-05-21 | 2012-02-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Rocket propellant for liquid propellant engines |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3939952A1 (en) | 2020-07-17 | 2022-01-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Fast burning solid propellant comprising an oxidizer, an energetic binder and a metallic burn-off modifier and method for its preparation |
| DE102020118962A1 (en) | 2020-07-17 | 2022-01-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Fast-burning solid propellant with an oxidizer, an energetic binder and a metallic burn-up modifier and method for its production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012144167A (en) | 2014-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Maggi et al. | Theoretical analysis of hydrides in solid and hybrid rocket propulsion | |
| CN1321950C (en) | Dinitroamide-based liquid single-component propellant | |
| RU2516711C1 (en) | Staroverov's rocket propellant - 15 (versions) | |
| Chai et al. | Calorimetric study on electrolytic decomposition of hydroxylammonium nitrate (HAN) ternary mixtures | |
| RU2169853C2 (en) | Method of operation of flying vehcile engine employing jet propulsion and design of such engine | |
| Yang et al. | Thermodynamic cycle analysis of ramjet engines using magnesium-based fuel | |
| Li et al. | Enhancement effect of Mo electrodes on the ignition characteristics of HAN-based gel propellant fuel and its combustion mechanisms | |
| Zhu et al. | Effects of aluminum nanoparticles on thermal decomposition of ammonium perchlorate | |
| RU2516825C1 (en) | Staroverov's rocket propellant - 14 (versions). | |
| Yamamoto et al. | Decomposition promotion of nitrous oxide for its use as an energy carrier | |
| RU2547476C2 (en) | Jet propellant (versions) | |
| RU2570012C1 (en) | Staroverov's propellant - 3 (versions) | |
| RU2570444C1 (en) | Staroverov's propellant - 19 /versions/ | |
| RU2555870C1 (en) | Staroverov(s rocket fuel 21 (versions) | |
| RU2582712C2 (en) | Rocket propellant /versions/ | |
| RU2544104C2 (en) | Staroverov's rocket engine (versions) | |
| Machado et al. | Chemical Gas Generators Based on Mechanically Alloyed Al· Mg Powder | |
| RU2572886C1 (en) | Staroverov's propellant - 17 (versions) | |
| Avwunuketa et al. | Characteristics Investigation of Combustion Properties of Electrofuels For Aerospace Application | |
| RU2523367C2 (en) | Rocket fuel | |
| RU2572887C1 (en) | Staroverov's propellant-20 (versions) | |
| RU2570022C1 (en) | Method for improving propellants and propellant (versions) | |
| RU2601820C1 (en) | Staroverov rocket engine (versions) | |
| RU2576857C2 (en) | Staroverov(s-18 rocket propellant /versions/ | |
| Farhat et al. | Improvement of catalytic decomposition of ammonium nitrate with new bimetallic catalysts |