Ракетное топливо
Изобретение относится к ракетным топливам для жидкостных, твердотопливных и гибридных ракетных двигателей. Ракетное топливо содержит горючее, которое представляет собой боразин, и окислитель. При наличии в окислителе связанного азота топливо дополнительно содержит бор или его соединения, например, диборан, тетраборан, декаборан, боргидрид бериллия, бориды металлов. В качестве одного из вариантов ракетное топливо содержит в качестве горючего 62,65±15,0% боразина и окислитель кислород 37,35±15,0%. В качестве другого варианта ракетное топливо содержит 34,56±13,0% боразина, 51,52±13,0% кислорода и 13,02±13,0% бора. При этом во всех случаях сумма соотношений компонентов должна составлять 100%. Изобретение позволяет получить высокоэнергетическое топливо и уменьшить конфузор сопла, т.е. облегчить ракетный двигатель. 3 н. и 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к ракетным топливам для жидкостных, твердотопливных и гибридных ракетных двигателей.
Известны ракетные топлива, см., например, мой пат. №2424279 «Горючее», состоящие наполовину из ацетилена и этилена, что позволяет использовать ацетилен в растворенном, то есть жидком криогенном виде.
Известен «Ракетный двигатель Староверова - 10» (свежеподанная заявка на изобретение), в котором тепловыделение топлива, содержащего связанный азот, увеличивается при горении за счет реакции азота с бором с образованием нитрида бора с выделением 23,37 мДж/кг на единицу добавленного бора.
Однако существует малоизвестное циклическое соединение боразин (боразол) B3N3H6, уже содержащее бор и азот.
Задача и технический результат изобретения - получение высокоэнергетичной реакции и получение в результате нее продуктов горения с пониженным молекулярным весом, что достигается отсутствием в образующихся газах «тяжелого» СО2 и наличием преимущественно паров воды, скорость звука в которых существенно больше, чем в обычных «ракетных» газах. То есть сопло такого двигателя будет меньше и легче.
Данное горючее ракетного топлива представляет собой боразин.
При горении с любым кислородсодержащим окислителем, кроме окисления водорода, до воды происходит образование нитрида бора с энтропией образования 252,6 кДж/моль.
Например, реакция горения боразина в кислороде.
Тепловыделение 10,63 мДж/кг, соотношение компонентов: боразин - 62,65%, кислород - 37,35%, все +-25%. Или:
То есть тепловыделение в реакции \3\ - 12,65 мДж/кг, соотношение компонентов: боразин - 34,56%, кислород - 51,52%, бор - 13,02%, все +-13%.
При применении других окислителей, содержащих связанный азот, возможно добавочное внесение в реакцию бора или его соединений.
Причем диборан может подаваться в камеру сгорания из отдельного бака, а может подаваться в виде раствора-эмульсии (в зависимости от концентрации) совместно с боразином. Чистый бор может присутствовать в динитрамиде аммония в гибридном двигателе. Или возможен вариант использования в реакции \5\ диборана, или тетраборана, или декаборана, или боргидрида бериллия, или боридов металлов и т.п.
Эффект достигается при любом альтернативном сочетании боразина с этими веществами.
Наличие водорода в выделившихся газах увеличит скорость звука в этом газе и, следовательно, уменьшит конфузор сопла, то есть облегчит двигатель. Однако этот водород может быть сожжен в двигателе с использованием любого окислителя.
1. Ракетное топливо, отличающейся тем, что представляет собой боразин и окислитель.
2. Топливо по п.1, отличающееся тем, что при наличии в окислителе связанного азота дополнительно содержит бор или его соединения, например, диборан, тетраборан, декаборан, боргидрид бериллия, бориды металлов.
3. Ракетное топливо, отличающееся тем, что соотношение компонентов: боразин - 62,65%, кислород - 37,35%, все ±15%, так,что сумма всегда будет составлять 100%.
4. Ракетное топливо, отличающееся тем, что соотношение компонентов: боразин - 34,56%, кислород - 51,52%, бор - 13,02%, все ±13%, так, что сумма всегда будет составлять 100%.
