Vesinikperoksiid sisepõlemismootori efektiks. Vesinikperoksiidi tõukejõusüsteemid väikestele satelliitidele. „Minu nimi on Bond. James Bond "

Torpeedomootorid: eile ja täna

JSC "Morteplotekhniki uurimisinstituut" jäi ainsaks ettevõtteks aastal Venemaa Föderatsioon soojuselektrijaamade täiemahulise arendamise teostamine

Ajavahemikul ettevõtte asutamisest kuni 1960. aastate keskpaigani. Põhitähelepanu pöörati laevavastaste torpeedode turbiinimootorite väljatöötamisele, mille turbiinide tööulatus on 5-20 m sügavusel. Allveelaevade vastased torpeedod olid siis mõeldud ainult elektritööstusele. Seoses laevavastaste torpeedode kasutamise tingimustega olid elektrijaamadele kõige olulisemad nõuded maksimaalne võimalik võimsus ja visuaalne nähtamatus. Visuaalse nähtamatuse nõue oli hõlpsasti täidetav, kasutades kahekomponendilist kütust: petrooleumi ja vähese veega vesinikperoksiidi lahust (MPV) kontsentratsiooniga 84%. Põlemisproduktid sisaldasid veeauru ja süsinikdioksiidi. Põlemisproduktide heitgaasid eemaldati üle parda torpeedo juhtimisseadmetest 1000-1500 mm kaugusel, samal ajal kui aur kondenseerus ja süsinikdioksiid lahustus kiiresti vees, nii et gaasilised põlemissaadused mitte ainult ei jõudnud veepinnale , kuid ei mõjutanud ka roole ja torpeedoprillereid.

Torpeedoga 53-65 saavutatud turbiini maksimaalne võimsus oli 1070 kW ja see võimaldas liikuda kiirusel umbes 70 sõlme. See oli maailma kiireim torpeedo. Põlemissaaduste temperatuuri alandamiseks 2700–2900 K vastuvõetavale tasemele süstiti põlemissaadustesse merevett. Töö algfaasis ladestusid merevee soolad turbiini vooluteele ja viisid selle hävitamiseni. See jätkus seni, kuni leiti tingimused probleemideta tööks, mis minimeeriks mereveesoolade mõju gaasiturbiinmootori tööle.

Võttes arvesse kõiki vesinikperoksiidi kui oksüdeeriva aine eeliseid, tingis selle suurenenud tule- ja plahvatusoht töötamise ajal alternatiivsete oksüdeerijate kasutamise otsimise. Selliste tehniliste lahenduste üheks võimaluseks oli tulekindla hapniku asendamine gaasilise hapnikuga. Meie ettevõttes välja töötatud turbiinimootor on säilinud ja torpeedot, mille tähis on 53-65K, on ​​edukalt kasutatud ja seda pole seni mereväe relvastusest eemaldatud. Torpeedo soojuselektrijaamades tulekindlate materjalide kasutamise tagasilükkamine on põhjustanud uute kütuste leidmiseks vajaduse arvukate uurimisprojektide järele. Välimuse tõttu 1960. aastate keskel. suure kiirusega veealuse liikumisega tuumaallveelaevad, elektrienergiaga allveelaevastased torpeedod osutusid ebaefektiivseteks. Seetõttu uuriti koos uute kütuste otsimisega uut tüüpi mootoreid ja termodünaamilisi tsükleid. Suurimat tähelepanu pöörati suletud Rankine'i tsükliga töötava auruturbiinseadme loomisele. Selliste agregaatide nagu turbiin, aurugeneraator, kondensaator, pumbad, ventiilid ja kogu süsteem tervikuna eelarengu etappides ja avamerel kasutati kütust: petrooleumi ja MPV-d ning põhiversioonis - tahket kõrge energia- ja töönäitajatega hüdroreaktiivne kütus ...

Auruturbiini seadet katsetati edukalt, kuid torpeedoga seotud töö peatati.

1970. – 1980. suurt tähelepanu pöörati avatud tsükliga gaasiturbiinijaamade väljatöötamisele, samuti kombineeritud tsüklile, kus gaasiväljalaskesüsteemis kasutati ejektorit suurel töösügavusel. Kütusena kasutati arvukalt Otto-Fuel II tüüpi vedelaid monopropellentide preparaate, sealhulgas neid, millele oli lisatud metallkütust, samuti ammooniumhüdroksüülperkloraadil (HAP) põhinevat vedelat oksüdeerijat.

Praktiline väljapääs oli Otto-Fuel II kütust kasutava avatud tsükliga gaasiturbiiniseadme loomise suund. 650 mm lööktorpeedo jaoks loodi turbiinimootor võimsusega üle 1000 kW.

1980ndate keskel. meie ettevõtte juhtkonna tehtud uurimistöö tulemuste põhjal otsustati välja töötada uus suund - arendus universaalsete 533 mm kaliibriga torpeedode jaoks kolbmootorid kütusel Otto-Fuel II. Turbiinmootoritega võrreldes sõltub kolbmootorite efektiivsus torpeedotõve sügavusest nõrgemini.

Aastatel 1986–1991 loodi telgkolbmootor (mudel 1) võimsusega umbes 600 kW universaalse torpeedokaliibri jaoks 533 mm. See on edukalt läbinud igat tüüpi pinkide ja merede katsed. 1990. aastate lõpus, seoses torpeedo pikkuse vähenemisega, loodi selle mootori teine ​​mudel moderniseerimise kaudu disaini lihtsustamise, töökindluse suurendamise, nappide materjalide kõrvaldamise ja mitmemoodilise kasutuselevõtu osas. See mootorimudel on vastu võetud universaalse süvamere torpeedo seeriakujunduses.

2002. aastal tehti JSC "Meretehnika uurimisinstituut" ülesandeks luua elektrijaam uue 324 mm kaliibriga kerge allveelaevastase torpeedo jaoks. Pärast erinevat tüüpi mootorite, termodünaamiliste tsüklite ja kütuste analüüsimist tehti valik sarnaselt raske torpeedoga Otto-Fuel II kütusega töötava avatud tsükliga aksiaalkolbmootori kasuks.

Kogemusi võeti aga mootori projekteerimisel arvesse. nõrkused raske torpeedomootori disain. Uus mootor on põhimõtteliselt erinev kinemaatiline diagramm... Põlemiskambri kütusevarustuse tees ei ole hõõrdeelemente, mis välistas töötamise ajal kütuse plahvatuse võimaluse. Pöörlevad osad on hästi tasakaalustatud ja ajamid abiüksused oluliselt lihtsustatud, mis viis vibratsiooni aktiivsuse vähenemiseni. Kasutusele on võetud elektrooniline süsteem kütusekulu ja vastavalt mootori võimsuse sujuvaks reguleerimiseks. Regulaatoreid ja torujuhtmeid praktiliselt pole. Mootori võimsusega 110 kW kogu nõutava sügavuse vahemikus madalal sügavusel võimaldab see võimsuse kahekordistada, säilitades samas jõudluse. Lai valik mootori tööparameetreid võimaldab seda kasutada torpeedodes, antitorpeedodes, iseliikuvates miinides, hüdroakustilistes vastumeetmetes, samuti autonoomsetes sõjaväe- ja tsiviilveealustes sõidukites.

Kõik need saavutused torpeedoelektrijaamade loomise valdkonnas olid võimalikud tänu ainulaadsete eksperimentaalsete komplekside olemasolule JSC-s "Meretehnika teadusinstituut", mis loodi omapead ja riiklike vahendite arvelt. Kompleksid asuvad umbes 100 tuhande m2 suurusel alal. Need on varustatud kõigi vajalike elektrivarustussüsteemidega, sealhulgas õhu-, vee-, lämmastiku- ja kõrgsurvesüsteemidega. Katsekompleksid hõlmavad süsteeme tahkete, vedelate ja gaasiliste põlemisproduktide kasutamiseks. Kompleksidel on stendid prototüüpide ja täismõõdus turbiini- ja kolbmootorite ning muud tüüpi mootorite testimiseks. Lisaks on olemas stendid kütuste, põlemiskambrite, erinevate pumpade ja instrumentide testimiseks. Statiivid on varustatud elektroonilised süsteemid parameetrite juhtimine, mõõtmine ja registreerimine, testitud objektide visuaalne jälgimine, samuti häire- ja seadmete kaitse.

Kahtlemata on mootor raketi kõige olulisem ja üks keerukamaid osi. Mootori ülesanne on segada kütuse komponente, tagada nende põlemine ja suurel kiirusel põlemisprotsessist tulenevad gaasid teatud suunas välja lasta, luues reaktiivjõud... Selles artiklis käsitleme ainult raketis praegu kasutatavaid keemilisi mootoreid. Neid on mitut tüüpi: tahke kütus, vedel, hübriid ja vedel ühekomponentne.

Iga raketimootor koosneb kahest põhiosast: põlemiskambrist ja otsikust. Põlemiskambriga on minu arvates kõik selge - see on mingi kinnine maht, milles põleb kütus. Ja otsik on loodud selleks, et kiirendada kütuse põlemisel tekkivaid gaase ülehelikiiruseks ühes suunas. Düüs koosneb segistist, kriitikakanalist ja hajuti.

Segiajaja on lehter, mis kogub põlemiskambrist gaase ja suunab need kriitikakanalisse.

Kriitika on düüsi kõige kitsam osa. Selles kiirendatakse gaasi heli kiiruseni segiajaja külje kõrge rõhu tõttu.

Hajuti on pärast kriitikat düüsi laienev osa. Selles gaasi languse rõhk ja temperatuur, mille tõttu gaas saab täiendava kiirenduse ülehelikiirusele.

Nüüd vaatame üle kõik peamised mootoritüübid.

Alustame lihtsast. Disainilt on lihtsaim tahke raketikütusega rakettmootor. Tegelikult on see tünn, mis on täis tahket kütust oksüdeerivat segu ja millel on otsik.

Sellise mootori põlemiskamber on kanal kütuselaengus ja põlemine toimub kogu selle kanali pinnal. Tihti tehakse mootori tankimise lihtsustamiseks laeng kütusepulkade kompositsioonist. Siis toimub põlemine ka kabe otste pinnal.

Et saada erinev tõukejõu sõltuvus ajast, erinev ristlõiked kanal:

Tahke raketikütus- vanim raketimootori tüüp. See leiutati iidses Hiinas, kuid tänaseni leiab see rakendust nii sõjalistes rakettides kui ka kosmosetehnikas. Samuti kasutatakse seda mootorit oma lihtsuse tõttu aktiivselt amatöörraketis.

Esimene Ameerika kosmoselaev Mercury oli varustatud kuue tahke raketikütusega:

Kolm väikest võtavad laeva pärast temast eraldumist kanderaketilt eemale ja kolm suurt aeglustavad selle orbiidilt eemaldumist.

Kõige võimsam tahke raketikütuse raketimootor (ja üldiselt kõige võimsam raketimootor ajaloos) on kosmosesüstiku süsteemi külgvõimendi, mille maksimaalne tõukejõud oli 1400 tonni. Just need kaks kiirendit andsid süstikute käivitamisel nii suurejoonelise tulesamba. See on selgelt näha näiteks 11. mai 2009. aasta Atlantise süstiku stardi videosalvestusel (missioon STS-125):

Samu võimendeid kasutatakse uues SLS -raketis, mis viib orbiidile uue Ameerika kosmoselaeva Orion. Nüüd näete kiirendi maapealsete katsete andmeid:

Samuti on tahkekütuse rakettmootorid paigaldatud hädaabisüsteemidesse, mille eesmärk on avarii korral kosmoselaev raketilt kõrvale juhtida. Siin näiteks laeva Mercury SAS-i testid 9. mail 1960:

Lisaks SAS-ile on kosmoseaparaat Sojuz varustatud pehmete maandumismootoritega. Need on ka tahked raketikütused, mis töötavad sekundi murdosa jooksul, andes välja võimsa impulsi, mis summutab laeva laskumiskiiruse peaaegu nullini vahetult enne Maa pinna puudutamist. Nende mootorite tööd on näha kosmoseaparaadi Sojuz TMA-11M maandumise salvestusel 14. mail 2014:

Tahkete raketikütuse rakettmootorite peamine puudus on veojõukontrolli võimatus ja mootori pärast seiskamist taaskäivitamine. Ja mootori seiskamine tahkete raketikütuste puhul ei ole tegelikult seiskamine: mootor kas lakkab töötamast kütuse lõppemise tõttu või kui on vaja see varem peatada, katkestatakse tõukejõud: vallandatakse ülemine kate mootorist ja gaasid hakkavad väljuma selle mõlemast otsast, nullides tõukejõu.

Järgmisena kaalume hübriidmootor ... Selle eripära on see, et kasutatavad kütusekomponendid on erinevates agregaatides. Kõige sagedamini kasutatav tahke kütus ja vedel või gaasiline oksüdeerija.

Sellise mootori pingikatse näeb välja järgmine:

Seda tüüpi mootorit kasutatakse esimesel privaatsel kosmosesüstikul SpaceShipOne.
Erinevalt tahke raketikütuse raketimootorist saab GRD taaskäivitada ja selle tõukejõudu reguleerida. Kuid see ei olnud ilma puudusteta. Suure põlemiskambri tõttu on gaasimootor kahjulik suurtele rakettidele panna. Samuti on GRD altid "raskele käivitamisele", kui põlemiskambrisse on kogunenud palju oksüdeerijat ja süütamisel annab mootor lühikese aja jooksul suure tõukejõu impulsi.

Vaatame nüüd astronautikas kõige enam kasutatavat tüüpi raketimootorid... See on Raketi mootor- vedelkütuse rakettmootorid.

Vedelkütusega raketimootori põlemiskambris segatakse ja põletatakse kaks vedelikku: kütus ja oksüdeerija. Kosmoserakettides kasutatakse kolme kütust oksüdeerivat auru: vedel hapnik + petrooleum (raketid Sojuz), vedel vesinik + vedel hapnik (raketi Saturn-5 teine ​​ja kolmas etapp, Changzheng-2 teine ​​etapp, kosmosesüstik) ja asümmeetriline dimetüülhüdrasiin + lämmastiktetroksiid (raketiprooton ja Changzheng-2 esimene etapp). Samuti katsetatakse uut tüüpi kütust, vedelat metaani.

Vedelkütusel töötavate rakettmootorite eelisteks on väike kaal, võime tõukejõudu laias vahemikus juhtida (gaasipedaal), mitmekordse käivitamise võimalus ja suurem spetsiifiline impulss võrreldes teist tüüpi mootoritega.

Selliste mootorite peamine puudus on hämmastav disaini keerukus. Minu skeemil näib see lihtne, kuid tegelikult tuleb vedelkütuse rakettmootorit kavandades seista silmitsi paljude probleemidega: vajadus kütuse komponentide korraliku segamise järele, raskused põlemiskambris kõrge rõhu säilitamisel, ebaühtlased kütuse põlemine, põlemiskambri ja düüsi seinte tugev kuumutamine, süütamisraskused, oksüdeerija söövitav mõju põlemiskambri seintele.

Kõigi nende probleemide lahendamiseks kasutatakse palju keerukaid ja mitte väga raskeid. insenerilahendused, mistõttu raketimootor näeb sageli välja nagu purjus torumehe õudusunenägu, näiteks see RD-108:

Põlemiskambrid ja düüsid on selgelt nähtavad, kuid pöörake tähelepanu sellele, kui palju torusid, sõlmi ja juhtmeid on! Ja kõik see on vajalik mootori stabiilseks ja usaldusväärseks tööks. Põletuskambritesse kütuse ja oksüdeerija tarnimiseks on turbopumbaüksus, turbopumba seadme juhtimiseks gaasigeneraator, põlemiskambrite ja pihustite jahutuskatted, düüsidel rõngakujulised torud kütuse jahutuskardina loomiseks, haru toru jäätmetekitaja gaasi ja äravoolutorude tühjendamiseks.

Vedelkütuse mootori tööd käsitleme üksikasjalikumalt ühes järgmistest artiklitest, kuid nüüd pöördume viimase mootoritüübi poole: ühekomponentne.

Sellise mootori töö põhineb vesinikperoksiidi katalüütilisel lagundamisel. Kindlasti mäletavad paljud teist oma koolikogemust:

Kool kasutab apteegis 3% peroksiidi, kuid reaktsioon kasutab 37% peroksiidi:

On näha, kuidas auruvool (muidugi hapnikuga segatud) väljub jõuga kolvi kaelast. Mida pole reaktiivmootor?

Vesinikperoksiidmootoreid kasutatakse kosmoseaparaatide hoiakukontrollisüsteemides, kui suurt tõukejõu väärtust pole vaja ning mootori disaini lihtsus ja selle väike mass on väga olulised. Loomulikult ei ole kasutatud vesinikperoksiidi kontsentratsioon kaugeltki 3% või isegi 30%. Sajaprotsendiline kontsentreeritud peroksiid annab reaktsiooni käigus hapniku ja veeauruga segu, mida kuumutatakse poolteise tuhande kraadini, mis tekitab kõrgsurve põlemiskambris ja gaasi suur väljavoolukiirus otsikust.

Ühekomponendilise mootori disaini lihtsus ei saanud meelitada amatöörraketite tähelepanu. Siin on näide harrastaja üheosalisest mootorist.

VESINIKPEROKSIIDI H 2 O 2 - peroksiidide kõige lihtsam esindaja; kõrge keemistemperatuuriga oksüdeerija või ühekomponentne raketikütus, samuti auru ja gaasi allikas THA juhtimiseks. Seda kasutatakse kõrge (kuni 99%) kontsentratsiooniga vesilahuse kujul. Läbipaistev vedelik, värvitu ja lõhnatu, "metallilise" maitsega. Tihedus on 1448 kg / m 3 (temperatuuril 20 ° С), sulamistemperatuur ~ 0 ° С, keemistemperatuur ~ 150 ° С. See on kergelt mürgine, põhjustab nahaga kokkupuutel põletusi, moodustab mõne orgaanilise ainega plahvatusohtlikke segusid. Puhtad lahused on üsna stabiilsed (lagunemiskiirus ei ületa tavaliselt 0,6% aastas); mitmete raskmetallide (näiteks vask, raud, mangaan, hõbe) ja muude lisandite jälgede olemasolul lagunemine kiireneb ja võib muutuda plahvatuseks; suurendada stabiilsust pikaajalise ladustamise ajal vesinikperoksiidi lisatakse stabilisaatorid (fosfori ja tina ühendid). Katalüsaatorite (nt rauakorrosiooniproduktid) toimel laguneb vesinikperoksiidi läheb energia eraldumisel hapnikku ja vette, samas kui reaktsioonisaaduste (aur-gaas) temperatuur sõltub kontsentratsioonist vesinikperoksiidi: 560 ° C 80% kontsentratsioonil ja 1000 ° C 99% juures. Sobib kõige paremini roostevaba terase ja puhta alumiiniumiga. Tööstuses saadakse see väävelhappe H 2 SO 4 elektrolüüsil tekkinud persulfurhappe H 2 S 2 O 8 hüdrolüüsil. Keskendunud vesinikperoksiidi leidis raketis laialdast rakendust. Vesinikperoksiidi on aurugaasi allikas TNA juhtimiseks mitmete rakettide (V-2, "Redstone", "Viking", "Vostok" jne) vedelkütuselises mootoris, raketikütuse oksüdeerija ( "Black Airrow", 163, X-1, X-15 jne), ühekomponendiline kütus kosmosesõidukite mootorites (Sojuz, Sojuz T jne). Selle kasutamine on lootustandev paar süsivesinike, pentaboraani ja berülliumhüdriidiga.

1 .. 42> .. >> Järgmine
Alkoholi madal valamistemperatuur võimaldab seda kasutada väga erinevates ümbritseva õhu temperatuurides.
Alkoholi toodetakse väga suurtes kogustes ja see pole napp kütus. Alkoholil ei ole struktuurimaterjalidele söövitavat toimet. See võimaldab kasutada suhteliselt odavaid materjale alkoholimahutite ja kiirteede jaoks.
Metüülalkohol võib olla etüülalkoholi asendaja, mis annab hapnikuga mõnevõrra halvema kvaliteediga kütuse. Metüülalkohol segatakse etüülalkoholiga mis tahes vahekorras, mis võimaldab seda kasutada etüülalkoholi puudumisel ja lisada mingis proportsioonis kütusega. Vedelat hapnikupõhist kütust kasutatakse peaaegu eranditult kaugmaarakettides, mis võimaldavad raketi täitmist raketikomponentidega ka nende suure kaalu tõttu.
Vesinikperoksiidi
Vesinikperoksiidi H2O2 puhtal kujul (s.o 100% kontsentratsioon) tehnoloogias ei kasutata, kuna see on äärmiselt ebastabiilne toode, mis on võimeline spontaanselt lagunema, muutudes kergesti näiliselt tähtsusetute välismõjude mõjul plahvatuseks: löök, valgustus , vähimatki orgaaniliste ainete ja mõnede metallide lisandeid.
Raketitöös kasutatakse vees "vesinikperoksiidi stabiilsemaid, kõrge kontsentratsiooniga (enamasti 80"% kontsentratsiooniga) lahuseid. Vesinikperoksiidi suhtes vastupidavuse suurendamiseks lisatakse väikestes kogustes aineid, et vältida selle iseeneslikku lagunemist (näiteks fosforhape). 80-protsendilise vesinikperoksiidi kasutamine nõuab praegu ainult tavalisi ettevaatusabinõusid, mida nõutakse tugevate oksüdeerijate käsitsemisel.Vesinikperoksiid on selles kontsentratsioonis selge, kergelt sinakas vedelik, mille külmumistemperatuur on -25 ° C.
Vesinikperoksiid eraldab hapnikuks ja veeauruks lagunedes soojust. Seda soojuse eraldumist seletatakse asjaoluga, et peroksiidi moodustumise soojus on - 45,20 kcal / g -mol, samas kui
126
Ch. IV. Rakettmootori kütused
vee moodustumissoojus on -68,35 kcal / g-mol. Seega vabaneb peroksiidi lagundamisel valemiga H2O2 = - H2O + V2O0 keemiline energia, mis on võrdne erinevusega 68,35-45,20 = 23,15 kcal / g-mol või 680 kcal / kg.
Vesinikperoksiidi 80e / o kontsentratsioonil on võime laguneda katalüsaatorite juuresolekul, eraldades soojust koguses 540 kcal / kg ja vabastades vaba hapnikku, mida saab kasutada kütuse oksüdeerimiseks. Vesinikperoksiidil on märkimisväärne erikaal (80% kontsentratsiooni korral 1,36 kg / l). Jahutusvedelikuna on võimatu kasutada vesinikperoksiidi, kuna see ei kuumene kuumutamisel, vaid laguneb kohe.
Peroksiidiga töötavate mootorite paakide ja torujuhtmete materjalina võib kasutada roostevaba terast ja väga puhast (lisandite sisaldusega kuni 0,51%) alumiiniumi. Vase ja muude raskmetallide kasutamine on täiesti vastuvõetamatu. Vask on vesinikperoksiidi lagundamise võimas katalüsaator. Tihendite ja tihendite jaoks võib kasutada teatud tüüpi plastmasse. Kontsentreeritud vesinikperoksiidiga kokkupuude nahaga põhjustab tõsiseid põletushaavu. Orgaaniline aine süttib, kui vesinikperoksiid neid tabab.
Vesinikperoksiidi kütused
Vesinikperoksiidi baasil on loodud kahte tüüpi kütuseid.
Esimest tüüpi kütused on jagatud toitega kütused, milles vesinikperoksiidi lagunemisel eraldunud hapnikku kasutatakse kütuse põletamiseks. Näitena võib tuua ülalpool kirjeldatud püüdurlennuki mootoris kasutatud kütuse (lk 95). See koosnes 80% vesinikperoksiidist ja hüdrasiinhüdraadi (N2H4 H2O) segust metüülalkoholiga. Kui kütusele lisatakse spetsiaalne katalüsaator, muutub see kütus isesüttivaks. Suhteliselt madal kütteväärtus (1020 kcal / kg) ja põlemisproduktide madal molekulmass määravad madal temperatuur põlemine, mis muudab mootori lihtsamaks. Madala kütteväärtuse tõttu on mootoril aga väike tõukejõud (190 kgsek / kg).
Vee ja alkoholiga võib vesinikperoksiid moodustada suhteliselt plahvatusohtlikke kolmekomponentseid segusid, mis on näide ühekomponendilisest kütusest. Selliste plahvatusohtlike segude kütteväärtus on suhteliselt madal: 800–900 kcal / kg. Seetõttu ei kasutata neid tõenäoliselt raketimootorite põhikütusena. Selliseid segusid saab kasutada auru- ja gaasigeneraatorites.
2. Kaasaegsed kütused raketimootorid
127
Kontsentreeritud peroksiidi lagunemisreaktsiooni, nagu juba mainitud, kasutatakse raketitehnoloogias laialdaselt aurugaasi saamiseks, mis on pumbamisel turbiini töövedelik.
Tuntud on ka mootorid, milles peroksiidi lagunemissoojus teenis tõukejõudu. Selliste mootorite eriline tõukejõud on madal (90–100 kg / kg).
Peroksiidi lagundamiseks kasutatakse kahte tüüpi katalüsaatoreid: vedel (kaaliumpermanganaadi lahus KMnO4) või tahke. Viimase kasutamine on eelistatavam, kuna see muudab vedela katalüsaatori reaktorisse sisestamise süsteemi üleliigseks.

IN 1818 Hr Prantsuse keemik L. J. Tenard avastas "oksüdeeritud vee". Hiljem nimetati seda ainet vesinikperoksiidi... Selle tihedus on 1464,9 kg / kuupmeeter... Niisiis, saadud ainel on valem H2O2 jaotab endotermiliselt hapniku aktiivsel kujul suure soojuse eraldumisega: H2O2> H20 + 0,5O2 + 23,45 kcal.

Keemikud teadsid kinnistust varemgi vesinikperoksiidi oksüdeerijana: lahused H2O2(edaspidi " peroksiid") süttis tuleohtlikke aineid nii palju, et neid polnud alati võimalik kustutada. peroksiid sisse päris elu kui energeetiline aine, mis ei vaja isegi täiendavat oksüdeerijat, tuli inseneri meelde Helmut Walter linnast Keel... Täpsemalt allveelaevadel, kus on vaja arvestada iga grammi hapnikuga, eriti kuna see oli 1933 aasta ja fašistlik eliit võttis kõik meetmed sõja ettevalmistamiseks. Töötage kohe peroksiid klassifitseeriti. H2O2- toode on ebastabiilne. Walter leidis tooteid (katalüsaatoreid), mis aitasid kaasa veelgi kiiremale lagunemisele peroksiid... Hapniku kõrvaldamise reaktsioon ( H2O2 = H20 + O 2) läks koheselt lõpuni. Siiski tekkis vajadus hapnikust "lahti saada". Miks? Fakt on see, et peroksiid kõige rikkam side O 2 selle peaaegu 95% aine kogumassist. Ja kuna aatomi hapnik vabaneb esialgu, oli lihtsalt ebamugav seda mitte kasutada aktiivse oksüdeerijana.

Seejärel turbiini, kus seda rakendati peroksiid, hakkasid nad tarnima fossiilkütust ja ka vett, kuna soojust tekkis küllalt. See aitas kaasa mootori võimsuse suurenemisele.

IN 1937 aastal toimusid kombineeritud tsükliga gaasiturbiiniseadmete edukad stendikatsed ja aastal 1942 aasta ehitati esimene allveelaev F-80 mis arendas vee all kiirust 28,1 sõlme (52,04 km \ h). Saksa väejuhatus otsustas ehitada 24 allveelaevu, millel pidi olema kaks Elektrijaamad võimsus iga 5000 hj... Nad tarbisid 80% lahendus peroksiid... Saksamaal tehti ettevalmistusi 90 000 tonni peroksiidi aastal. Kuid "tuhandeaastase Reichi" jaoks on tulnud kuulsusetu lõpp ...

Tuleb märkida, et Saksamaal peroksiid aastal hakati kasutama mitmesugused modifikatsioonid lennukid, samuti raketid V-1 ja V-2... Me teame, et kõik need teosed ei suutnud kunagi sündmuste käiku muuta ...

Nõukogude Liidus tehke koostööd peroksiid viidi läbi ka allveelaevastiku huvides. IN 1947 NSVL Teaduste Akadeemia täisliige B.S. Stechkin, kes nõustas suurtükiväe teaduste akadeemia instituudis vedelkütuse mootorite spetsialiste, keda tollal nimetati vedelkütuse mootoriteks, andis ülesande tulevasele akadeemikule (ja seejärel insenerile) Varshavsky I. L. pane mootor sisse peroksiid pakkus välja akadeemik E. A. Tšudakov... Selle jaoks jada diiselmootorid allveelaevade tüüp " Haug Ja praktiliselt andis ta teosele "õnnistuse" Stalin... See võimaldas kiirendada arengut ja saada täiendava helitugevuse paadi pardale, kuhu saaks panna torpeedosid ja muid relvi.

Töötab koos peroksiid viisid läbi akadeemikud Stechkin, Tšudakov ja Varshavsky väga lühikese ajaga. Enne 1953 aastal oli olemasoleva teabe kohaselt varustatud 11 allveelaevad. Erinevalt töötab koos peroksiid mida juhtisid Ameerika Ühendriigid ja Inglismaa, ei jätnud meie allveelaevad endast mingit jälge, samas kui gaasiturbiinil (USA ja INGLAND) oli paljastav mull. Kuid asi on siseriiklikus rakendamises peroksiid ja kasutasid seda allveelaevade jaoks Hruštšov: riik läks tööle tuumaallveelaevadega. Ja võimas algus H 2-relvad lõigati vanarauaks.

Mis meil aga "kuivjäägis" on peroksiid? Selgub, et seda tuleb kuskil küpsetada ja seejärel tuleb tankida autode paake (paake). See pole alati mugav. Seetõttu oleks parem see kätte saada otse auto pardale ja veelgi parem enne silindrisse süstimist või enne turbiinile söötmist. Sel juhul oleks see tagatud täielik ohutus kõik töötab. Kuid milliseid esialgseid vedelikke on selle saamiseks vaja? Kui võtate natuke hapet ja peroksiidütleme, baarium ( Ba 02), siis muutub see protsess väga ebamugavaks kasutamiseks otse sama "Mercedese" pardal! Seetõttu pöörakem tähelepanu tavalisele veele - H20! Tuleb välja, et selle saamiseks peroksiid saab ohutult ja tõhusalt kasutada! Ja peate lihtsalt paagid täitma tavalise kaevu veega ja võite teele asuda.

Ainus hoiatus: sellises protsessis moodustub taas aatomi hapnik (pidage meeles reaktsiooni, mis Walter), kuid ka siin, nagu selgus, saate teha targalt. Selle õigeks kasutamiseks on vajalik veekütuse emulsioon, mille koostises piisab, kui seda vähemalt on 5-10% mingi süsivesinikukütus. Sama kütteõli võib hästi sobida, kuid isegi selle kasutamisel tagavad süsivesinike fraktsioonid hapniku flegmatiseerimise, st nad reageerivad sellega ja annavad täiendava impulsi, välistades kontrollimatu plahvatuse võimaluse.

Kõigi arvutuste kohaselt tuleb kavitatsioon siin omaette, moodustades aktiivsed mullid, mis võivad hävitada veemolekuli struktuuri, isoleerida hüdroksüülrühma TEMA ja pange see ühendama sama rühmaga, et saada soovitud molekul peroksiid H2O2.

See lähenemisviis on igast vaatepunktist väga kasulik, sest see võimaldab teil tootmisprotsessi välja jätta peroksiid väljaspool kasutusobjekti (s.t võimaldab luua selle otse mootorisse sisepõlemine). See on väga kasulik, kuna see välistab eraldi täitmise ja ladustamise etapid. H2O2... Selgub, et alles süstimise hetkel tekib meile vajalik ühendus ja hoiustamisprotsessist mööda minnes peroksiid hakkab tööle. Ja sama auto paakides võib olla veekütuse emulsioon, milles on minimaalne protsent süsivesinikkütust! See oleks ilu! Ja poleks üldse hirmutav, kui ühe liitri kütusel oleks hind isegi sees 5 USA dollarit. Tulevikus saate üle minna tahkele kütusele, näiteks kivisöele, ja sünteesida sellest ohutult bensiini. Süsi kestab mitusada aastat! Ainult Jakutia edasi madal sügavus salvestab miljardeid tonne seda fossiili. See on tohutu piirkond, mida altpoolt piirab BAM -niit, mille põhjapiir ulatub kaugele üle Aldani ja Maya jõgede ...

aga peroksiid kirjeldatud skeemi kohaselt saab seda valmistada mis tahes süsivesinikest. Arvan, et peamine sõna selles küsimuses jäi meie teadlastele ja inseneridele.