Utilizarea peroxidului de hidrogen în motoarele auto. Chimie pirotehnică: Introducere în tehnologia Rocket - Fedov V.I. Motoare de pompare

Acest studiu ar dori să se dedice unei substanțe cunoscute. Marylin Monroe și fire albe, antiseptice și penii, adeziv epoxidic și reactiv pentru determinarea sângelui și chiar reactivi de acvariu și reactivi de acvariu egal și reactivi egali ai acvariului. Vorbim despre peroxidul de hidrogen, mai precis, despre un aspect al aplicației sale - despre cariera ei militară.

Dar, înainte de a continua cu partea principală, autorul ar dori să clarifice două puncte. Primul este titlul articolului. Au existat multe opțiuni, dar, în cele din urmă, sa decis să profite de numele uneia dintre publicațiile scrise de capitanul inginer al celui de-al doilea rang L.S. Shapiro, ca fiind cel mai clar responsabil, nu numai conținutul, ci și circumstanțele care însoțesc introducerea peroxidului de hidrogen în practica militară.

În al doilea rând - de ce este autorul interesat exact această substanță? Sau mai degrabă - ce-i interesa exact? Destul de ciudat, cu soarta sa complet paradoxală pe un domeniu militar. Lucrul este că peroxidul de hidrogen are un set de calități întregi, care ar părea că i-ar fi făcut referire la o carieră militară strălucitoare. Și, pe de altă parte, toate aceste calități s-au dovedit a fi complet inaplicabile pentru ao folosi în rolul unei furnizări militare. Ei bine, nu asta-l numiți absolut necorespunzător - dimpotrivă, a fost folosit și destul de larg. Dar, pe de altă parte, nu sa dovedit nimic extraordinar de aceste încercări: peroxidul de hidrogen nu se poate lăuda cu o astfel de înregistrare impresionantă ca nitrați sau hidrocarburi. Sa dovedit a fi credincios pentru tot ... Cu toate acestea, nu ne grăbim. Să luăm în considerare câteva momente cele mai interesante și dramatice ale peroxidului militar, iar concluziile fiecăruia dintre cititori o vor face singur. Și din moment ce fiecare poveste are propriul său principiu, ne vom familiariza cu circumstanțele nașterii eroului narativ.

Deschiderea profesorului Tenar ...

În afara ferestrei a fost o zi liberă de decembrie din decembrie din 1818. Un grup de studenți chimici ai școlii politehnice din Paris au umplut în grabă audiența. Dorind să rateze prelegerea faimosului profesor de școală și faimosul Sorbonne (Universitatea din Paris) lui Lui nu a fost: fiecare ocupație a fost o călătorie neobișnuită și interesantă în lumea științei uimitoare. Și așa, deschizând ușa, un profesor a intrat în audiența unui mers de primăvară ușoară (tribut al strămoșilor galesc).

Potrivit obiceiului de a omoli publicul, el a abordat rapid tabelul demonstrativ lung și a spus ceva preparatului Starik Lesho. Apoi, ridicându-se la departament, se află cu studenții și au început ușor:

Când, cu catargul frontal al fregatei, marinarul strigă "Pământul!", Iar căpitanul vede mai întâi coasta necunoscută în tubul Pylon, este un moment minunat în viața navigatorului. Dar nu este doar un moment în care chimistul descoperă mai întâi particulele unui nou pe fundul balonului, a reprezentat oricine nu este o substanță cunoscută?

Tenar a intrat peste departament și sa apropiat de tabelul demonstrativ, pe care Lesho a reușit deja să pună un dispozitiv simplu.

Chimia iubește simplitatea, - continuarea tenarului. - Ține minte asta, domnilor. Există doar două vase de sticlă, externe și interne. Între ei zăpadă: o substanță nouă preferă să apară la temperaturi scăzute. În vasul interior, acidul sulfuric diluat cu șase procente este nanit. Acum este aproape la fel de rece ca zăpada. Ce se întâmplă dacă m-am rupt în vârful acid al oxidului de bariu? Acidul sulfuric și oxidul de bariu vor produce apa inofensivă și precipitatul alb - sulfat bariu. Totul știe.

H. 2 SO4 + Bao \u003d BASO4 + H2O

Audiența a fost atât de liniștită încât respirația severă a Lasho rece a fost clar auzită. Tenar, amestecând cu prudență o baghetă de sticlă, încet, într-un bob, turnată într-un vas de peroxid de bariu.

Sedimentul, bariul de sulfat obișnuit, filtru, - a spus profesorul, îmbină apa din vasul interior la balon.

H. 2 SO4 + BAO2 \u003d BASO4 + H2O2

Aceasta este apă specială. De două ori mai multe oxigen decât în \u200b\u200bobișnuit. Apa - oxid de hidrogen și acest lichid este un peroxid de hidrogen. Dar îmi place un alt nume - "apă oxidată". Și în dreapta descoperitorului, prefer acest nume.

Când navigatorul deschide un teren necunoscut, el știe deja: într-o zi orașele vor crește pe ea, vor fi așezate drumuri. Noi, chimiștii, nu pot fi niciodată încrezători în soarta descoperirilor lor. Ce așteaptă o substanță nouă până în secolul? Poate aceeași utilizare largă ca în acid sulfuric sau clorhidric. Și poate uitarea completă - ca inutilă ...

Audiența Zarel.

Dar tenar a continuat:

Cu toate acestea, sunt încrezător în viitorul mare al "a apei oxidate", deoarece conține un număr mare de "aer de viață" - oxigen. Și, cel mai important, este foarte ușor să ieșiți din astfel de apă. Deja una dintre acestea insuflează încrederea în viitorul "a apei oxidate". Agricultura și meșteșugurile, medicina și fabricarea, și nici măcar nu știu, unde se va găsi utilizarea "apei oxidate"! Faptul că astăzi se potrivește încă în balon, mâine poate fi puternic pentru a intra în fiecare casă.

Profesorul Tenar a coborât încet din departament.

Videanul naiv parizian ... Un umanist convins, Tenar a crezut întotdeauna că știința ar trebui să aducă bine la umanitate, să atenueze viața și să o facă mai ușoară și mai fericită. Chiar și în mod constant, având exemple de caracter exact opus înaintea ochilor lor, el a crezut sacru într-un viitor mare și pașnic al descoperirii sale. Uneori începeți să credeți în validitatea declarațiilor "fericirea - în ignoranță" ...

Cu toate acestea, începutul carierei peroxidului de hidrogen a fost destul de pașnic. A lucrat bine pe fabricile textile, fire de albire și panza; În laboratoare, moleculele organice oxidante și ajută la primirea unor substanțe noi, inexistente în natură; El a început să stăpânească camerele medicale, s-au dovedit cu încredere ca un antiseptic local.

Dar în curând au dovedit unele laturi negativeDintre care unul sa dovedit a fi stabilitate scăzută: ar putea exista numai în soluții cu privire la concentrația mică. Și ca de obicei, concentrarea nu se potrivește, trebuie îmbunătățită. Și aici a început ...

... și să găsească un inginer Walter

1934 în istoria europeană sa dovedit a fi remarcat de mai multe evenimente. Unii dintre ei tremură sute de mii de oameni, alții au trecut în liniște și neobservată. Primul, desigur, apariția termenului "știința ariena" în Germania poate fi atribuită. În ceea ce privește al doilea, a fost o dispariție bruscă a imprimării deschise a tuturor referințelor la peroxidul de hidrogen. Motivele acestei pierderi ciudate au devenit clare numai după înfrângerea zdrobitoare a "Reich-ului milenal".

Totul a început cu ideea că a venit la Helmut Walter - proprietarul unei mici fabrici în Kiel pentru producția de instrumente exacte, echipamente de cercetare și reactivi pentru instituțiile germane. El a fost capabil, erudit și, important, întreprinzător. A observat că peroxidul de hidrogen concentrat poate rămâne de o perioadă lungă de timp în prezența unor cantități mici de stabilizatori, cum ar fi acidul fosforic sau sărurile sale. Un stabilizator deosebit de eficient a fost acidul urinar: pentru a stabiliza 30 litri de peroxid concentrat, 1 g de acid uric a fost suficient. Dar introducerea altor substanțe, catalizatorii de descompunere duce la o descompunere rapidă a substanței cu eliberarea unei cantități mari de oxigen. Astfel, sa observat prin tentarea perspectivei de reglementare a procesului de descompunere cu substanțe chimice destul de ieftine și simple.

În sine, toate acestea erau cunoscute de mult timp, dar, pe lângă aceasta, Walter a atras atenția asupra celeilalte părți a procesului. Reacția descompunerii peroxidului

2 H. 2 O2 \u003d 2 H2O + O2

Kiel a fost avanpostul construcțiilor de nave subacvatice germane, iar ideea motorului subacvatică la peroxidul de hidrogen a capturat Walter. Ea și-a atras noutatea și, în plus, inginerul Walter era departe de cerșetor. El a înțeles perfect că, în condițiile dictaturii fasciste, cel mai scurt mod de prosperitate - lucrul pentru departamentele militare.

Deja în 1933, Walter a făcut independent un studiu al capacităților energetice ale soluțiilor 2 o2.. Acesta a compilat un grafic al dependenței principalelor caracteristici termofizice din concentrația soluției. Și asta am aflat.

Soluții care conțin 40-65% n 2 o2., descompunerea, este încălzită considerabil, dar nu suficientă pentru a forma un gaz de înaltă presiune. Atunci când se descompune mai multe soluții de căldură concentrate se evidențiază mult mai mult: toate apa se evaporă fără un reziduu, iar energia reziduală este complet cheltuită pe încălzirea Stabazelor. Și ceea ce este încă foarte important; Fiecare concentrație corespundea unei cantități strict definite de căldură eliberată. Și cantitatea strict definită de oxigen. În cele din urmă, cel de-al treilea - chiar stabilizat peroxid de hidrogen este aproape instantaneu descompus sub acțiunea permanganelor de potasiu KMNO 4 Sau calciu CA (MNO 4 )2 .

Walter a reușit să vadă absolut noua zonă Aplicațiile unei substanțe cunoscute de mai bine de o sută de ani. Și a studiat această substanță din punctul de vedere al utilizării intenționate. Când și-a adus considerațiile la cele mai înalte cercuri militare, a fost primit o ordine imediată: pentru a clasifica tot ceea ce este conectat cumva cu peroxid de hidrogen. De acum înainte, documentația tehnică și corespondența au apărut "Aurol", "Oxilin", "combustibil T", dar nu este cunoscut peroxid de hidrogen.

Diagrama schematică a unei instalații turbinei de vapori care funcționează pe un ciclu "rece": 1 - șurub de curățare; 2 - cutie de viteze; 3 - turbină; 4 - separator; 5 - Camera de descompunere; 6 - Valve de reglare; 7-pompă electrică de soluție de peroxid; 8 - Containere elastice de soluție de peroxid; 9 - Supapă de îndepărtare nerambursabilă a produselor de descompunere pe peroxid de peroxid.

În 1936, Walter a prezentat prima instalare de către capul flotei subacvatice, care a lucrat la principiul specificat, care, în ciuda temperaturii destul de ridicate, a fost numită "rece". Turbina compactă și ușoară dezvoltată la capacitatea de suprafață de 4000 CP, schimbând pe deplin așteptările designerului.

Produsele de reacție de descompunere a unei soluții extrem de concentrate de peroxid de hidrogen au fost hrănite în turbină, rotind printr-o unitate înclinată a elicei și apoi retras peste bord.

În ciuda simplității evidente a unei astfel de decizii, au apărut probleme (și unde fără ei!). De exemplu, sa constatat că praful, rugina, alcalii și alte impurități sunt, de asemenea, catalizatori și brusc (și ceea ce este mult mai rău - imprevizibil) accelerează descompunerea peroxidului decât pericolul exploziei. Prin urmare, recipientele elastice din materialul sintetic aplicat la stocarea soluției de peroxid. Aceste capacități au fost planificate să fie plasate în afara cazului durabil, ceea ce a făcut posibilă utilizarea rațional a volumelor libere de spațiu de intercroducție și, în plus, pentru a crea o sub-soluție a soluției de peroxid înainte de pompa de instalare prin presiunea apei de admisie .

Dar o altă problemă a fost mult mai complicată. Oxigenul conținut în gazul de eșapament este destul de slab dizolvat în apă și a emis în mod intenționat locația barcii, lăsând semnul pe suprafața bulelor. Și acest lucru este în ciuda faptului că gazul "inutil" este o substanță vitală pentru navă, proiectată să fie la o adâncime cât mai mult timp posibil.

Ideea de a folosi oxigenul, ca sursă de oxidare a combustibilului, a fost atât de evidentă că Walter a preluat designul paralel al motorului care a lucrat la "ciclul fierbinte". În acest exemplu de realizare, combustibil organic a fost furnizat camerei de descompunere, care a ars în anterior, spre deosebire de oxigen. Capacitatea de instalare a crescut dramatic și, în plus, piesa a scăzut, deoarece produsul de combustie - dioxid de carbon - oxigen semnificativ mai bun se dizolvă în apă.

Walter și-a dat un raport în dezavantajele procesului "rece", dar a demisionat cu ei, așa cum a înțeles că în termeni constructivi o astfel de instalare a energiei ar fi mai ușor de a fi mai ușor decât cu un ciclu "fierbinte", ceea ce înseamnă că este mult mai rapid pentru a construi o barcă și pentru a-și demonstra avantajele.

În 1937, Walter a raportat rezultatele experimentelor sale la conducerea Marinei Germane și a asigurat tuturor în posibilitatea de a crea submarine cu plante de turbină cu gaz de vapori cu o viteză de acumulare fără precedent a cursei subacvatice a mai mult de 20 de noduri. Ca urmare a întâlnirii, sa decis crearea unui submarin cu experiență. În procesul de design, problemele au fost rezolvate nu numai cu utilizarea unei instalații neobișnuite de energie.

Astfel, viteza proiectului de mutare subacvatică a făcut inacceptabilă suprasolicitare a locuințelor utilizate anterior. Afiliații au fost ajutați aici de marinari: mai multe modele de corp au fost testate în tubul aerodinamic. În plus, au fost folosite utrele duale pentru a îmbunătăți manipularea manipulării volanului "Junkers-52".

În 1938, în Kiel, primul submarin cu experiență a fost pus în lume cu o instalație de energie la peroxid de hidrogen cu o deplasare de 80 de tone, care a primit desemnarea V-80. Efectuate în 1940 teste asomate literal - turbină relativ simplă și ușoară, cu o capacitate de 2000 CP a permis submarinului să dezvolte o viteză de 28,1 nod sub apă! Adevărat, a fost necesar să se plătească pentru o astfel de viteză fără precedent: rezervorul de peroxid de hidrogen a fost suficient timp de o jumătate sau jumătate sau două ore.

Pentru Germania în timpul celui de-al doilea război mondial, submarinele au fost strategice, deoarece numai cu ajutorul lor, a fost posibilă aplicarea unei daune tangibile economiei Angliei. Prin urmare, în 1941, începe dezvoltarea și apoi construirea unui submarin V-300 cu o turbină de vapori care operează în ciclul "Hot".

Diagrama schematică a unei instalații turbinei de vapori care operează într-un ciclu "fierbinte": 1 - șurub de elice; 2 - cutie de viteze; 3 - turbină; 4 - Motorul electric curat; 5 - separator; 6 - camera de combustie; 7 - un dispozitiv remarcabil; 8 - supapa conductei turnate; 9 - Camera de descompunere; 10 - includerea supapei de duze; 11 - comutator cu trei componente; 12 - Regulator de patru componente; 13 - pompă de soluție de peroxid de hidrogen; 14 - pompă de combustibil; 15 - pompa de apă; 16 - răcitor de condens; 17 - pompa de condensare; 18 - Condensator de amestecare; 19 - colectarea gazelor; 20 - compresor de dioxid de carbon

Barca V-300 (sau U-791 este o astfel de desemnare a scrisorii-digitale pe care a primit-o) a avut două instalații motorii (mai precis, trei): turbină cu gaz Walter, motor diesel și motoare electrice. Un astfel de hibrid neobișnuit a apărut ca urmare a înțelegerii că turbina, de fapt, este un motor forțat. Consumul ridicat de componente de combustibil a făcut pur și simplu neeconomic să comită tranziții lungi de "inactiv" sau o "ascunsă" liniștită a navelor inamicului. Dar a fost pur și simplu indispensabilă pentru îngrijirea rapidă din poziția de atac, schimbări ale locului de atac sau alte situații când "mirosea".

U-791 nu a fost niciodată finalizat și a pus imediat patru submarine pilot de două episoade - WA-201 (WA-WALTER) și WK-202 (WK - Walter-Krupp) de diferite firme de construcție navale. În instalațiile sale de energie, acestea erau identice, dar au fost distinse printr-un penaj pentru furaje și unele elemente de tăiere și carcasă. Din 1943, au început testele lor, care au fost greu, dar până la sfârșitul anului 1944. Toate problemele tehnice majore au fost în urmă. În special, U-792 (seria WA-201) a fost testat pentru o gamă completă de navigație, când, având un stoc de peroxid de hidrogen 40 t, a fost de aproape patru ore și jumătate sub turbina de lesing și patru ore au susținut viteza de 19,5 nod.

Aceste cifre au fost atât de lovite de conducerea lui Crymsmarine, care nu așteaptă ca sfârșitul submarinelor experimentate, în ianuarie 1943, industria a emis o comandă de a construi 12 nave de două serii - XVIIB și XVIIG. Cu o deplasare de 236/259 t, au avut o instalație diesel-electrică cu o capacitate de 210/77 CP, lăsată să se deplaseze la o viteză de 9/5 noduri. În cazul unei nevoi de luptă, două PGTU cu o capacitate totală de 5000 CP, care au permis să dezvolte viteza submarinului în 26 de noduri.

Cifra este condiționată, schematic, fără a respecta amploarea, este prezentată dispozitivul submarin cu PGTU (una dintre aceste instalații este reprezentată una). Unele notații: 5 - camera de combustie; 6 - un dispozitiv remarcabil; 11 - Camera de descompunere a peroxidului; 16 - Pompă cu trei componente; 17 - pompă de combustibil; 18 - Pompa de apă (pe baza materialelor http://technicamolodezhi.ru/rubriki_tm/korabli_vmf_velikoy_otechestvennoy_voynyi_1972/v_nadejde_na_totalnuyu_naynu)

Pe scurt, lucrarea PGTU arată în acest fel. Cu ajutorul unei pompe triple un hrană combustibil diesel, peroxid de hidrogen și apă curată printr-un regulator de 4 poziții de furnizare a amestecului în camera de combustie; Când pompa funcționează de 24.000 rpm. Fluxul amestecului a atins următoarele volume: combustibil - 1,845 metri cubi / oră, peroxid de hidrogen - 9,5 metri cubi / oră, apă - 15,85 metri cubi / oră. Dozarea celor trei componente specificate ale amestecului a fost realizată utilizând un regulator de 4 poziții de alimentare al amestecului în raportul de greutate de 1: 9: 10, care a reglementat, de asemenea, cea de-a 4-a componentă - apă de mare, compensând diferența în Greutatea peroxidului de hidrogen și a apei în reglarea camerelor. Elementele reglabile ale regulatorului de 4 poziții au fost determinate de un motor electric cu o capacitate de 0,5 CP Și a asigurat consumul necesar al amestecului.

După un regulator de 4 poziții, peroxidul de hidrogen a intrat în camera de descompunere catalitică prin găurile din capacul acestui dispozitiv; Pe sită a cărui avertisment catalizator - cuburi ceramice sau granule tubulare cu o lungime de aproximativ 1 cm, impregnată cu soluție de permanganat de calciu. Parkaz a fost încălzit la o temperatură de 485 grade Celsius; 1 kg de elemente de catalizator au trecut la 720 kg de peroxid de hidrogen pe oră la o presiune de 30 de atmosfere.

După camera de descompunere, a intrat într-o cameră de combustie de înaltă presiune realizată din oțel călit durabil. Canalele de intrare au servit șase duze, ale căror deschideri laterale au fost servite pentru a trece vaporul, iar centrul - pentru combustibil. Temperatura din partea superioară a camerei a ajuns la 2000 de grade Celsius, iar la partea inferioară a camerei a scăzut la 550-600 de grade datorită injecției în camera de combustie a apei pure. Gazele obținute au fost hrănite cu turbina, după care a fost uzat amestecul aburit a venit la condensatorul instalat pe carcasa turbinei. Cu ajutorul unui sistem de răcire a apei, temperatura temperaturii de ieșire a scăzut la 95 de grade Celsius, condensul a fost colectat în rezervorul de condens și cu o pompă pentru selectarea condensului curge în frigidere de apă de mare utilizând aportul de apă marină de curgere atunci când barca se deplasează în poziția subacvatică. Ca rezultat al trecerii la frigider, temperatura apei rezultate a scăzut de la 95 la 35 grade Celsius și a revenit prin conducta ca apă curată pentru camera de combustie. Rămășițele amestecului de gaze de vapori sub formă de dioxid de carbon și abur sub presiune 6 atmosfere au fost luate din rezervorul de condens cu un separator de gaz și îndepărtate peste bord. Dioxidul de carbon a fost dizolvat relativ rapid în apă de mare, fără a lăsa o pistă vizibilă pe suprafața apei.

După cum se poate observa, chiar și într-o astfel de prezentare populară, PGTU nu arată dispozitiv simplucare necesită implicarea inginerilor și a lucrătorilor cu înaltă calificare pentru construcția sa. Construcția submarinelor cu PGTU a fost efectuată într-o aliniere a secretului absolut. Navele au permis un cerc strict limitat de persoane prin liste convenite în cele mai înalte cazuri ale Wehrmacht. În punctele de control s-au situat jandarmi, s-au mutat sub formă de pompieri ... În paralel, facilitățile de producție au crescut. Dacă în 1939, Germania a produs 6800 de tone de peroxid de hidrogen (în termeni de soluție de 80%), apoi în 1944 deja 24.000 de tone, iar capacitatea suplimentară a fost construită de 90.000 de tone pe an.

Nu având submarine militare cu PGTU, fără a avea experiență în ceea ce privește utilizarea lor de luptă, amiralul brut Denitz difuzat:

Ziua vine când declarăm Churchill un nou război subacvatic. Flota subacvatică nu a fost ruptă de lovituri din 1943. A devenit mai puternic decât înainte. 1944 va fi un an greu, dar un an care va aduce progrese importante.

Mă întreb dacă Karl Denitz a reamintit aceste promisiuni puternice pentru cei 10 ani pe care trebuia să o împiedice în închisoare Shpandau, la sentința Tribunalului Nurezberg?

Finala acestor submarine promițătoare a fost deplorabilă: pentru tot timpul 5 (conform altor date - 11) bărci cu PGTU Walter, dintre care doar trei au fost testate și au fost înscriși în compoziția de luptă a flotei. Nu au un echipaj care nu a comis o singură ieșire de luptă, au fost inundate după predarea Germaniei. Doi dintre ei, inundați într-o zonă superficială în zona de ocupație britanică, au fost ulterior ridicate și expediate: U-1406 în SUA și U-1407 în Marea Britanie. Acolo, experții au studiat cu atenție aceste submarine, iar britanicii au efectuat chiar teste de tortură.

Patrimoniul nazist în Anglia ...

Bărbații Walter transportate în Anglia nu au mers pe resturi de metale. Dimpotrivă, experiența amară a celor două războaie mondiale de pe mare a instilat în convingerea britanică în prioritatea necondiționată a forțelor anti-submarine. Printre alte admiralitate, problema creării unui anti-submarin special PL. Sa presupus că le-a desfășurat la abordările bazelor de date ale inamicului, unde trebuiau să atace submarinele inamice cu vedere la mare. Dar, pentru aceasta, submarinele anti-submarine înșiși ar trebui să aibă două calități importante: abilitatea de a fi în secret sub nas la adversar pentru o lungă perioadă de timp și, cel puțin să dezvolte viteze de viteză mare pentru rapperma rapidă cu inamicul și atac brusc. Și germanii le-au prezentat cu un bun spate: Rap și turbină cu gaz. Cea mai mare atenție a fost concentrată asupra PGTU, ca un sistem complet autonom, care, în plus, a oferit cu adevărat viteze subacvatice cu adevărat fantastice pentru acel moment.

U-1407 german a fost escortat în Anglia de către echipajul german, care a fost avertizat de moarte în orice sabotaj. De asemenea, a livrat Helmut Walter. Restaurat U-1407 a fost creditat la marină sub numele "Meteorite". Ea a servit până în 1949, după care a fost îndepărtată din flotă și în 1950 dezmembrați pentru metal.

Mai târziu, în 1954-55 Britanicii au fost construiți două de același tip de experimental PL "Explorer" și "Eccalibur" de design propriu. Cu toate acestea, schimbările se referea numai la aspectul și aspectul interior, ca și pentru PSTU, apoi a rămas aproape în formă pristină.

Ambele bărci nu au devenit progenitorii a ceva nou în flota engleză. Singura realizare - cele 25 de noduri ale mișcării subacvatice primite pe testele "Explorer", care au dat britanicii motivul neagă întreaga lume cu privire la prioritatea lor asupra acestei înregistrări mondiale. Prețul acestei înregistrări a fost, de asemenea, o înregistrare: eșecuri constante, probleme, incendii, explozii au condus la faptul că cel mai Au petrecut timp în docuri și ateliere de lucru în reparații decât în \u200b\u200bdrumeții și testarea. Și aceasta nu numără partea pur financiară: o oră de funcționare a exploratorului a reprezentat 5 000 de lire sterline, care, la rata de timp, este de 12,5 kg de aur. Ei au fost excluși din flota din 1962 (Explorer) și în 1965 ("eccalibur") de ani de zile cu o caracteristică de ucidere a unuia dintre submarinii britanici: "Cel mai bun lucru de-a face cu peroxidul de hidrogen este de a interesa potențialii adversari!"

... și în URSS]
Uniunea Sovietică, spre deosebire de aliații, bărcile din seria XXVI nu au mers, așa cum nu au ajuns și documentatie tehnica Pentru aceste evoluții: "aliații" au rămas loiali pentru ei înșiși, încă o dată ascunse o piesă ordonată. Dar informațiile și destul de extinse, despre aceste noutăți eșuate ale lui Hitler în URSS au avut. Din moment ce rușii și chimistii sovietici au mers mereu în fruntea științei chimice mondiale, decizia de a studia posibilitățile unui astfel de motor interesant pe o bază pur chimică a fost făcută rapid. Autoritățile de informații au reușit să găsească și să colecteze un grup de specialiști germani care au lucrat anterior în acest domeniu și și-au exprimat dorința de a le continua pe fostul adversar. În special, o astfel de dorință a fost exprimată de unul dintre deputații lui Helmut Walter, un stattski francezi. Stattski și un grup de "inteligență tehnică" privind exportul de tehnologii militare din Germania sub conducerea amiralului L.A. Korshunova, găsită în Germania, firma Brunetra-Kanis Rider, care a fost o selecție în fabricarea instalațiilor Walter de turbină.

Pentru a copia submarinul german cu instalarea de energie a Walter, mai întâi în Germania și apoi în URSS sub conducerea a.a. Antipina a fost creată de Biroul Antipina, de organizația, din care eforturile designerului-șef al submarinelor (căpitanul I rang A.a. Antipina) au fost formate de LPM "Rubin" și SPMM "Malachit".

Sarcina Biroului a fost de a studia și de a reproduce realizările germanilor pe noile submarine (motorină, electrică, abur-bubbină), dar sarcina principală a fost de a repeta vitezele submarinelor germane cu un ciclu Walter.

Ca urmare a lucrărilor efectuate, a fost posibilă restabilirea pe deplin a documentației, fabricarea (parțial din germană, parțial de la nodurile nou fabricate) și să testeze instalarea Barco-Burgerbar a Bărciului German din seria XXVI.

După aceea, sa decis construirea unui submarin sovietic cu motorul Walter. Subiectul dezvoltării unui submarin cu PGTU Walter a primit numele de nume 617.

Alexander Tyklin, care descrie biografia lui Antipina, a scris:

"... A fost primul submarin al URSS, care a trecut valoarea 18-nodală a vitezei subacvatice: timp de 6 ore, viteza sa subacvatică era mai mult de 20 de noduri! Cazul a furnizat o creștere a adâncimii de două ori, adică la o adâncime de 200 de metri. Dar principalul avantaj al noului submarin a fost stabilirea energiei, care a fost uimitoare la momentul inovării. Și nu a fost întâmplător ca vizita la această barcă de către academicieni I.V. Kurchatov și A.P. Alexandrov - Pregătirea pentru crearea de submarine nucleare, nu au putut să se familiarizeze cu primul submarin din URSS, care avea o instalație a turbinei. Ulterior, multe soluții constructive au fost împrumutate în dezvoltarea plantelor energetice atomice ... "

C-99 a fost considerat o experiență de la început. Ea a elaborat soluția de probleme legate de viteza înaltă subacvatică: forma corpului, controlabilitatea, stabilitatea mișcării. Datele acumulate în timpul funcționării sale sunt permise rațional pentru a proiecta atomii de primă generație.

În 1956-1958, bărcile mari au fost proiectate proiectul 643 cu deplasare de suprafață în 1865 tone și deja cu două PSTU, care trebuiau să ofere o viteză subacvatică cu barcă în 22 de noduri. Cu toate acestea, datorită creării proiectului de schiță al primelor submarine sovietice cu atomic centrale electrice Proiectul a fost închis. Dar studiile privind barca PSTU C-99 nu s-au oprit și au fost transferați în direcția de a examina posibilitatea de a utiliza motorul Walter în torpila Giant dezvoltată T-15 cu o taxă atomică propusă de zahăr pentru a distruge bazele de date navale și SUA porturi. T-15 ar fi trebuit să aibă o lungime de 24 m, o gamă de scufundări de până la 40-50 de mile și să poarte focul de avertizare amonucleară care poate provoca tsunami artificiali pentru a distruge orașele de coastă ale Statelor Unite. Din fericire, și din acest proiect a refuzat, de asemenea.

Pericolul de peroxid de hidrogen nu a afectat marina sovietică. La 17 mai 1959, a avut loc un accident - o explozie în camera motorului. Barca miraculos nu a murit, dar recuperarea ei a fost considerată inadecvată. Barca a fost predată pentru resturile metalice.

În viitor, PGTU nu a obținut distribuția în construcția de nave subacvatice, nici în URSS, fie în străinătate. Succesele de energie nucleară fac posibilă rezolvarea mai reușită a problemei motoarelor subacvatice puternice care nu necesită oxigen.

Va urma…

Ctrl. INTRODUCE

Observă Osh. Bku. Evidențiați textul și faceți clic pe Ctrl + ENTER.

TORPEDO Motoare: ieri și astăzi

OJSC "Institutul de Cercetare al Driverelor de Mortare" rămâne singura întreprindere din Federația RusăRealizarea dezvoltării complete a centralelor termice

În perioada de la înființarea întreprinderii și până la mijlocul anilor '60. Atenția principală a fost acordată dezvoltării motoarelor turbinei pentru torpile anti-lucrător cu o gamă de activități de turbine la adâncimi de 5-20 m. Torpile anti-submarine au fost proiectate doar asupra industriei energiei electrice. Datorită condițiilor de utilizare a torpilelor anti-dezvoltare, cerințele importante pentru alimentarea centralelor au fost cea mai mare putere posibilă și imperceptibilitatea vizuală. Cerința pentru imperceptibilitatea vizuală a fost ușor efectuată datorită utilizării combustibilului cu două componente: soluție de kerosen și apă redusă de peroxid de hidrogen (MPV) a unei concentrații de 84%. Combustia de produse conține vapori de apă și dioxid de carbon. Eșaparea produselor de combustie peste bord a fost efectuată la o distanță de 1000-1500 mm de organele de control al torpilului, în timp ce aburul condensat și dioxidul de carbon se dizolvă rapid în apă, astfel încât produsele de combustie gazoase nu numai că nu au ajuns la suprafața apa, dar nu a afectat torpilele de direcție și șuruburi de vânătoare.

Puterea maximă a turbinei, realizată pe torpile 53-65, a fost de 1070 kW și a asigurat o viteză la o viteză de aproximativ 70 de noduri. A fost cel mai mare torpilat de mare viteză din lume. Pentru a reduce temperatura produselor de combustie a combustibililor de la 2700-2900 K la un nivel acceptabil în produsele de combustie, a fost injectată apă marină. La stadiul inițial de lucru, sarea din apa de mare a fost depusă în partea de curgă a turbinei și a dus la distrugerea sa. Acest lucru sa întâmplat până la găsirea condițiilor de funcționare fără probleme, minimizarea influenței sărurilor de apă de mare asupra funcționării unui motor cu turbină cu gaz.

Cu toate avantajele energetice ale fluorurii de hidrogen ca agent de oxidare, alimentarea cu incendiu crescută în timpul funcționării a dictat căutarea utilizării agenților oxidanți alternativi. Una dintre variantele unor astfel de soluții tehnice a fost înlocuirea MPV pe oxigenul de gaz. Motorul turbinei, dezvoltat la întreprinderea noastră, a fost păstrat și Torpeda, care a primit desemnarea 53-65k, a fost exploatată cu succes și nu a fost îndepărtată de la arme pe marină până acum. Refuzul de a utiliza MPV în centralele termice torpile au condus la necesitatea numeroaselor lucrări de cercetare și dezvoltare pe căutarea de combustibili noi. În legătură cu apariția la mijlocul anilor 1960. Submarinele atomice având viteze mari de transpirație, torpile anti-submarine cu industria energiei electrice s-au dovedit a fi ineficiente. Prin urmare, împreună cu căutarea de combustibili noi, au fost investigate noi tipuri de motoare și cicluri termodinamice. Cea mai mare atenție a fost acordată creării unei unități de turbină cu abur care operează într-un ciclu Renkin închis. În etapele de pre-tratare a dezvoltării ambelor stand și a mării a unor astfel de agregate, ca turbină, generator de abur, un condensator, pompe, supape și întregul sistem, combustibil: kerosen și mpv și în realizarea principală - combustibil hidro-reactiv solid, care are indicatori de energie și funcționari ridicați.

Instalarea paroturbană a fost elaborată cu succes, dar munca torpilă a fost oprită.

În 1970-1980. O atenție deosebită a fost acordată dezvoltării plantelor de turbină cu gaze de un ciclu deschis, precum și un ciclu combinat utilizând un gaz de ejector în unitatea de gaz la adâncimi mari de lucru. Ca combustibil, numeroase formulări de tip monotrofluid lichid Otto-combustibil II, inclusiv cu aditivi de combustibil metalic, precum și utilizarea unui agent de oxidare a lichidului pe bază de hidroxil amoniu perclorat (NAR).

Randamentul practic a primit direcția de a crea o instalare a turbinei cu gaz a unui ciclu deschis pe combustibil ca Otto-Combustibil II. A fost creat un motor cu o durată de turbină cu o capacitate de mai mult de 1000 kW pentru percuție Torpedo Caliber 650 mm.

La mijlocul anilor 1980. Conform rezultatelor activității de cercetare, conducerea companiei noastre a decis să dezvolte o nouă direcție - dezvoltarea pentru motoarele axiale cu piston cu torpilă universală de 533 mm în combustibil ca Otto-Combustibil II. Motoarele cu piston în comparație cu turbinele au o dependență mai slabă a rentabilității de la adâncimea torpilului.

Din 1986 până în 1991 Un motor axial-piston (modelul 1) a fost creat cu o capacitate de aproximativ 600 kW pentru un calibru torpil universal 533 mm. El a trecut cu succes toate tipurile de postere și teste marine. La sfârșitul anilor 1990, cel de-al doilea model al acestui motor a fost creat în legătură cu o scădere a lungimii torpilei prin modernizarea în ceea ce privește simplificarea designului, creșterea fiabilității, cu excepția materialelor limitate și introducerea multi-modul. Acest model al motorului este adoptat în designul serial al torpilului universal de spumă de apă adâncă.

În 2002, OJSC "NII Morteterechniki" a fost acuzat de crearea unei instalații puternice pentru un nou torpil anti-submarin blând al unui calibru de 324 mm. După analizarea tuturor tipurilor de tipuri de motor, cicluri termodinamice și combustibili, a fost realizată și alegerea, precum și pentru torpilele grele, în favoarea unui motor cu piston axial al unui ciclu deschis în tipul de combustibil Otto-combustibil II.

Cu toate acestea, la proiectarea motorului, a fost luată în considerare experiența părți slabe Proiectarea motorului torpile grele. Motor nou Are o schemă cinematică fundamental diferită. Nu are elemente de frecare în calea alimentației de combustibil a camerei de combustie, care a eliminat posibilitatea exploziei de combustibil în timpul funcționării. Piesele rotative sunt bine echilibrate și acționează agregate auxiliare Semnificativ simplificată, ceea ce a dus la o scădere a vibroctivității. Un sistem electronic de control bun al consumului de combustibil și, în consecință, este introdusă puterea motorului. Nu există practic nici un regulator și conducte. Când puterea motorului este de 110 kW în întreaga gamă de adâncimi dorite, la adâncimi mici, permite puterea să se îndoiască de energie, menținând performanța. O gamă largă de parametri de funcționare a motorului îi permite să fie utilizată în torpile, minele antisorpeted, auto-aparate, contraatack-uri hidroacustice, precum și în dispozitive autonome subacvatice de scopuri militare și civile.

Toate aceste realizări în domeniul creării de centrale electrice torpile au fost posibile datorită prezenței complexelor experimentale unice create ca forțe propriiși în detrimentul fondurilor publice. Complexele sunt situate pe teritoriul a aproximativ 100 de mii m2. Acestea sunt prevăzute cu toate sistemele de alimentare necesare, inclusiv aerul, apa, azotul și combustibilii de înaltă presiune. Complexele de testare includ sistemele de utilizare a produselor de combustie solide, lichide și gazoase. Complexele au standuri pentru testare și motoare cu turbină și piston pe scară largă, precum și alte tipuri de motoare. Există, de asemenea, standuri de testare a combustibililor, camere de combustie, diverse pompe si aparate. Bănci sunt echipate sisteme electronice Gestionarea, măsurarea și înregistrarea parametrilor, observarea vizuală a subiecților obiectelor, precum și alarmele de urgență și protecția echipamentului.

Peroxidul de hidrogen H2O2 este un lichid incolor transparent, mai vâscos decât apa, cu o miros caracteristic, deși slab. Peroxidul de hidrogen anhidru este dificil de obținut și depozitat și este prea scump pentru utilizare ca combustibil de rachetă. În general, costul ridicat este unul dintre principalele dezavantaje ale peroxidului de hidrogen. Dar, în comparație cu alți agenți de oxidare, este mai convenabil și mai puțin periculos în circulație.
Propunerea de peroxid la descompunerea spontană este în mod tradițional exagerată. Deși am observat o scădere a concentrației de la 90% la 65% în doi ani de depozitare în sticle de polietilenă de litri la temperatura camerei, dar în volume mari și într-un recipient mai adecvat (de exemplu, într-un butoi de 200 litri de aluminiu suficient de pur ) Rata de descompunere de 90% Packsi ar fi mai mică de 0,1% pe an.
Densitatea peroxidului de hidrogen anhidru depășește 1450 kg / m3, care este mult mai mare decât oxigenul lichid și puțin mai mică decât cea a oxidanților acidului azotic. Din păcate, impuritățile cu apă reduc rapid, astfel încât soluția de 90% are o densitate de 1380 kg / m3 la temperatura camerei, dar este încă un indicator foarte bun.
Peroxidul din EDD poate fi, de asemenea, utilizat ca combustibil unitar și ca agent de oxidare - de exemplu, într-o pereche cu kerosen sau alcool. Nici kerosenul, nici alcoolul nu este propunerea de peroxid și pentru a asigura aprinderea în combustibil, este necesar să se adauge un catalizator pentru descompunerea peroxidului - atunci căldura eliberată este suficientă pentru aprindere. Pentru alcool, un catalizator adecvat este manganul acetat (II). Pentru kerosen, de asemenea, există aditivi adecvați, dar compoziția lor este păstrată secretă.
Utilizarea peroxidului ca combustibil unitar este limitată la caracteristicile sale de energie relativ scăzute. Astfel, impulsul specific realizat în vid pentru peroxid de 85% este de numai aproximativ 1300 ... 1500 m / s (pentru diferite grade de expansiune) și pentru 98% - aproximativ 1600 ... 1800 m / s. Cu toate acestea, peroxidul a fost aplicat mai întâi de americani pentru orientarea aparatului de coborâre a navei spațiale de mercur, apoi, cu același scop, designerii sovietici de pe Swior Soyk QC. În plus, peroxidul de hidrogen este utilizat ca combustibil auxiliar pentru unitatea TNA - pentru prima dată pe racheta V-2 și apoi pe "descendenții", până la P-7. Toate modificările "Sexok", inclusiv cele mai moderne, folosesc încă peroxidul de a conduce TNA.
Ca oxidant, peroxidul de hidrogen este eficient cu diverse combustibili. Deși oferă un impuls specific mai mic, mai degrabă decât oxigen lichid, dar atunci când se utilizează o peroxid de concentrație ridicată, valorile UI depășesc cele pentru oxidanții de acid azotic cu același inflamabil. Dintre toate rachetele de transport spațial, doar un peroxid folosit (asociat cu kerosen) - engleză "arrow negru". Parametrii motoarelor sale au fost modest - UI de măsurare a motorului, puțin depășit 2200 m / s la pământ și 2500 m / s în vid ", deoarece numai concentrația de 85% a fost utilizată în această rachetă. Acest lucru sa făcut datorită faptului că pentru a asigura peroxidul de auto-aprindere descompus pe un catalizator de argint. Peroxidul mai concentrat ar topi argintul.
În ciuda faptului că interesul din peroxid din timp la timp este activat, perspectivele rămân înfundate. Deci, deși șocul sovietic al RD-502 (perechea de combustibil - peroxid plus pentabran) și a demonstrat impulsul specific de 3680 m / s, acesta a rămas experimental.
În proiectele noastre, ne concentrăm asupra peroxidului, deoarece motoarele de pe ea se dovedesc a fi mai "reci" decât motoarele similare cu același UI, dar pe alți combustibili. De exemplu, produsele de combustie ale combustibililor "caramel" au aproape 800 ° cu o temperatură mai mare, cu același UI. Acest lucru se datorează unei cantități mari de apă în produsele de reacție peroxid și, ca rezultat, cu o greutate moleculară medie scăzută a produselor de reacție.

Fără îndoială, motorul este cea mai importantă parte a rachetei și una dintre cele mai complexe. Sarcina motorului - amestecați componentele combustibilului, asigurați-vă arderea și la viteză mare pentru a arunca gazul obținut în timpul procesului de combustie într-o direcție dată, creând pofta reactivă. În acest articol, vom lua în considerare motoarele chimice utilizate acum în tehnicile de rachete. Există mai multe dintre speciile lor: combustibil solid, lichid, hibrid și lichid o componentă.

Orice motor cu rachete este alcătuit din două părți principale: o cameră de combustie și duză. Cu o cameră de combustie, cred că totul este clar - acesta este un anumit volum închis, în care arderea combustibilului. O duză este destinată overclockingului gazului în procesul de combustie de gaze până la viteza supersonică într-o direcție specificată. Duza este formată dintr-o confuzie, un canal de critică și difuzor.

Confucos este o pâlnie care colectează gaze din camera de combustie și le îndreaptă spre canalul critic.

Critica este cea mai îngustă parte a duzei. În ea, gazul accelerează la viteza de sunet datorită presiunii ridicate din confuzie.

Diffuzorul este o parte extinsă a duzei după critici. Este nevoie de o scădere a temperaturii de presiune și gaze, datorită căreia gazul primește o accelerație suplimentară până la viteza supersonică.

Și acum vom trece prin toate tipurile de motoare majore.

Să începem cu un simplu. Cel mai simplu dintre designul său este RDTT - un motor cu rachete pe combustibil solid. De fapt, este un butoi încărcat de un amestec solid de combustibil și oxidare având duza.

Camera de combustie dintr-un astfel de motor este canalul în încărcarea combustibilului, iar arderea are loc în întreaga suprafață a acestui canal. Adesea, pentru a simplifica realimentarea motorului, sarcina este făcută din verificatoare de combustibil. Apoi, arderea are loc și pe suprafața gâtului de dame.

Pentru a obține o dependență diferită de împingere din timp, se utilizează diferite secțiuni transversale ale canalului:

RDTT. - cea mai veche viziune a motorului de rachete. El a fost inventat în China antică, dar până în prezent găsește utilizarea atât în \u200b\u200brachete de luptă, cât și în tehnologia spațială. De asemenea, acest motor datorat simplității sale este utilizat în mod activ în iluminarea rachetelor amator.

Prima navă spațială americană de mercur a fost echipată cu șase RDTT:

Trei nave mici de la racheta purtătoare după separarea de ea și trei mari - inhibă-o pentru îndepărtarea orbitei.

Cel mai puternic RDTT (și, în general, cel mai puternic motor de rachete din istorie) este acceleratorul lateral al sistemului de transfer spațial, care a dezvoltat puterea maximă de 1400 de tone. Sunt două dintre acești acceleratori care au dat un astfel de post de foc spectaculos la începutul navelor. Acest lucru este clar vizibil, de exemplu, la începutul pornirii lui ShutTok Atlantis pe 11 mai 2009 (Misiunea STS-125):

Aceleași acceleratori vor fi utilizați în noua rachetă SLS, care va aduce orbita noului navă americană. Acum puteți vedea înregistrări de la teste de accelerator bazate pe sol:

RDTT este instalat și în sistemele de salvare de urgență destinate unei nave spațiale printr-o rachetă în caz de accident. Aici, de exemplu, testele CAC a navei de mercur pe 9 mai 1960:

Pe navele spațiale, Uniunea în afară de SAS sunt instalate motoare de aterizare moale. Acesta este, de asemenea, un RDTT, care lucrează împarte de o secundă, dând un impuls puternic, stingerea vitezei reducerii navei aproape la zero înainte de atingerea suprafeței Pământului. Funcționarea acestor motoare este vizibilă la intrarea aterizării Uniunii Navei TMA-11M pe 14 mai 2014:

Principalul dezavantaj al RDTT este imposibilitatea de a controla povara și imposibilitatea de a relua motorul după ce se oprește. Da, iar oprirea motorului în cazul RDTT asupra faptului de oprire nu este: motorul se oprește să funcționeze datorită capătului combustibilului, fie, dacă este necesar, opriți-l mai devreme, tăierea Împingerea este făcută: o boală specială este fotografia coperta Motorul și gazele încep să iasă din capete, zeroând pofta.

Vom lua în considerare următoarele motor hibrid . Caracteristica sa este că componentele combustibilului utilizate sunt în diferite stări agregate. Cel mai adesea utilizat combustibil solid și oxidant lichid sau gaz.

Aici, cum arată un test de bancă al unui astfel de motor:

Acest tip de motor care este aplicat pe prima navetă spațială spațială privată.
Spre deosebire de RDTT GD, puteți reporni și regla. Cu toate acestea, nu a fost fără defecte. Din cauza camerei mari de combustie, PD-ul este neprofitabil pentru a pune pe rachete mari. De asemenea, UHD este înclinat la "Hard Start" atunci când o mulțime de oxidant sa acumulat în camera de combustie și când ignorați motorul dă un impuls mare de împingere într-un timp scurt.

Ei bine, ia în considerare acum cel mai larg tip utilizat în cosmonautică. motoare cu rachete. aceasta Edr. - motoare cu rachete lichide.

În camera de combustie, EDD amestecat și ard două lichide: combustibil și agent de oxidare. Trei cupluri de combustibil și oxidativ sunt utilizate în rachetele spațiale: oxigen lichid + kerosen (rachetă SOYUZ), hidrogen lichid + oxigen lichid (a doua și a treia etapă a rachetei Saturn-5, a doua etapă a Changzhin-2, naveta spațială) și dimetilhidrazină asimetrică + nitroxid de nitroxid (proton de rachete de azot și prima etapă Changzhin-2). Există, de asemenea, teste ale unui nou tip de metan lichid.

Beneficiile EDD sunt greutatea redusă, capacitatea de a reglementa împingerea pe o gamă largă (ticălos), posibilitatea lansărilor multiple și a unui impuls specific mai mare comparativ cu motoarele altor tipuri.

Principalul dezavantaj al acestor motoare este complexitatea uluitoare a designului. Acest lucru este în schema mea, totul arată și, de fapt, atunci când proiectăm EDD, este necesar să se ocupe de o serie de probleme: necesitatea unei bune amestecări a componentelor combustibilului, complexitatea menținerii presiunii ridicate în camera de combustie, inegală Combustibilul combustibilului, încălzirea puternică a camerei de ardere și a pereților duzei, complexitatea cu aprindere, expunerea la coroziune la oxidantul de pe pereții camerei de combustie.

Pentru a rezolva toate aceste probleme, multe complexe și nu foarte soluții de inginerieDe ce easpele arata ca un coșmar de instalații sanitare, de exemplu, acest RD-108:

Camerele de combustie și duze sunt vizibile în mod clar, dar acordați atenție câte tuburi, agregate și fire! Și toate acestea sunt necesare pentru o funcționare stabilă și fiabilă a motorului. Există o unitate turbocabilă pentru furnizarea de combustibil și agent de oxidare în camerele de combustie, un generator de gaze pentru o unitate de turbocomparcabil, tricouri de combustie și duze, tuburi de inel pe duze pentru a crea o perdea de răcire din combustibil, duza pentru resetarea gazelor de gaz și drenaj.

Vom examina lucrul în detaliu într-unul din următoarele articole, dar încă mai mergem la ultimul tip de motoare: o singură componentă.

Funcționarea unui astfel de motor se bazează pe descompunerea catalitică a peroxidului de hidrogen. Cu siguranță mulți dintre voi vă amintiți experiența școlii:

Școala utilizează farmacie trei procente peroxid, dar reacția utilizând 37% peroxid:

Se poate observa cum jetul de abur (într-un amestec cu oxigen, desigur), este văzut din gâtul balonului. Decât nu motor turboreactor?

Motoarele la peroxid de hidrogen sunt utilizate în sistemele de orientare a navelor spațiale, când nu este necesară valoarea mare a împingătorului, iar simplitatea proiectului motorului și masa sa mică este foarte importantă. Desigur, concentrația de peroxid de hidrogen utilizată este departe de 3% și nici măcar 30%. 100% peroxid concentrat dau un amestec de oxigen cu vapori de apă în timpul reacției, încălzit la o jumătate de mie de grade, ceea ce creează presiune ridicata În camera de combustie și rata ridicată a expirării gazelor de la duză.

Simplitatea designului motorului cu o singură componentă nu a putut atrage atenția utilizatorilor de rachete amatori. Iată un exemplu al unui motor cu un singur component amator.

1 .. 42\u003e .. \u003e\u003e Următor
Temperatura înghețului de alcool scăzut vă permite să o utilizați într-o gamă largă de temperaturi ambientale.
Alcoolul este produs în cantități foarte mari și nu este un deficitar inflamabil. Alcoolul are un impact agresiv asupra materialelor structurale. Acest lucru vă permite să aplicați materiale relativ ieftine pentru rezervoarele de alcool și autostrăzile.
Alcoolul metilic poate servi ca înlocuitor al alcoolului etilic, ceea ce oferă o calitate oarecum mai gravă cu oxigen. Alcoolul metilic este amestecat cu etil în orice proporție, ceea ce face posibilă utilizarea acesteia cu o lipsă de alcool etilic și se adaugă la un glisier într-un combustibil. Combustibilul bazat pe oxigenul lichid este utilizat aproape exclusiv în rachete cu rază lungă de acțiune, permițând și chiar, datorită unei greutăți mai mari, care necesită realimentare cu rachete cu componente la locul de pornire.
Apă oxigenată
H2O2 peroxid de hidrogen (adică, concentrație de 100%) în tehnica nu se aplică, deoarece este un produs extrem de instabil capabil de o descompunere spontană, transformând cu ușurință într-o explozie sub influența oricăror influențe externe aparent minore: impact, iluminat, Cea mai mică poluare a substanțelor organice și a impurităților unor metale.
În tehnologia Rocket, "a aplicat soluții mai rezistente la capăt (cele mai des 80 ° C) de soluții de hidrogen în apă. Pentru a crește rezistența la peroxidul de hidrogen, se adaugă cantități mici de substanțe împiedică descompunerea spontană (de exemplu, acidul fosforic). Utilizarea peroxidului de hidrogen 80 "necesită în prezent numai măsuri de precauție convenționale necesare atunci când manipulează agenți de oxidare puternici. Peroxid de hidrogen o astfel de concentrație este transparent, lichid ușor albastru cu o temperatură de congelare -25 ° C.
Peroxid de hidrogen Când este descompus pe perechi de oxigen și apă, se evidențiază căldura. Această eliberare de căldură este explicată prin faptul că căldura formării peroxidului este de 45,20 KCAL / G-MOL,
126
Gl. IV. Motoarele cu rachete de combustibil
timpul de formare a apei este egal cu 68,35 kcal / g-mol. Astfel, cu descompunerea peroxidului conform formulei H2O2 \u003d --H2O + V2O0, energia chimică este evidențiată, diferența egală 68,35-45,20 \u003d 23,15 KCAL / G-MOL sau 680 kcal / kg.
Concentrația de peroxid de hidrogen 80E / OO are capacitatea de a se descompune în prezența catalizatorilor cu eliberare de căldură în cantitatea de 540 kcal / kg și cu eliberarea de oxigen liber, care poate fi utilizată pentru oxidarea combustibilului. Peroxidul de hidrogen are o greutate specifică semnificativă (1,36 kg / l pentru concentrații de 80%). Este imposibil să se utilizeze peroxid de hidrogen ca un răcitor, deoarece atunci când este încălzit, nu se fierbe, dar se descompune imediat.
Oțel inoxidabil și foarte curat (cu un conținut de impurități de până la 0,51%) Aluminiu poate servi ca materiale pentru rezervoare și conducte de motoare care funcționează pe peroxid. Utilizarea complet inacceptabilă a cuprului și a altor metale grele. Cuprul este un catalizator puternic care contribuie la descompunerea hidrogenului Peroxy. Unele tipuri de materiale plastice pot fi aplicate pentru garnituri și sigilii. Ingheșarea peroxidului de hidrogen concentrat pe piele provoacă arsuri grele. Substanțe organice atunci când peroxidul de hidrogen cade pe ele se aprinde.
Combustibil bazat pe peroxid de hidrogen
Pe baza peroxidului de hidrogen, au fost create două tipuri de combustibili.
Combustibilul primului tip este combustibilul unui furaje separate, în care oxigenul eliberat la descompunerea peroxidului de hidrogen este utilizat pentru arderea combustibilului. Un exemplu este combustibilul utilizat în motorul aeronavei interceptorului descris mai sus (p. 95). Acesta a constat dintr-un peroxid de hidrogen de concentrație de 80% și un amestec de hidrat hidrat de hidrazină (N2H4 H2O) cu alcool metilic. Când se adaugă catalizatorul special, acest combustibil devine auto-aprins. O valoare calorică relativ scăzută (1020 kcal / kg), precum și greutatea moleculară mică a produselor de combustie, determină temperatura scăzută de combustie, care facilitează funcționarea motorului. Cu toate acestea, datorită valorii calorice scăzute, motorul are o dorință specifică (190 kgc / kg).
Cu apă și alcool, peroxidul de hidrogen poate forma amestecuri triple relativ explozive, care sunt un exemplu de combustibil cu o componentă. Valoarea calorică a unor astfel de amestecuri rezistente la explozie este relativ mică: 800-900 kcal / kg. Prin urmare, ca combustibil principal pentru EDD, acestea vor fi aplicate cu greu. Astfel de amestecuri pot fi utilizate în abur exterior.
2. Motoarele moderne de rachete combustibili
127
Reacția descompunerii peroxidului concentrat, așa cum sa menționat deja, este utilizată pe scară largă în tehnologia rachetelor pentru a obține o vapori, care este o fluorură de lucru a turbinei la pompare.
Motoare cunoscute în care căldura descompunerii peroxidului a servit pentru a crea o forță de tracțiune. Tracțiunea specifică a acestor motoare este scăzută (90-100 kgc / kg).
Pentru descompunerea peroxidului, se utilizează două tipuri de catalizatori: lichid (soluție permanganată de potasiu KMNO4) sau solidă. Aplicarea acestuia din urmă este mai preferată, deoarece face ca un sistem de catalizator lichid excesiv la reactor.