推进剂传奇

前言

而且他也不会，为了避免垃圾邮件，一切都在“后记”中描述。 请务必阅读该内容，以免与之前的评论不符。
该文章必须重做2017年3月1日，与原始文章有所不同。

啊！ 您不应将本文视为科学工作或诺贝尔奖的主张。
此外：

“ ...在阳光下没有新事物”

（传道书1：9）。
关于燃料，火箭，火箭发动机已经写过，将要写。

LPRE燃料的第一批作品之一可以被V.P. Glushko认为是一本书，“喷气发动机的液体燃料”，于1936年出版。


对我来说，这个话题似乎很有趣，与我以前的专业和大学的学习有关，她的年轻后代显得更加“受苦”，“揉着厨师的手，顺其自然，如果我们太懒了，我们可以解决 ”。 显然， 林工业的桂冠出没了。

因此，您想适当地炸毁您的火箭发动机。

在严格的父母控制下，我们将一起“弄清楚”。

“开始的钥匙”…… “走吧！” （Yu.A. Gagarin和S.P. Korolev）


无论在火箭技术中使用哪种类型的RD（方案，过程的性质），其预期目的都是通过将RT中存储的初始能量转换为工作流体射流的动能（Ek）来产生推力（力）。
RD中射流的Ek转换为不同类型的能量（化学，核能，电能）。
对于化学发动机，燃料可以按相态划分：气态，液态，固态，混合态。

液体推进火箭发动机或液体火箭燃料的第1部分燃料。

火箭发动机化学燃料的分类（常规）：




通常，RT成分的化学反应可被视为RD的化学热能来源。

我将从Km0开始广播。 对于滑行道来说，这是一个非常重要的比率：燃料在滑行道中的燃烧方式可能有所不同（滑行道中的化学反应并非壁炉中通常燃烧的木柴 ，空气中的氧气起氧化剂的作用）。 首先，火箭发动机舱内燃料的燃烧（更准确地说是氧化）是伴随热量释放的化学氧化反应。 化学反应的过程基本上取决于有多少物质（它们的比率）进入反应。
如何在课程项目，考试或通过考试的辩护中入睡。 /德米特里·扎维斯托夫斯基（Dmitry Zavistovsky）

Km0的值取决于化学元素在化学反应方程式的理论形式中可以显示的价态。 ZhRT的示例：AT + UDMH 。

一个重要的参数是过量氧化剂的系数（希腊希腊文中的“α”，指数为“大约”）和组分的质量比Km。

Km =（dmok。/ Dt）/（dmg ../ dt），即 氧化剂的质量流量与燃料的质量流量之比。 它特定于每种燃料。 在理想情况下，它是氧化剂与燃料的化学计量比，即 显示了氧化1公斤燃料需要多少公斤氧化剂。 但是，实际价值与理想价值有所不同。 实际Km与理想值的比率是过量氧化剂的系数。


通常，αok<= 1。 这就是为什么。 依赖关系Tk（αok。）和Isp。（Αok。）是非线性的，对于许多燃料，后者在αok处具有最大值。 不以组分的化学计量比，即最大 值Iud。 相对于化学计量，氧化剂的量略有减少。

多一点耐心，因为 我无法绕开这个概念： 焓 。 这在文章和日常生活中很有用。
简而言之，焓就是能量。 它的两个“假说”对于本文很重要：
热力学焓 -由原始化学元素形成物质所花费的能量。 对于由相同分子（H2，O2等）组成的物质，它等于零。
燃烧焓 -仅在发生化学反应时才有意义。 在参考书中，可以找到在正常条件下实验获得的该量的值。 对于燃料来说，最常见的情况是在氧气环境中完全氧化，对于氧化剂而言，这是通过给定的氧化剂对氢进行氧化。 此外，取决于反应的类型，该值可以为正也可以为负。
“热力学焓和燃烧焓之和称为物质的总焓。 实际上，该值还用于LRE腔室的热计算。”

ZhRT的要求：

-作为能源；
-作为能源；
-关于必须用于某种物质（在一定的技术发展水平上）以冷却滑行道和热电堆发动机，有时用RT对储罐加压，为其提供容积（pH储罐）等的物质；
-关于LRE以外的物质，即 在存储，运输，加油，测试，环境安全等过程中

这样的等级是相对任意的，但是原则上反映了本质。
我将这些要求称为：1号，2号，3号。
有人可以在评论中添加到列表中。

这些要求是“天鹅蟹和梭子鱼”的经典示例，它可以向不同方向“拉”滑行道的创建者：

＃从火箭发动机的能源角度（第1号）

即 需要获得最大 哎呀
在一般情况下，我不会再打扰大家了：

除了1号的其他重要参数外，我们对R和T（带有所有索引）也很感兴趣。
必须： 燃烧产物的分子量最小，比热含量最大。

＃从运载火箭的设计者（第2号）的角度来看：

TC应该具有最大密度，尤其是在导弹的第一阶段，因为 它们体积最大，并且具有强大的RD，且第二流量大。
显然，这与第1条中的要求不一致

＃从操作任务来看很重要（第3号）：

-TC的化学稳定性；
-加油，储存，运输和制造的简易性；
-生态安全（在整个“应用领域”内），即毒性，生产和运输成本等。 滑行道操作过程中的安全性（爆炸危险）。
有关更多信息，请参见“导弹燃料的传奇-硬币的另一面” 。



当然，这只是冰山一角。 其他要求也适用于此，因此应寻求共识和妥协：

组件之一必须具有令人满意的（更好的）冷却器特性，例如 在这种技术水平上，有必要冷却KP RD：



还要求（通常）使用以下组件之一作为TNA涡轮的工作流体：


对于燃料成分，“饱和蒸气压非常重要（这粗略地说是在给定温度下液体开始沸腾的压力）。 此参数会严重影响泵的设计和水箱的重量。 法卡斯



一个重要因素是TC对火箭发动机和坦克的材料（CM）的侵略性。
如果TK非常“有害”（就像某些人一样），则工程师必须采取许多特殊措施来保护其结构免受燃料侵害。



-燃料成分为两面的Janus的自燃性 ：有时是必要的，有时是有害的。 还有另一个讨厌的特性：爆炸危险
对于许多使用火箭的行业（军事用途或深空）
要求燃料在化学上是稳定的，并且其存储，加油（通常称为物流）和处置不得对操作人员和环境造成“头痛”。



一个重要的参数是燃烧产物的毒性。 现在非常重要。


生产成本：声称是“太空出租车”的国家的经济负担。
这些要求有很多，并且通常它们是相互对立的。

结论：燃料或其成分必须具有（或具有）：

1.最高的热量输出，以获得最大的Iud。
2.最高密度，最低毒性，稳定性和低成本（在生产，物流和处置中）。
3.气体常数的最大值或燃烧产物的最小分子量，这将使Vmax流出并具有出色的推力比脉冲。
4.燃烧温度适中（不超过4500K），否则一切都会燃烧或烧尽。 不要爆炸。 在某些条件下会自燃。
5.最大燃烧率。 这将确保COP的最小重量和体积。
6.最小点火延迟时间为 滑行道的平稳可靠发射起着重要作用。

一堆问题和要求：粘度，T熔化和固化，T沸腾，挥发性，蒸气压和蒸发潜热等。 等

根据Iud的权衡清楚地表明了自己：高密度TC（煤油+ LOX）通常用在LV的较低级，尽管它们失去了相同的LH2和LOX，后者又用在LV的较高级（“ Energy” 11K25） 。


再说一遍，美丽的LH2 + LOX对不能用于深空或长期留在轨道上（旅行者2号，上层Breeze-M，ISS等）

从阿特拉斯V 541发射器的半人马座高层撤离GOES-R气象卫星的惊人时刻（ GOES-R航天器分离 ）

ZhRT的分类-最常通过饱和蒸汽的压力或三相点的温度或更简单地在常压下的沸点来分类。

ZhRT的高沸点组分。
具有最高工作温度的化学物质 ，其结构强度大大低于火箭箱中的允许压力水平，在该最高工作温度下，火箭箱中的饱和蒸气压 （以下将称为Rnp）。
一个例子：

煤油，UDMH，硝酸。

因此，它们无需特别的操作就可以通过冷却罐进行存储。


我个人更喜欢“包装”一词。 尽管这并不完全正确，但仍接近日常价值。 这就是所谓的 长期存放的大型购物中心。

脂肪酸的低沸点成分。
在此，Rnp接近储罐中的最大允许压力（根据其强度标准）。 禁止将其存放在没有特殊措施冷却（和/或冷却）和冷凝水回流的密封罐中。 LRE阀和加油/排气管道具有相同的要求（和问题）。
一个例子：

氨，丙烷，四氧化二氮。

俄罗斯联邦国防部（俄罗斯联邦国防部）认为一切都是低沸点成分，在标准条件下其沸点低于298K 。

在火箭技术的工作温度范围内，低沸点组分通常处于气态。 为了保持液态低沸点组分的使用，需要使用特殊的技术设备。

胃肠道的低温成分。
严格来说，这是低沸点组件的子类。
即 沸点低于120K的物质。
低温组分包括液化气：氧气，氢气，氟气等。为减少蒸发损失并提高密度，可以使用呈泥状的低温组分，该组分为固相和液相的混合物。
加油时需要采取特殊措施（油箱和公路的冷却，LRE阀的隔热等）



它们的临界点温度远低于工作温度。 在密封的pH槽中存储是不可能的或非常困难的。
典型的代表是液相中的氧气和氢气。
此外，我将分别使用美国风格的名称LOX和LH2，或者LCD和LW。
我们的“帅” RD-0120（氢氧）：

它是在外面（设备，高速公路）完全充满绝缘材料的地方。

一些专家认为，RD-0120的生产技术目前在俄罗斯联邦完全消失了。 但是，基于他的技术，同一家企业正在制造氢氧发动机RD-0146。

当在液体推进剂火箭发动机的CS中发现RT的成分时（它们以灵巧的方式反应），应将它们分为：

自燃（STK），有限自燃（OSTK）和非自燃（）。

STK：当氧化剂和燃料以液态接触时，它们会着火（在整个工作压力和温度范围内）。
这极大地简化了滑行道的点火系统，但是，如果部件在燃烧室外部相遇（泄漏，事故），则将发生火灾或大“女巫”。 灭火困难。


例如： N204（四氧化二氮）+ MMG（一甲基肼），N204 + N2H4（肼），N2O4 + UDMH和所有基于氟的燃料。

OSTK：在进行点火时，必须采取特殊措施。 不可燃燃料需要点火系统。


例如：煤油+ LOX或LH2 + LOX。

NTK：这里的评论多余。 需要催化剂，或持续点火（或温度和/或压力等），或第三组分。


运输，储存和防漏的理想选择。

根据ZhRT的能量特征级别，另一种分离方法是：

*低能量（具有相对较低的比冲-单组分等）；
*中能（平均比冲-（02zh）+煤油，N204 + MMG等）；
*高能量（具有较高的比冲：（02）W +（H2）W，（F2）W +（H2）W等）。

根据组分的毒性和腐蚀活性，有脂肪酸：

*对于无毒和无腐蚀性的活性燃料成分-（02）g，碳氢化合物燃料等；
*关于有毒和腐蚀性燃料成分-MMG，UDMH，尤其是（F2）g。

根据所用燃料成分的数量，可以区分一成分，二成分和三成分的遥控器。
在单组件遥控器中，其中最常用的是位移进给。
在用于卫星，航天器和宇宙飞船的辅助单组分远程控制系统开发的初期，高浓度（80 ... 95％）的过氧化氢被用作单组分燃料。
目前，这种辅助推进系统仅在某些日本火箭发射器的定向系统中使用。


在其余的辅助单组分控制器中，过氧化氢被肼“取代”，而比冲增加了约30％。

通过创建资源丰富，高度可靠的催化剂，尤其是Shell-405催化剂，极大地促进了肼在LRE中的广泛使用。

人类最广泛地使用两成分TC，与单成分TC相比，它们具有更高的能量特征。 但是，两组分液体推进火箭发动机的设计比单组分火箭发动机复杂。 由于存在氧化剂和燃料箱，管道系统更加复杂，并且需要确保所需的燃料成分比率（Km系数）。 在卫星，航天器和航天器的远程控制中，通常不使用一个，而是使用多个氧化剂和燃料的储罐，这进一步增加了两部分式遥控器的管道系统的复杂性。


开发中的三部分RT。 这是一个真正的异国情调。
三组分火箭发动机的RF专利 。
该火箭发动机的方案 。

这样的火箭发动机可以被分类为多燃料。
在OKB-456研制了三组分液体推进剂火箭发动机（氟+氢+锂）。

两组分燃料由氧化剂和燃料组成。
布里斯托尔·西德利（Bristol Siddeley）BSSt.1 Stentor LRE：两组分LRE（H2O2 +煤油）

氧化剂。

氧气

化学式为O2（二氧化物，美国标识为Oxygen-OX）。
在LRE中，使用的是液态氧而不是气态氧，即液态氧（LOX较短，一切都清晰可见）。
分子量（对于分子）-32g / mol。 对于准确性高的爱好者：原子质量（摩尔质量）= 15.99903；
密度= 1,141 g /cm³
沸点= 90.188K（−182.96°C）

从化学观点来看，是理想的氧化剂。 它在美国和苏联的第一批FAA弹道导弹中使用。 但是它的沸点不适合军方。 所需的工作温度范围是–55°C至+ 55°C（发射准备时间长，战斗时间短）。


腐蚀性极低。 早就掌握了生产方式，成本很小-不到$ 0.1（我认为，一升牛奶便宜得多）。
缺点：


低温-需要冷却并不断加油以补偿开始前的损失。

在照片中：煤油加注自动接头（ZU-2）的保护装置的百叶窗，在CLOSE操作过程中，在节拍图结束前2分钟，由于结冰，ZU并未完全关闭。 同时，由于结冰，TUA从发射器退出的信号没有通过。 第二天开始。

很难用作冷却器KS和喷嘴火箭发动机。

RB加油单元从车轮上拆下并安装在基础上。

现在，每个人都在研究是否可以使用过冷氧气或呈泥状的氧气，这种氧气以固相和液相的混合物形式存在。
该视图将与Shamora右侧海湾中美丽的冰沙一样。


想象：想象一下LCD（LOX），而不是H2O。
堵塞将增加氧化剂的总体密度。

BR R-9A的冷却（过冷）示例：首次决定在火箭中使用过冷液态氧作为氧化剂，这使得可以减少火箭准备发射的总时间并增加其准备时间。


臭氧 -O3

分子量= 48 amu，摩尔质量= 47.998 g / mol
-188°C（85.2 K）时的流体密度为1.59（7）g /cm³
在−195.7°C（77.4 K）时，固体臭氧的密度为1.73（2）g /cm³
熔点−197.2（2）°C（75.9 K）

长期以来，工程师一直与他同在折磨，试图在火箭技术中用作高能且环保的氧化剂。
在燃烧反应过程中，臭氧参与下释放的总化学能比简单氧气大四分之一（719 kcal / kg）。 和Iud分别会更多。 液态臭氧的密度高于液态氧的密度（分别为1.35和1.14 g /cm³），沸点更高（分别为-112°C和-183°C）。
迄今为止，不可克服的障碍是液态臭氧的化学不稳定和爆炸性，其分解成O和O2时，会以2 km / s的速度产生爆炸波，并产生超过3·107达因/ cm2（3 MPa）的破坏性爆炸压力，这使得在目前的技术水平上，不可能使用液态臭氧，只有使用稳定的氧-臭氧混合物（高达24％的臭氧）除外。 与臭氧-氢相比，这种混合物的一个优点是氢引擎的比冲更高。 迄今为止，诸如RD-170，RD-180，RD-191之类的高效发动机以及加速真空发动机已达到接近Id极限值的参数，并且仅存在一种可能性，即与过渡到新燃料相关的UI增大。

硝酸 -HNO3

nu处的流体状态
摩尔质量of 63.012 g / mol（我使用摩尔质量或分子质量都没关系-这不会改变本质）
密度1,513克/立方厘米
T.熔点=-41.59°C，T.沸点= 82.6°C

HNO3具有高密度，低成本，可大量生产，非常稳定的特点，包括高温，防火和防爆。 它的主要优点是在高沸点时优于液态氧，因此可以无限期存储而无需任何隔热。 硝酸分子HNO3是几乎理想的氧化剂。 它包含一个氮原子和一个“一半”水分子作为“压载物”，并且两个半个氧原子可用于氧化燃料。 但是就在这里！ 硝酸具有极强的侵略性，可与自身连续反应-氢原子从一个酸分子中分离出来并附着在相邻的酸分子上，形成易碎但具有极强化学活性的聚集体。 即使是最耐腐蚀的不锈钢，也会被浓硝酸缓慢破坏（结果，在水箱底部形成了浓稠的绿色“果冻”，一种金属盐的混合物）。 开始将各种物质添加到硝酸中以降低其腐蚀活性；只有0.5％的氢氟酸（氢氟酸）将不锈钢的腐蚀速率降低了十倍。

为了增加比脉冲，将二氧化氮（NO2）添加到酸中。 向酸中添加二氧化氮会结合进入氧化剂的水，这会降低酸的腐蚀性，增加溶液的密度，在溶解NO2达到14％时达到最大值。 这种集中力被美国人用来制造军事导弹。

近20年来，我们一直在寻找适合硝酸的容器。 同时，很难为火箭发动机的储罐，管道，燃烧室选择结构材料。
在美国选择了含14％二氧化氮的氧化剂变体。 而我们的火箭兵则不然。 有必要不惜一切代价赶上美国，因此，苏联品牌AK-20和AK-27的氧化剂含有20％和27％的四氧化物。
一个有趣的事实：在第一架苏联导弹战斗机BI-1中，硝酸和煤油用于飞行。


坦克和管道必须由蒙乃尔金属制成：镍和铜的合金；它已成为非常流行的火箭结构材料。 苏联卢布几乎是这种合金制成的95％。


缺点：可容忍的“渣土”。 有腐蚀性。 特定冲动不够高。 目前，几乎从未使用过其纯净形式。

四氧化氮-AT（N2O4）

摩尔质量= 92.011 g / mol
密度= 1,443 g /cm³

在军用发动机中用硝酸“接棒”。 与肼，UDMH具有自燃性。 低沸点成分，但如果采取特殊措施，则可以长时间保存。

缺点：像HNO3一样令人作呕，但有其怪癖。 可能分解成一氧化氮。 有毒 低比冲。 经常使用和使用氧化剂AK-NN。 这是硝酸和四氧化二氮的混合物，有时也称为“红色发烟硝酸”。 数字表示N2O4的百分比。


基本上，这些氧化剂由于其特性：长寿命和自燃性而用于军事LRE和KA LRE。 典型的AT燃料是UDMH和肼。

氟 -F2

原子质量= 18.998403163 a。 E.m.（克/摩尔）
摩尔质量F2，37.997 g / mol
熔点= 53.53 K（−219.70°C）
沸点= 85.03 K（−188.12°C）
密度（液相），ρ= 1.5127 g /cm³

氟化学在1930年代开始发展，特别是在1939-45年的第二次世界大战期间以及随后的核工业和火箭技术需求方面迅速发展。 A. Ampere在1810年提出的名称“ Fluorine”（源自希腊语。Phthoros-破坏，死亡），仅在俄语中使用； 在许多国家/地区， 都接受“ fluor”这个名称。
就化学而言，它是一种极好的氧化剂。 氧化氧气和水。 计算表明，最大理论Isp可以在一对F2-Be（铍）级6000 m / s上获得！
超强 Bummer，不是“超级” ...
具有极强腐蚀性的活性，毒性，与氧化性物质接触易爆炸。 低温。 任何燃烧产物还具有几乎相同的“罪恶”：极具腐蚀性和毒性。
安全注意事项。 氟是有毒的，其在空气中的最大允许浓度约为2·10-4 mg / l，暴露于不超过1小时的最大允许浓度为1.5·10-3 mg / l。
8D21液体推进剂液体推进剂+氨对给出了4000 m / s的比冲。
对于F2 + H2对，Iud = 4020 m / s！
问题在于：HF氟化氢处于“排气口”。
发射这样的“能量引擎”后的起始位置？
溶解在氢氟酸中的液态金属和其他化学元素的集合！
H2 + 2F = 2HF；在室温下，它以H2F2二聚体形式存在。
在形成氢氟酸的任何方面都可与水混溶。 由于存储困难，其在火箭发动机中的使用是不现实的。


所有其他液态卤素（例如氯）都一样。

计划在OKB-456 V.P. Glushko的基础上开发V.P. Glushko OKB-456 ，其基础是使用10吨废液推进剂火箭发动机，该发动机使用的氟铵（F2 + NH3）燃料用于推力为25吨的氟化氢液体推进剂火箭发动机。

过氧化氢 -H2O2。


上面我在单组分燃料中提到了它。

沃尔特（Walter）HWK 109-507：火箭发动机设计简单的优点。 这种燃料的生动例子是过氧化氢。

过氧化氢可为豪华发质和其他14个应用秘密。


Alles：或多或少的真实氧化剂清单是完整的。 我专注于HCl O4 。 作为独立的高氯酸氧化剂，仅：一水合物（2+Cl4）是固体结晶物质，二水合物（2+l4）是稠密的粘稠液体，高氯酸（由于Isp而没有希望）是作为氧化剂的添加剂，可以确保燃料自燃的可靠性。

氧化剂可分类如下：


氧化剂（与常用可燃物）的最终清单（经常使用）：

注意：如果要将特定冲量的一个变量转换为另一个，则可以使用一个简单公式：1 m / s = 9.81 s。

与它们相反，可燃，我们有“堆” 。

可燃

两组分LMR在p/ pa = 7 / 0.1 MPa时的主要特性


根据理化组成，它们可以分为几类。

碳氢燃料。
低分子量碳氢化合物。
简单物质：原子和分子。
对于此主题，到目前为止，只有氢（氢）具有实际意义。
Na，Mg，Al，Bi，He，Ar，N2，Br2，Si，Cl2，I2等，我将不予考虑。
肼燃料（“臭味”）。

寻找最佳燃料的过程始于火箭发动机爱好者的发展。
最早使用的燃料是酒精（乙基），
苏联导弹R-1，R-2，R-5（“旧式” FAU-2）和Vergeltungswaffe-2本身。


相反，由75％的乙醇（乙醇，乙醇，甲基甲醇，酒石醇或酒精，通常俗称“酒精”）组成的溶液是具有式C2H5OH（经验式C2H6O）的单羟基醇，另一种选择是：CH3-CH2-OH
这种燃料有两个军事上显然不适合的严重缺陷 ：低能效和人员对这种燃料“中毒”的抵抗力低 。

健康生活方式（酒精恐惧症）的支持者试图使用糠醇，糠醇是一种有毒，易移动，透明，有时淡黄色（至深棕色）的液体，随着时间的推移会变红。

化学 分子式：C4H3OCH2OH，大鼠。 公式：C5H6O2。 令人恶心的浆液。
不可饮用。

烃基。
煤油

条件公式C7,2107H13,2936
液态烃（C8至C15）的可燃混合物，沸点在150-250°C范围内，透明，无色（或微黄色），手感略带油
密度-0.78至0.85 g /cm³（在20°C的温度下）；
粘度-1.2-4.5mm²/ s（在20°C的温度下）；
闪点-从28°到72°;
热值-43 MJ / kg。
我的意见：写出确切的摩尔质量是没有意义的

煤油是各种碳氢化合物的混合物，因此会出现恐怖的馏分（化学式中）和“污点”沸点。

方便的高沸点燃料。 它已经使用了很长一段时间，并且在全世界的引擎和航空中成功使用。 工会仍在此飞行。 低毒（强烈不建议饮用），稳定。 然而，煤油是危险且不健康的（摄入）。
但是有些人只是善待他们！ 卫生部坚决反对！
士兵物语：有助于很好地消除讨厌的阴唇Pthirus 。

但是，在操作过程中也需要谨慎： 客机坠毁
显着优势：相对便宜，精通生产。

一对煤油氧是第一步的理想选择。 它对地球的比冲为3283 m / s，空心为3475 m / s。 缺点。 相对较低的密度。


美国火箭煤油火箭推进剂1或精炼石油1

相对便宜（以前）：


为了增加密度，太空探索领导者开发了Sintin（苏联）和RJ-5（美国）。
合成物合成。

煤油倾向于在电源和冷却路径中沉积焦油状沉积物，这会对冷却产生负面影响。
Mukhin，丝绒@Co踩在此属性上。
煤油发动机是苏联最发达的。

我们的“珍珠” RD-170 / 171是人类思维和工程学的杰作：


“世界上最好的火箭发动机在哪里做 。 ”

现在，基于煤油的燃料更正确的名称是术语UVG- “碳氢燃料”，因为 从I. Lukasevich和Y. Zekh在安全的煤油灯中燃烧的煤油中，应用的UVG远去了。
例如： 萘基 。



低分子量碳氢化合物

甲烷 -CH4

摩尔质量：16.04 g / mol
气体密度（0℃）0.7168千克/立方米；
液体（−164.6°C）415千克/立方米
T.熔点=-182.49°C
沸腾T =-161.58°C

现在，每个人都被认为是一种有前途且廉价的燃料，可以替代煤油和氢气。
NPO首席设计师Energomash Vladimir Chvanov：

-LNG发动机的比冲很高，但是甲烷燃料的密度较低，因此抵消了这一优势，因此带来了一点能源优势。 从结构的角度来看，甲烷是有吸引力的。 要释放引擎腔体，您只需要经历蒸发周期-也就是说，引擎更容易从产品残留物中释放出来。 因此，从制造可重复使用的发动机和可重复使用的飞机的角度来看，甲烷燃料是更可接受的。

廉价，广泛，稳定，低毒。 与氢相比，它具有更高的沸点，并且与氧配对的比冲比煤油的比冲高：在地面上约为3250-3300 m / s。

不错的散热器。
缺点。 低密度（比煤油低两倍）。 在某些燃烧条件下，它会随着固相中碳的释放而分解，这可能会由于两相流而导致动量下降，并且由于烟灰沉积在COP壁上会导致腔室内的冷却方式急剧恶化。 近来，即使在改性的方向上，活跃的NOR和R＆D也在其应用领域（连同丙烷和天然气）中进行。 LRE（尤其是在RD-0120上进行了此类工作）。


或作为一个“新鲜”示例，来自Space X的American Raptor引擎：


这些燃料包括丙烷和天然气。 它们的主要特征是易燃，与UVG接近（除了较高的密度和较高的沸点以外）。 并且在使用它们时存在相同的问题。

氢 -H2（液体：LH2）在燃料中的位置分开。

氢的摩尔质量为2016g / mol或约2g / mol。
密度（n.a.）= 0.0000899（在273 K（0°C））g /cm³
熔点= 14.01K（-259.14°C）;
沸点= 20.28K（-252.87°C）;

Tsiolkovsky提出了一对LOX-LH2的使用，但其他人也实现了：


从H2热力学的角度来看，它是液体火箭发动机和涡轮机的理想工作流体。 无论是液态还是气态，均具有出色的冷却器。 后一个事实使我们不必特别担心冷却路径中氢的沸腾，而不必使用如此气化的氢来驱动TNA。
Aerojet Rocketdyne RL-10实施了这种方案-只是一种别致的发动机（从工程角度来看）：


我们的模拟机（甚至更好，因为它更年轻）：RD-0146（D，DM）是由沃罗涅日的化学工程设计局开发的无气体液体推进剂火箭发动机。

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对于人类，肼的毒性程度尚未确定。 根据S. Krop的计算，应将0.4 mg / L视为危险的危险浓度。 频道 Comstock等人认为最大允许浓度不应超过0.006 mg / L。 根据最近的美国数据，暴露在8小时后的浓度降低到0.0013 mg / L。 在这种情况下，请务必注意，人的嗅觉阈值明显超出指示的数值，并且等于0.014-0.030 mg / l。 在这一点上重要的是，在与肼衍生物接触的第一分钟内会感觉到许多肼衍生物的特征气味。 将来，由于嗅觉的适应性，这种感觉消失了，一个人（不注意它）会长时间处于含有有毒物质浓度的感染环境中。

肼蒸气在绝热压缩后爆炸，易于分解，但可将其用作低推力火箭发动机（LREMT）的单燃料。 由于精通生产，在美国更常见。

不对称二甲基肼（UDMH）-H2N-N（CH3）2

化学 公式：C2H8N2，大鼠。 公式：（CH3）2NNH2
NU条件-液体
摩尔质量= 60.1 g / mol
密度= 0.79±0.01 g /cm³

由于其长寿命，它被广泛用于军事发动机。 当掌握了适配技术时，所有问题实际上都消失了。
与肼相比，它具有更高的动量。


主要氧化剂的密度和比冲低于相同氧化剂的煤油。
用氮氧化剂自燃。 在苏联生产中已掌握。
最喜欢的燃料V.P. Glushko。 不是我的OZK和周围野生动植物最喜欢的燃料。


我可以写一篇有关其丑陋属性的完整文章（基于S-200防空系统的操作）。


通常，它与ICBM，SLBM和航天器的火箭发射器中的氮氧化剂一起使用。


缺点：剧毒。 一样的“臭”。 比煤油贵一个数量级。

肼剧毒

为了增加密度，通常将其与肼混合使用，即所谓的。 aerosin-50，其中50是UDMH的百分比。 在苏联更常见。
在法国战斗轰炸机Dassault Mirage III的喷气发动机中（推荐录像带使用），UDMH被用作传统燃料的活化添加剂。

关于肼燃料。

比推力等于推力与加权燃料消耗之比； 在这种情况下，以秒为单位进行测量（s = N·s / N = kgf·s / kgf）。 要将重量比重转换为质量，必须将其乘以重力加速度（约等于9.81 m /s²）

幕后花絮是：
苯胺，甲基，二甲基和三甲基胺和CH3NHNH2-甲基肼（又名单甲基肼或庚基）等

它们并不常见。 可燃肼基的主要优点是使用高沸点氧化剂时具有较长的保存期限。 与它们一起使用是非常不愉快的有毒可燃，腐蚀性氧化剂，有毒燃烧产物。

用专业术语来说，这些燃料被称为“臭”或“臭”。

可以肯定地说，如果运载火箭上装有“臭味”发动机，那么“结婚前”就是军用导弹（ICBM，SLBM或SAM，这已经很稀有了）。 为军队服务的化学。



也许只有例外，只有阿丽亚娜运载火箭-合作社的产品：埃罗斯帕蒂亚莱，马特拉·马可尼太空公司，阿莱尼亚，Spazio，DASA等。她在“少女时代”也经历了同样的命运。


军方几乎都改用固体推进剂火箭发动机，因为操作更方便。 在太空计划中，“臭味”燃料的利基范围已缩小，无法用于航天器遥控器，因为该航天器需要长期存储，而无需任何特殊的材料或能源成本。
也许可以用图形表示一个简短的概述：


积极使用甲烷的火箭。 没有特别的操作困难：它可以使腔室内的压力良好增加（最高40 M Pa）并获得良好的特性。
（ RD0110MD，RD0162。甲烷项目。有前景的可重复使用运载火箭 ）和其他天然气（LNG）。

TsSKB“进展”提议创建一种在LNG上运行的火箭发动机

稍后，我将撰写其他有关改善液体推进剂火箭发动机性能的指南（燃料的金属化，He2的使用，乙酰胺等）。 如果有兴趣。
利用自由基的作用是一个很好的前景。
敲门烧是期待已久的跳向火星的机会。

后记（正常）：

通常，所有导弹TC（NTK除外）以及试图将其置入家中都是非常危险的。 我建议您仔细阅读：

26岁的克里斯·蒙格（Chris Monger）是两个孩子的父亲，他决定根据YouTube上的指示在家中制造火箭燃料。 他在锅中的炉子上煮的混合物如预期般爆炸。 结果，该名男子被烫伤，在医院呆了五天。



使用此类化学成分进行的所有家庭（车库）操作都是极其危险的，因此最好不要在没有OZK和防毒面具的情况下接近泄漏物的地方：


就像溢出的汞一样：打电话给紧急部，他们会很快到达，他们会专业地选择一切。

真正应该是的后记