Горючие - компоненты ракетных топлив

Яковенко В.В. Начальник ВПК

______________________ ____________________

«01»декабря 2011

Федеральное Космическое Агентство

«Центр эксплуатации объектов наземно-космической инфраструктуры»

Космический Центр «Южный»

ПЛАН КОСПЕКТ

По пожарной тактике

Тема:

Физико-химические свойства окислителей АК, АТ и горючего НДМГ

Время: 50 м.

Занятие: Классно-групповое

Литература: НДМГ и окислители РТ

Жидкие ракетные топлива

В двигательных установках ракет-носителей, запускаемых с космодрома "Байконур", используется двухкомпонентное жидкое ракетное топливо. Перед стартом в баки РН отдельно друг от друга заправляются жидкие окислитель и горючее. Компоненты топлива смешиваются между собой в камере сгорания двигательных установок (ДУ) РН.

1. Окислители - компоненты ракетных топлив.

ЖИДКИЙ КИСЛОРОД (O_2ж). Предложен К.Э. Циолковским в 1903 году. Используется в количестве большем, чем все другие окислители.

Бледно-синяя жидкость. Пары бесцветны, не обладают запахом и вкусом. Температура кипения -182.98^оС, кристаллизации -218.7^оС.

Сильный окислитель, образует соединения (окислы) со всеми химическими элементами, кроме инертных газов. Реакции окисления протекают с выделением большого количества тепла.

Нетоксичен. При кратковременном вдыхании паров не оказывает вредного влияния на организм человека, за исключением случаев вдыхания очень холодного газа. При попадании на кожу могут быть тяжелые ожоги. С некоторыми органическими соединениями образует взрывоопасные смеси.

АЗОТНАЯ КИСЛОТА (АК, HNO₃). Предложена одновременно В.П. Глушко (СССР) и В. Зандером (Германия) в 1930 году. Используется в смеси с азотным тетраоксидом.

Бесцветная легкоподвижная жидкость. Температура кипения +86^оС, кристаллизации -41.6^оС. Нестабильный продукт, разлагается на двуокись азота, воду и кислород. Наличие свободной двуокиси азота придает кислоте бурую окраску. Смешивается с водой в любых соотношениях с выделением большого количества тепла.

Смесь 2HNO₃ + N₂O₄ + H₂O является сильным окислителем, она взаимодействует с подавляющим большинством горючих веществ и практически со всеми металлами (кроме золота, платины и некоторых других). Соли азотной кислоты (нитраты) используются в качестве удобрений.

Основная опасность воздействия на организм человека связана на попадание капель на кожные покровы и слизистые оболочки, вызывая ожоги, требующие длительного лечения. Вдыхание паров вызывает различные воспаления органов дыхания.

АЗОТНЫЙ ТЕТРАОКСИД (АТ, N₂O₄). Предложен В.П. Глушко в 1930 году. По степени использования стоит на втором месте после жидкого кислорода. Считается перспективным окислителем для использования в ДУ межорбитальных транспортных аппаратов, орбитальных и межпланетных станций, в системах орбитального маневрирования многоразовых космических кораблей.

Желтая летучая жидкость с едким запахом. Температура кипения +21.15^оС, кристаллизации -11.23^оС. При нагревании разлагается на двуокись азота. При растворении в воде образуется азотная кислота.

Сильный окислитель. Смесь с органическими веществами взрывоопасна. В ракетной технике используется в паре с гидразином и его производными.

Воздействие на организм человека аналогично азотной кислоте.

ПЕРЕКИСЬ ВОДОРОДА H₂O₂. Широко использовалась на заре ракетной техники. В настоящее время применяется только для приводов турбонасосных агрегатов ДУ РН семейства "Восток".

Бесцветная прозрачная сиропообразная жидкость, ее толстые слои имеют голубовато-зеленую окраску. При 100% концентрации температура кипения (с разложением) +150^оС, кристаллизации -0.56^оС.

В контакте с каталитически активными неорганическими соединениями быстро разлагается с образованием парогаза с температурой до 960^оС.

Нетоксична. Вызывает сильные раздражения кожных покровов, слизистых оболочек и дыхательных путей. При сильных поражениях на коже могут образоваться волдыри.

Горючие - компоненты ракетных топлив.

НЕСИММЕТРИЧНЫЙ ДИМЕТИЛГИДРАЗИН (НДМГ, (CH₃)₂N₂H₂).Входит в группу широко используемых в ракетной технике гидразиновых горючих: на отечественных РН "Космос", "Циклон", "Протон"; американских - семейства "Титан"; французских - семейства "Ариан"; японских - семейства "N"; китайских РН семейства "Большой Поход"; в двигательных установках пилотируемых кораблей и автоматических спутников, орбитальных и межпланетных станций, многоразовых космических кораблей "Буран" и "Спейс Шаттл". Гидразиновые горючие, по сравнению с водородом, безопасны в обращении и энергетически более эффективны по сравнению с углеводородным горючим. Перспективные горючие этой группы - гидразин N₂H₄, гидразингидрат NH₂NH₂H₂O, монометилгидразин NH₂NHCH₃ и аммиак NH₃.

НДМГ - бесцветная прозрачная жидкость с резким неприятным запахом, характерным для аминов. Температура кипения +63.1^оС, кристаллизации -58^оС. Хорошо смешивается с водой, нефтепродуктами, спиртами и многими органическими растворителями.

Легко самовоспламеняется с окислителями на основе азотной кислоты и азотного тетраоксида, что обеспечивает легкий запуск и стабильную работу двигателей РН в широком диапазоне изменения окружающих условий.

Обладает сильным токсическим действием. Наиболее опасным источником отравления является вдыхание паров. По запаху можно обнаружить в воздухе концентрацию паров, которая в 50 раз выше допустимой. Действие на организм человека: раздражение слизистых оболочек глаз, дыхательных путей и легких; сильное возбуждение центральной нервной системы; расстройство кишечно-желудочного тракта (тошнота, рвота).

Попадание брызг в глаза может вызвать мгновенную боль, слезотечение и покраснение (конъюнктивит). При вдыхании паров возможен кашель, боли в грудной клетке, хрипота и учащение дыхания; в больших концентрациях может наступить потеря сознания.