СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
. ПОЛУЧЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫПРОИЗВОДСТВА РЕАКТИВНЫХ ТОПЛИВ
. РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА
. МАРКИ РЕАКТИВНЫХ ТОПЛИВ РОССИИ
. ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕАКТИВНЫХ ТОПЛИВ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Реактивные топлива - это топлива, предназначенные для реактивных двигателей самолетов, вертолетов и ракет. Мировое производство реактивного топлива составляет в среднем 5 % от объема перерабатываемой нефти (примерно 2 % - в Европе и развивающихся странах и 7 % - в Северной Америке). В мирное время военные потребляют около 10 % от общих ресурсов реактивных топлив.
Масса топлива составляет от 30 до 60 % от взлетной массы самолета, что делает особо важной роль топлива.
Топлива эти однокомпонентные (т.е. смешение их не допускается), с жестко оговоренной технологией получения.
Они должны обеспечивать:
• надежный запуск двигателя в любых условиях;
• устойчивое горение в быстро движущемся потоке воздуха и при больших коэффициентах избытка воздуха;
• полное" сгорание без дыма и нагара;
• высокую скорость и дальность полета и безаварийность.
ПОЛУЧЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫПРОИЗВОДСТВА РЕАКТИВНЫХ ТОПЛИВ
Массовыми реактивными топливами в настоящее время практически являются топлива двух марок: ТС-1 (высшего и первого сортов), РТ (высшей категории качества).
Основное сырье для производства массовых реактивных топлив - среднедистиллятная фракция нефти, выкипающая в температурном интервале 140 - 280 °С.
Топливо ТС-1. В зависимости от качества перерабатываемой нефти (содержания меркаптанов и общей серы в дистиллятах) топливо получают либо прямой перегонкой, либо в смеси с гидроочищенным или демеркаптанизированным компонентом (смесевое топливо). Содержание гидроочищенного компонента в смеси не должно быть более 70 % во избежание значительного снижения противоизносных свойств.
|
Гидроочистку используют, когда в керосиновых дистиллятах нефти содержание общей и меркаптановой серы не соответствует требованиям стандарта, демеркаптанизацию когда содержание только меркаптановой серы не соответствует требованиям стандарта.
Топливо РТ получают, как правило, гидроочисткой прямогонных дистиллятов с пределами выкипания 135-280 °С. В качестве сырья для гидроочистки используют дистилляты, из которых нельзя получить топливо ТС-1 из-за повышенного сверх нормы содержания общей и меркаптановой серы.
Проблемы, связанные с топливами для реактивной авиации и ракет, в настоящее время заключаются в следующем:
• топлива можно получить не из всех нефтей, а только из специальных, которые обеспечивают нормируемые показатели качества;
• низкий потенциал топливных фракций в нефтях (10-12 %), что сильно уменьшает ресурсы топлива;
• жесткие нормы по таким показателям, как содержание АрУ, температура начала кристаллизации, вязкость и фракционный состав, накладывают такие ограничения, что в итоге резко сокращаются ресурсы топлива.
Использование потенциала топлива РТ составляет сейчас 70-75 %, так как при увеличении этой доли не соблюдаются показатели качества дизельного топлива.
С учетом тенденции снижения добычи легких нефтей, пригодных для получения топлив ТС-1 и РТ, возможны следующие варианты.
. Повышение нормы на содержание АрУ до 23-25 %. Тогда для получения РТ будут пригодны до 75 % всех нефтей. Но это потребует некоторых конструктивных изменений турбореактивного двигателя, так как при этом увеличивается возможность нагароотложений.
|
. Повышение нормы на температуру начала кристаллизации до значений "не выше минус 50°С", а на некоторые марки топлива до "не выше минус
°С", поскольку топливо в баках никогда не охлаждается до минус 50°С.
. Расширение фракционного состава, как по началу, так и по концу кипения. Первым шагом в этом направлении в ближайшие годы стал бы переход на использование топлива Т-2 (100-280°С). В дальнейшем повышение конца кипения до 340 или даже 350°С позволило бы вообще снять проблему с ресурсами реактивных топлив, но для этого потребуется пересмотреть конструкции ТРД и самолета в целом, так как по-иному должна быть построена система топливоподготовки, топливоподогрева, сжигания топлива и др.
4. Применение сжиженного водорода в авиации. Попытки его использования как топлива в обычных авиадвигателях уже делались, но были прекращены из-за сложностей хранения водорода на самолете. В дальнейшем возможно возобновление работ по применению водорода, но уже в новом качестве: как параллельного топлива для малых жидкостных ракетных двигателей - ЖРД (вместе с окислителем), которые могут выполнять роль разгонных двигателей или ускорителей.
РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА
реактивное топливо ракетный двигатель
Ракетные топлива применяются только для жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и поэтому есть свои особенности в их применении.
Они бывают однокомпонентными и двухкомпонентными.
|
Однокомпонентные ракетные топлива содержат в своем составе и горючие элементы, и кислород, например:
Метилнитрат - CH3ONO2 (температура кипения 64 °С)
Нитрометан - CH3NO2 (температура кипения 101 °С)
Эти топлива горят без подвода кислорода извне и используются в тех случаях, когда подвод кислорода ограничен.
Двухкомпонентные ракетные топлива - это углеводородное горючее, сжигаемое в присутствии сильного окислителя (обычно жидкого кислорода).
Горючее применяется синтетическое и природное. Примером синтетического горючего может служить гидразин, или диамид (H2N-HH2), кипящий при 113°С.
Природные горючие - это либо жидкий водород, либо углеводороды.
Углеводородные горючие используются самые различные. Это и серийные топлива Т-2и Т-6, и специально выделенные фракции нафтеновых нефтей ("Нафтил"), а также синтезированные нафтеновые углеводороды.