Способ нейтрализации продуктов сгорания заряда твердого ракетного топлива на основе перхлората аммония Советский патент 1993 года по МПК C06B21/00 F02K9/10 

Изобретение относится к области экологии - защиты окружающей среды и может быть использовано при запусках ракет в мирных целях, и отработке ракетных двигателей в условиях стенда, а также при уничтожении РДТТ путем сжигания.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет снижения токсичности выбросов.

Указанная цель достигается тем, что в способе нейтрализации продуктов сгорания заряда твердого ракетного топлива на основе перхлората аммония, включающего сжигание заряда в камере сгорания, впрыскивание жидкости в продукты сгорания, в качестве жидкости используют спиртовый раствор ферроцена, а впрыск осуществляют в камеру сгорания.

Впрыск вещества непосредственно в камеру сгорания позволит этот способ использовать в полете, а также обеспечит надежное перемешивание нейтрализующей жидкости с продуктами сгорания.

Очевидно, что для использования способа необходимо предусмотреть дополнительные емкости для размещения нейтрализующего вещества.

В ЖРД способ упрощается тем, что возможны совмещения системы подачи и впрыска.

В РДТТ для осуществления, способа необходимы системы трубопроводов, турбо- насосный агрегат, форсунки для распыла жидкости в камере сгорания.

Пример конкретного исполнения и расчеты приведены в условиях ракеты многоразового исполнения Шатл с твердым топливом НТРВ.,.; ,

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

ы ч ы

Устройство содержит РДТТ 1; емкость с 80%-ным раствором ферроцена на спирту, систему 3 подачи ферроцена п камеру сгорания; устройство 4 впрыска (форсунка) ферроцена.

Способ работает следующим образом.

После пуска двигателя перхлорат аммония, взаимодействуя с компонентами топлива, разлагается с образованием атомарного хлора и его соединений с кислородом.

NH4CI04- -CI + СЮ + СЮа +-HCI + N0

(При горении двух зарядов твердотоп- ливного разгонника с весом по 50,0 т, в окружающую среду выбрасывается до 2 т атомарного хлора).

После выхода двигателя на режим, производят впрыск в камеру сгорания раствор ферроцена. В камере ферроцен связывает атомарный хлор и его соединения в устойчивой форме.

Fe + + FeCl2

Термодинамические расчеты показывают, что содержание остальных компонентов продуктов сгорания топлива HzO;NO:N02; С02... кроме хлора практически не изменяются.

На фиг. 2 показана зависимость выхода атомарного хлора из камеры сгорания в атмосферу от процентовой доли впрыска ферроцена.

0

5

0

5

0

По графику видно, что наибольший эффект происходит при впрыске 4% ферроцена от среднего расхода топлива, при этом содержание атомарного хлора в продуктах сгорания снижается до 5 раз.

При впрыске ферроцена следует ожидать некоторое снижение единичного импульса тяги, однако, суммарный импульс тяги ракеты не снизится, т.к. увеличивается суммарная масса топлива.

Анализ литературы показал, что впрыск жидкости в камеру сгорания не влияет на характер выгорания твердотопливного заряда.

Для использования способа при уничтожении РДТТ сжиганием необходимо провести незначительную доработку передней крышки двигателя для подстыковки системы подачи и впрыска ферроцена.

Формула из обретения

Способ нейтрализации продуктов сгорания заряда твердого ракетного топлива на основе перхлората аммония, включающий сжигание заряда в камере сгорания, впрыскивание жидкости в продукты сгорания, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности за счет снижения токсичности выбросов, в качестве жидкости используют спиртовый раствор ферроцена, а впрыскивание осуществляют в камеру сгорания.

Wi 2

I

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к нейтрализации продуктов сгорания заряда твердого ракетного топлива на основе перхлората аммония. Цель изобретения - снижение токсичности продуктов сгорания. Цель достигается за счет того, что в камеру сгорания в процессе сжигания заряда впрыскивают спиртовый раствор ферроцена. 2 ил.

2 3

фиг.2

Ч

5