×
20.07.2014
216.012.e0ed

Результат интеллектуальной деятельности: РАКЕТНОЕ ГОРЮЧЕЕ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002523367
Дата охранного документа
20.07.2014
Аннотация: Изобретение относится к ракетным топливам для жидкостных, твердотопливных и гибридных ракетных двигателей, а также для экстремальных поршневых и турбореактивных двигателей. Данное топливо характеризуется тем, что содержит в качестве горючего только металл (бериллий, литий, алюминий) или бор. В качестве окислителя топливо содержит динитрамид аммония, нитраты бора или бериллия, пятиокись азота. Особенностью изобретения является использование высокоэнергетичных реакций и газосодержащего окислителя. Причем газы окислителя служат только для образования реактивной струи. 8 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

Изобретение относится к ракетным топливам для твердотопливных и гибридных ракетных двигателей, а также для экстремальных поршневых и турбореактивных двигателей.

Известны горючие ракетные топлива, см., например, мой пат. №2424279 «Горючее», состоящее наполовину из ацетилена и этилена, что позволяет использовать ацетилен в растворенном, то есть жидком криогенном виде.

Известен «Ракетный двигатель Староверова - 10» (свежеподанная заявка на изобретение), в котором тепловыделение топлива, содержащего связанный азот, увеличивается при горении за счет реакции азота с бором с образованием нитрида бора с выделением 23,37 мдж/кг на единицу добавленного бора.

Важнейшим показателем любого топлива, используемого в любом двигателе (автомобильном, турбореактивном, ракетном), является не теплотворная способность, то есть выделение при сгорании тепла на единицу своей массы, а приведенная теплотворная способность, то есть тепловыделение на единицу участвующего в стехиометрической реакции кислорода, а если в горении участвует бор, то на единицу участвующих в реакции кислорода и бора, потому что именно она определяет теплотворную способность смеси. Дело в том, что для большинства распространенных топлив (водород, углеводороды, гидразины) кислорода требуется больше, чем горючего. А также дело в том, что в поршневой или турбореактивный (то есть, в воздушные) двигатели мы можем подать сколько угодно горючего, но увеличить количество поступающего кислорода не можем (исключением можно считать наддув в поршневых двигателях).

Автором произведен пересчет некоторых веществ на приведенную теплотворную способность, и оказалось, что из недорогих и не очень токсичных жидких и газообразных веществ лучшими являются водород и ацетилен. Но намного лучшими являются некоторые металлы. Именно поэтому во многие твердые ракетные топлива добавляются металлические алюминий или бериллий, или гидриды металлов (см. мою заявку «Ракетный двигатель Староверова - 6», №2012106402/20-009670, где применено ПОЛОВИННОЕ ГОРЕНИЕ гидрида бериллия с удельным тепловыделением 21,39 мдж/кг: 2 ВеН2+02=ВеН2+ВеО+Н20=2ВеО+2Н2+1155 кДж).

Рассмотрим тепловыделение наиболее распространенных элементарных реакций:

1. 2Н2+O2=2Н2O(газ) удельное тепловыделение на ед. смеси - 13,42 мДж/кг

2. С+02=СO2 удельное тепловыделение на ед. смеси - 8,94 мДж/кг

3. 4А1+3O2=2Аl2O3 удельное тепловыделение на ед. смеси - 16,44 мДж/кг

4. 4Li+O2=2Li2O удельное тепловыделение на ед. смеси - 19,94 мДж/кг

5. Ве+O2=2ВеО удельное тепловыделение на ед. смеси - 23,91 мДж/кг

5. 4В+3O2=2В2O3 удельное тепловыделение на ед. смеси - 18,01 мДж/кг

6. В+N=BN удельное тепловыделение на ед. смеси - 10,18 мДж/кг

Видно, что реакции с углеродом и водородом (с углеводородами) не самые энергетичные. Но в других реакциях не происходит выделения газообразных продуктов, которые и должны истекать из сопла сами и выносить твердые или жидкие другие продукты реакции (если не считать кипящий при 2100 градусах С оксид бора). Поэтому для энергетичных реакций с участием бериллия, лития, бора, алюминия следует применять газосодержащие окислители - азотную кислоту, двуокись-, пятиокись азота, динитрамид аммония и т.п., содержащие азот и водород. С осторожность следует применять нитрат бора, так как он связывает азот в нитрид бора, хотя и выделяет при этом 23,37 мДж/кг на единицу добавленного бора.

При этом также следует определиться с минимальным количеством газа, обеспечивающим скоростной вынос твердых и жидких продуктов реакции. Скорее всего, этот предел можно принять как 7-8% от массы топлива (окислителя плюс горючего).

Есть 4 способа повысить импульс химических ракетных двигателей (не считая создания новых соединений, типа ожидаемого N306). Первый путь - это последовательное применение сразу двух из вышеуказанных реакций, например, реакция бора с выделяющимися из горючего (гидразин) или окислителя (азотная кислота) азотом. Этот путь использован автором в заявке «Ракетный двигатель Староверова -10» и в некоторых других.

Второй путь - использование газосодержащих металлосоединений, например, ПОЛОВИННОЕ ГОРЕНИЕ гидрида бериллия с удельным тепловыделением 21,39 мДж/кг: 2ВеН2+O2=ВеН2+ВеО+Н2O=2ВеО+2Н2+1155 кДж. Причем водород окислителя служит не для горения, а для образования реактивной струи.

Идея третьего пути повышения импульса двигателя состоит в том, что искусственно снижается температура реакции, чтобы не допустить потери тепла на плавление и испарение некоторых твердых продуктов реакции, путем вдувания метана, имеющего, кстати, свой хороший экзотермический эффект разложения - 4,67 мДж/кг (как в моем изобретении «Ракетный двигатель Староверова - 7»). Ожидаемого, казалось бы, снижения скорости реактивной струи при этом не происходит, так как метан разлагается на водород и твердый углерод, а скорость звука в водороде почти в 4 раза больше, чем в воздухе. Скорость реактивной струи, наоборот, повышается. И меньше энергии теряется с теплом отходящих газов.

И четвертый путь - использование высокоэнергетичных реакций и газосодержащего окислителя. Причем газы окислителя служат опять же только для образования реактивной струи.

Пример 1.

В этой реакции наверняка будет образовываться и незначительное количество аммиака. Соотношение компонентов топлива: бериллия - 22,52%+-15%, динитрамида аммония -77,48%+-15%. Количество образующихся газов - большое - 37,5%. Возможна побочная реакция образования воды, но так как водород находится в ряду напряжений правее бериллия, то при таких температурах он будет вытеснять водород из воды с образованием оксида бериллия.

Но есть еще одно неочевидное обстоятельство в пользу «водородного» двигателя - при использовании в реактивных торпедах типа «Шквал» выделяющийся водяной пар мгновенно конденсируется в окружающей воде, а водород и азот даже в остывшем состоянии будут удерживать газовую каверну, в которой движется торпеда.

Возможна эта реакция с окислением водорода:

Соотношение компонентов топлива: бериллия - 12,68%+-15%, динитрамида аммония - 87,32%+-15%. Выделение газообразных продуктов горения (включая парообразную воду) очень высокое - 64,75%.

Пример 2.

В этой реакции тепловыделение выше, но газообразных продуктов выделяется немного - 15,7%. Соотношение компонентов топлива: бериллия - 25,30%+-15%, нитрата бериллия - 74,70%+-15%. Хотя в настоящее время безводный нитрат бериллия еще не получен, в реакции учитывается именно он. Если же к моменту получения патента он не будет получен, то следует подразумевать его дигидрат, что, конечно, снизит удельное тепловыделение реакции, но зато резко повысит количество газообразных продуктов горения.

Пример 3.

В этой реакции возможно образование небольших количеств нитрида бора, но при избытке кислорода он будет окисляться до оксида бора. Соотношение компонентов топлива: бериллия - 25,56%+-15%, нитрата бора - 74,44%+-15% Неплохие показатели дает двигатель с пятиокисью азота (см. мою заявку «Ракетный двигатель Староверова -11»).

Соотношение компонентов топлива: бериллия - 29,44%+-15%, пятиокиси азота - 70,56%+-15%.

Такое токсичное топливо следует применять для межконтинентальных ракет, ракет «воздух-воздух», «воздух-земля», для вторых и третьих ступеней зенитных ракет. Для менее ответственных ракет можно применять менее токсичные или совсем не токсичные вышеуказанные реакции с литием, бором, алюминием. Например, первая реакция:

Соотношение компонентов топлива: лития - 30,92%+-15%, динитрамида аммония - 69,08%+-15%. Или:

Соотношение компонентов топлива: бора - 18,85%+-15%, динитрамида аммония - 81,15%+-15%. Или:

Соотношение компонентов топлива: алюминия - 35,83%+-15%, динитрамида аммония -64,17%+-15%.

Замена бериллия на литий, бор, или алюминий возможна и в реакциях /2/,/3/,/4/.

Так как топливо состоит из чистого металла, то в твердотопливных и гибридных двигателях мелкодисперсный металл может быть скреплен небольшим количеством связующего, например, полиэфирной или эпоксидной смолы, полиуретана и т.п. Причем полимеризация мономера желательна радиационная, чтобы не перегреть окислитель, если он входит в состав твердотельной шашки.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 141-150 of 311 items.
10.08.2015
№216.013.6ac6

Держатель колпачка шприца

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для снятия и надевания колпачка иглы одноразового шприца. С целью защиты руки от укола иглой держатель колпачка иглы одноразового шприца состоит из двух шарнирно или пружинно закрепленных половинок, имеющих между собой конусную в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558892
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6ccc

Боевая машина /варианты/

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. По первому варианту боевая машина содержит двигатель и трансмиссию. Транспортно-боевой отсек имеет две продольно шарнирно закрепленные крышки. Крышки снабжены сервосистемой из гидроцилиндров или электроталрепов и кинематикой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559410
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff0

Мускульный привод староверова (варианты)

Группа изобретений относится к вариантам мускульного привода. Привод по первому варианту содержит педали или рукоятки и крутильную пружину, которая с одного конца соединена с нагрузкой, например с движителем, а с другого конца соединена с обгонной муфтой, закрепленной в станине, и с еще одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560226
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff4

Усиленный патрон /варианты/ и способ его изготовления

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к усиленным патронам и способам их изготовления. Усиленный патрон содержит пулю, гильзу, шашку и капсюль. Шашка состоит из двух или более поперечных слоев пороха с разной скоростью горения. В другом варианте шашка приклеена к задней части пули...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560230
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff5

Пуля-2

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к пулям без центрального тела. Пуля без центрального тела выполнена в виде трех или более крылообразных элементов, лучеобразно расположенных относительно продольной оси. Достигается повышение эффективности пули. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560231
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.08.2015
№216.013.73a7

Парашютная система /варианты/ и система управления ею /варианты/

Группа изобретений относится к оборудованию летательных аппаратов. Варианты парашютных систем отличаются видом системы управления, варианты которой включают пиротехнический заряд, электродвигатель, плавно отпускающий фал рифления по командам системы управления, реле ускорения торможения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561182
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.758e

Система отопления салона автомобиля

Изобретение относится к транспортным средствам с двигателем внутреннего сгорания: автомобилям, боевой, сельскохозяйственной и строительной технике, судам, легкомоторным летательным аппаратам. Система отопления салона содержит вентилятор и электронагревательный элемент, имеющий полную или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561669
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.759e

Оптический прицел и оружие для него /варианты/

Изобретение относится к стрелковому оружию, в частности к оптическому прицелу и оружию для него. Прицел выполнен с оптической осью окуляра, смещенной вниз относительно объектива. Оружие для прицела содержит ствол, прицел, ручки и приклад. Оружие имеет откидной или постоянный второй приклад,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561685
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.09.2015
№216.013.7617

Ракетный двигатель староверова-8 /варианты/

Ракетный двигатель бессоплового типа содержит шашку твердого ракетного топлива, имеющую один или несколько продольных каналов на всю длину шашки заполненных более быстро горящим топливом, чем основное топливо. Наружная поверхность шашки упрочнена трубой из плавящегося или сгораемого материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561820
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.09.2015
№216.013.7fa5

Метательное взрывчатое вещество староверова - 20 /варианты/

Изобретение относится к смесевым метательным взрывчатым веществам, то есть к смесевым порохам. Метательное взрывчатое вещество основано на том, что бор или бериллий экзотермически реагируют с азотом и увеличивает энергетику реакции. При этом реализуются тройные (три компонента) и двойные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564274
Дата охранного документа: 27.09.2015
Showing 141-150 of 311 items.
10.08.2015
№216.013.6ac6

Держатель колпачка шприца

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для снятия и надевания колпачка иглы одноразового шприца. С целью защиты руки от укола иглой держатель колпачка иглы одноразового шприца состоит из двух шарнирно или пружинно закрепленных половинок, имеющих между собой конусную в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558892
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6ccc

Боевая машина /варианты/

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. По первому варианту боевая машина содержит двигатель и трансмиссию. Транспортно-боевой отсек имеет две продольно шарнирно закрепленные крышки. Крышки снабжены сервосистемой из гидроцилиндров или электроталрепов и кинематикой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559410
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff0

Мускульный привод староверова (варианты)

Группа изобретений относится к вариантам мускульного привода. Привод по первому варианту содержит педали или рукоятки и крутильную пружину, которая с одного конца соединена с нагрузкой, например с движителем, а с другого конца соединена с обгонной муфтой, закрепленной в станине, и с еще одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560226
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff4

Усиленный патрон /варианты/ и способ его изготовления

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к усиленным патронам и способам их изготовления. Усиленный патрон содержит пулю, гильзу, шашку и капсюль. Шашка состоит из двух или более поперечных слоев пороха с разной скоростью горения. В другом варианте шашка приклеена к задней части пули...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560230
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff5

Пуля-2

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к пулям без центрального тела. Пуля без центрального тела выполнена в виде трех или более крылообразных элементов, лучеобразно расположенных относительно продольной оси. Достигается повышение эффективности пули. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560231
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.08.2015
№216.013.73a7

Парашютная система /варианты/ и система управления ею /варианты/

Группа изобретений относится к оборудованию летательных аппаратов. Варианты парашютных систем отличаются видом системы управления, варианты которой включают пиротехнический заряд, электродвигатель, плавно отпускающий фал рифления по командам системы управления, реле ускорения торможения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561182
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.758e

Система отопления салона автомобиля

Изобретение относится к транспортным средствам с двигателем внутреннего сгорания: автомобилям, боевой, сельскохозяйственной и строительной технике, судам, легкомоторным летательным аппаратам. Система отопления салона содержит вентилятор и электронагревательный элемент, имеющий полную или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561669
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.759e

Оптический прицел и оружие для него /варианты/

Изобретение относится к стрелковому оружию, в частности к оптическому прицелу и оружию для него. Прицел выполнен с оптической осью окуляра, смещенной вниз относительно объектива. Оружие для прицела содержит ствол, прицел, ручки и приклад. Оружие имеет откидной или постоянный второй приклад,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561685
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.09.2015
№216.013.7617

Ракетный двигатель староверова-8 /варианты/

Ракетный двигатель бессоплового типа содержит шашку твердого ракетного топлива, имеющую один или несколько продольных каналов на всю длину шашки заполненных более быстро горящим топливом, чем основное топливо. Наружная поверхность шашки упрочнена трубой из плавящегося или сгораемого материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561820
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.09.2015
№216.013.7fa5

Метательное взрывчатое вещество староверова - 20 /варианты/

Изобретение относится к смесевым метательным взрывчатым веществам, то есть к смесевым порохам. Метательное взрывчатое вещество основано на том, что бор или бериллий экзотермически реагируют с азотом и увеличивает энергетику реакции. При этом реализуются тройные (три компонента) и двойные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564274
Дата охранного документа: 27.09.2015
+ добавить свой РИД