Нацрт:Нафтил

С Википедије, слободне енциклопедије

„Нафтил“ ( РГ-1 )-врста совјетског и руског угљоводоничног горива за ракетне моторе који се добија из нафтних деривата. Користи се на руским лансирним ракетама које користе течни кисеоник као оксидант .

Својства[уреди | уреди извор]

Нафтил РГ-1-безбојна течност са мирисом пречишћеног керозина [1] [2] . Као и друге врсте горива на бази керозина, „нафтил" није корозиван, није ограничен за употребу конструкцијских материјала у моторима који раде на њему. Спада у четврту (најнижу) класу опасности, концентрација његових парова у нормалним условима не штети здрављу људи .

Бруто формула горива РГ-1 је „нафтил“ С12,79 H24,52 . Запремински удио различитих угљоводоника садржаних у њему:

Антиоксидативни адитиви се такође уводе у састав горива како би се спријечило стварање наслага у мотору [3] . Могу да буду садржани и полимерни адитиви који смањују хидрауличне губитке у агрегату турбопумпе мотора, што омогућава повећање његовог потиска [4] . Захтјеви за својства утврђени су ТУ 38-001244-81. Калорична вриједност „нафтила“ РГ-1 је 43.000 кЈ/кг, густина 0,833 г/цм³ [5] .

Историја и примјена[уреди | уреди извор]

Прве совјетске ракете које су користиле пар горива „керозин-течни кисеоник” ( Р-7, Р-9 ) користиле су расположиво гориво марке Т-1, које се већ користило у млазним авионима. Састав Т-1 је дозвољавао висок садржај ароматичних једињења и присуство олефина, који су, загријани у ракетном мотору на високе температуре, формирали смоласте наслаге, које су спречавале проток горива кроз канале за хлађење [6] . Приликом израде ракете ГР-1, чији је мотори требало да раде у интензивнијим температурним условима од оних претходних ракета, усвојена је спецификација за угљоводоничко гориво РГ-1 „нафтил”. Имао је већу температурну стабилност и строже захтјеве са саставом који је укључивао значајно мањи садржај ароматичних једињења у скоро потпуном одсуству олефина [3] [7] [8] . Према неким изворима, првобитно термостабилно гориво РГ-1 „нафтил“ је развијено за стратешки бомбардер Т-4, који је настао 1960-их година прошлог вијека, али није ушао у масовну производњу [9] .

РГ-1 гориво „нафтил“ се користило у совјетским, а затим и руским ракетним моторима од касних 1960-их година:

1970-их година прошлог вијека разматран је прелазак на РГ-1 и прва два степена ракете-носача Сојуз-У, која је користила гориво марке Т-1, како би се ујединило гориво које се користи у различитим моторима и повећао специфични импулс . Испитивања су показала да није дошло до повећања специфичног импулса при преласку на РГ-1, након чега је рад прекинут [15] .

Због исцрпљивања Анастасијевско-Троицког поља, из чије се нафте производило гориво Т-1, 2000-их година је одлучено да се прве двије фазе носача породице Сојуз-2 пребаце са горива Т-1 на „нафтил“. „ РГ-1, који се производи прерадом нафте са различитих поља [16] [17] . Једини произвођач нафтила је Ангарска петрохемијска компанија, која је дио Росњефта [18] .

Тестирања мотора РД-107 и РД-108 на „нафтил“ обављена су 2019. године, након чега су почели радови на преласку на нафтил првих степени ракета Сојуз-2 [19] [20] . У октобру 2022. године је извршено прво лансирање ракете-носача Сојуз-2.1б, чија су сва три степена радила на РГ-1 „нафтил“ [21] [22] .

Поређење са другим ракетним горивима[уреди | уреди извор]

У поређењу са другим уобичајеним ракетним горивом - "хептил" (УДМХ), које припада првој класи опасности, "нафтил" РГ-1 је, као и друга горива на бази керозина, практично нетоксичан, много безбједнији за руковање и представља много мању опасност по животну средину у случају цурења и изливања. Истовремено, на вишим степенима свемирских ракета, употреба самозапаљивог и стабилног горива високог кључања [а] на бази хептила и његових аналога у широком температурном опсегу је често пожељнија од криогеног горива „ керозин – течни кисеоник “ [2] .

Течни водоник, који се користи у тандему са течним кисеоником, омогућава постизање максималне ефикасности (специфичног импулса) међу доступним ракетним горивима и по овом показатељу је значајно супериорнији од горива на бази угљоводоничних горива, укључујући РГ-1 „нафтил“ . Али течним водоником је тешко руковати и има много пута мању густину, што захтјева стварање великих резервоара за гориво, компликује и отежава дизајн ракете, смањујући њено савршенство масе [б] . У свјетској пракси течни водоник се користи углавном у горњим степеницама ракета-носача тешке класе [25] .

Остала угљоводонична горива добијена из рафинисаних производа (керозин) су по основним особинама блиска „нафтилу“ РГ-1. Нафтил се разликује од горива типа Т-1 који се користи у совјетској и руској свемирској техници по знатно нижем садржају фракција које доприносе таложењу чађи у мотору и нешто већој густини (0,833 г/цм³ наспрам 0,8 г/цм³ за Т-1), што омогућава уливање више горива у резервоаре ракете-носача (приближно 1300 кг више за прва два степена Сојуза-2.1б са укупном масом горива у њима од око 72.000 кг) и на тај начин незнатно повећава носивост носача [17] . Повећање калоричне вриједности горива и специфичног импулса мотора при преласку са Т-1 на нафтил је безначајно [5] .

Од касних 1950-их година, ракетна технологија у САД користи угљоводонично гориво типа РП-1, чије су спецификације блиске РГ-1 „нафтил”. РП-1 има мању густину (0,81 г/цм³) од РГ-1 и дозвољава нешто већи садржај ароматичних једињења (до 5%) и присуство олефина (мање од 1%) [26] .

Примјетно (више од 1-2%) повећање специфичног импулса мотора који раде на угљоводоничном гориву и повећање носивости лансирних возила могуће је при преласку на синтетичка горива, као што су [5] :

  • синтин, који се користи у другом степену (блок „А") носача „ Сојуз-У2 " и неким модификацијама горњег „ДМ" или
  • боктан-сличан синтину по својствима, али нешто мање токсичан.

Производња скупог синтина је прекинута 1996. године, заједно са лансирањем Сојуза-У2, а мотори су морали бити посебно одабрани за стабилан рад на њему. Обнављање и проширење индустријске производње ових синтетичких горива, која припадају трећој класи опасности, захтјеваће рјешавање проблема њихове усклађености са актуелним еколошким стандардима у савременим условима. Такође је могуће повећати ефикасност постојећих ракетних мотора „керозин-кисеоник” преласком на неко од перспективних енергетски интензивних авио горива [5] [27] .

Коментари[уреди | уреди извор]

  1. ^ Высококипящие топлива — ракетные топлива, оба компонента которых (горючее и окислитель) могут храниться и использоваться при температуре выше 298 К (24,85 °C)[23]
  2. ^ Число Циолковского — отношение массы рабочего запаса топлива к конечной массе ракеты[24].

Напомене[уреди | уреди извор]

  1. ^ „Космодром Восточный готовится к первому пуску ракеты полностью на нафтиле” (на језику: руски). ЦЭНКИ. 
  2. ^ а б в „Экология должна быть одной из основ в деятельности космодромов”. РИА Новости (на језику: руски). 
  3. ^ а б „Горючее Нафтил”. Энергоемкие горючие для авиационных и ракетных двигателей. М.: ФИЗМАТЛИТ. под ред. Яновского Л.С. 2009. стр. 25. 
  4. ^ „Улучшение характеристик ракет-носителей при добавлении к топливу высокомолекулярных присадок”. ЦИАМ. 2005. 
  5. ^ а б в г „Анализ энергетических возможностей составных углеводородных горючих для кислородных двигателей космических ракетных ступеней”. 2017: 48—50.  Грешка код цитирања: Неисправна ознака <ref>; назив „анализ” је дефинисано више пута с различитим садржајем
  6. ^ „Горючее Т-1”. Энергоемкие горючие для авиационных и ракетных двигателей. М.: ФИЗМАТЛИТ. под ред. Яновского Л.С. 2009. стр. 18. 
  7. ^ „Глобальная ракета ГР-1”. Приоритетные достижения РКК «Энергия» имени С. П. Королева в ракетной технике и мировой космонавтике. РКК «Энергия». 1996. 
  8. ^ „Парадная ракета”. 2009. 
  9. ^ „Стотонный убийца авианосцев (сверхзвуковой бомбардировщик Т-4)”. 1992. 
  10. ^ „Двигатели”. РКК «Энергия» (на језику: руски). 
  11. ^ а б „Двигатели КБХА”. 2008. 
  12. ^ „Первая ступень ракеты-носителя "Энергия"”. buran.ru (на језику: руски). Приступљено 2023-04-21. 
  13. ^ „Прежде всего - о двигателе первой ступени РД-170”. Триумф и трагедия "Энергии". Нижний Новгород: НИЭР. 1998. 
  14. ^ 100 лучших ракет СССР и России. М.: Яуза. 2016. стр. 25—26, 49, 52. 
  15. ^ Д.Г. Кравченко, Ю.В. Анискевич, А.М. Лабанова (2018). „Модернизации РД-107”. Устройство двигателя РД-107. СПб.: БГТУ «Военмех». стр. 25. 
  16. ^ „Ракетоносители. Ракетные топлива”. Химические ракетные топлива. Бийск: Алтайский государственный технологический университет. 2018. 
  17. ^ а б Характеристики космического ракетного комплекса «Союз-2» при использовании в ракете-носителе «Союз-2» горючего «нафтил». РКЦ «Прогресс». 2021. стр. 11, 26—28. 
  18. ^ „«Роснефть» - единственный поставщик ракетного топлива «нафтил» для «Роскосмоса»” (на језику: руски). Роснефть. 
  19. ^ „Первые двигатели на нафтиле для ракет "Союз-2" прошли испытания”. ТАСС (на језику: руски). 
  20. ^ „Стартовый комплекс "Союза" на Восточном переведут на новое топливо”. РИА Новости. 
  21. ^ „Испытания подтвердили готовность Восточного к первому пуску «Союза» полностью на нафтиле”. tass.ru (на језику: руски). Приступљено 2022-10-23. 
  22. ^ А. Чижевский. „С нафтилом и первым спутником программы Сфера”. neftegaz.ru (на језику: руски). Приступљено 2022-10-23. 
  23. ^ „Ракетное топливо (РТ)”. Энциклопедия РВСН. Минобороны России. Архивирано из оригинала 2021-06-11. г. Приступљено 2021-06-11.  Непознати параметар |deadlink= игнорисан [|dead-url= се препоручује] (помоћ); Непознати параметар |lang= игнорисан [|language= се препоручује] (помоћ)
  24. ^ „Циолковского число”. Космонавтика: Энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. Гл. ред. В. П. Глушко; Редколлегия: В. П. Бармин, К. Д. Бушуев, В. С. Верещетин и др. 1985. стр. 437. 
  25. ^ И. Афанасьев (1992). „«Водородный клуб»” (журнал) (на језику: руски) (11,12) (Крылья Родины изд.). 
  26. ^ Ignition! An informal history of liquid rocket propellants. 
  27. ^ „Последний бой углеводородов?” (PDF). 
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Нацрт:Нафтил&oldid=26429288”