ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Азотнокислотные окислители из "Жидкие ракетные топлива" Окислители на основе азотной кислоты применяются столь же широко, как и жидкий кислород. Быстрому внедрению этих окислителей в ракетную технику, в частности, способствовало развитие промышленного производства азотной кислоты — основного компонента азотнокислотньих окислителей — задолго до употребления азотной кислоты как окислителя ракетных топлив. [c.40] Однако азотная кислота имеет и существенные эксплуатационные недостатки. В качестве окислителя ракетных топлив считается целесообразным применять только концентрированную азотную кислоту, содержащую не более 3—4% воды. Концентрированная азотная кислота имеет малую химическую стойкость, вследствие чего при хранении она разлагается. Скорость разложения резко усиливается с повыщением температуры. [c.41] Такой механизм взаимодействия азотной кислоты с металлами и является причиной ее исключительно высокой коррозионной активности. Только благородные металлы (золото, платина) вполне стойки в азотной кислоте. Технические же металлы, в том числе нержавеющие стали, алюминий и его сплавы, сильно корродируют в азотной кислоте. Из пластических материалов стоек в азотной кислоте тефлон. [c.42] Следует заметить, что коррозионное разрущение металлов в азотной кислоте значительно увеличивается при разведении ее водой. Наибольшей коррозионной активностью обладает азотная кислота, разведенная водой до концентрации 30—35 7о. Поэтому емкости из-под азотной кислоты должны тщательно очищаться от остатков кислоты, так как азотная кислота, обводняясь за счет влаги воздуха, может достигнуть концентрации, опасной с точки зрения коррозии и серьезно разрушить емкость. [c.42] По сравнению с жидким кислородом эксплуатация азотной кислоты осложняется еще п се токсическими свойствами. Попадание кислоты на кожу человека вызывает появление болезненных, долго не заживающих язв. При попадании брызг азотной кислоты на незащищенные части тела брызги необходимо смыть обильным количеством воды или 5% раствором соды. Пары азотной кислоты очень вредно действуют на здоровье человека. Токсичность паров азотной КИСЛОТЫ в 10 раз выше, чем токсичность угарного газа. При наличии в воздухе паров азотной кислоты в концентрации 200—300 частей на миллион частей воздуха происходит раздражение кожи и глаз и разрушение легких. Максимально допустимая концентрация паров азотной кислоты в воздухе, при которой еще безопасно его вдыхание, равна 10 частям пара кислоты на миллион частей воздуха. [c.42] Из-за малой химической стойкости и малой теплопроиз-водительности топлив на ее основе концентрированная азотная кислота применяется в качестве окислителя ракетных топлив весьма ограниченно, а в основном используется в смесях с окислами азота. [c.43] Азот при определенных условиях может вступать в химическое взаимодействие с кислородом. Вследствие того что азот является инертным газом, его кислородные соединения весьма непрочны. Они легко вступают в реакцию с горючими веществами, окисляя их. [c.43] Топлива на основе окислов азота обладают гораздо большей теплопроизводительностью, чем на основе концентрированной азотной кислоты. Так теплопроизводительность топлива окислы азога + керосин превышает теплопроизводительность топлива азотная кислота с тем же горючим на 13,5%- Однако применение окислов азота в качестве окислителя ракетных топлив затруднено из-за их эксплуатационных свойств. [c.43] Плотность азотной кислоты равна 1,51 кг/л, окислов азота — 1,47 кг/л. Смесь же окислов азота и азотной кислоты имеет плотность значительно большую, чем каждый из составляющих ее компонентов в отдельности. Так, смесь, состоящая из 20% окислов азота и 80% концентрированной азотной кислоты, имеет плотность примерно 1,63 кг/л, т, е. на 8% большую, чем азотная кислота, и примерно на 11% большую, чем окислы азота. Большая плотность смесей азотной кислоты и окислов азота по сравнению с плотностями этих веществ, взятых в отдельности, повышает ценность смеси как компонента ракетного топлива. [c.44] Увеличение плотности смеси двух веществ по сравнению с плотностью каждого вещества в отдельности может быть только при условии, если при смешении эти вещества вступают во взаимодействие друг с другом с образованием нового соединения. В действительности окислы азота при растворении их в азотной кислоте вступают во взаимодействие с последней с образованием молекулярных соединений вида Ы204-2НН0з. [c.44] Введение окислов азота в азотную кислоту несколько снижает температуру ее кипения. Так, 20% растворы окислов азота в азотной кислоте кипят при температуре примерно бО С, в то время как чистая азотная кислота лишь ири температуре 86° С. Понижение температуры кипения окислителя ухудшает его эксплуатационные свойства, но одновременно окислы азота значительно понижают температуру затвердевания окислителя, чем существенно улучшают его экслуатационные характеристики. Температура выпадения твердых частиц из смеси азотной кислоты с 20% окислов азота равна минус 70° С, концентрированная же азотная кислота замерзает при температуре минус 41°С. [c.45] Энергетические показатели топлив на основе азотнокис-лотных окислителей также выше, чем на основе концентрированной азотной кислоты. Увеличение теплопроизводительности топлива, а следовательно, и удельной тяги происходит пропорционально увеличению содержания в окислителе окислов азота. Поэтому с точки зрения увеличения энергетических показателей желательно было бы иметь в азотнокислотных окислителях как можно больший процент окислов азота. Однако увеличение содержания окислов азота в окислителе ведет не только к повышению его энергетических показателей, но и к ухудшению некоторых эксплуатационных характеристик (понижение температуры кипения, повышение упругости пара и др.). Поэтому в практике применяются смеси, в который содержание окислов азота не превышает 25—30%. В США используются азотнокислотные окислители, содержащие 4, 12 и 22% окислов азота. [c.45] Токсичность окислов азота примерно одинакова с токсичностью азотной кислоты, но вследствии их большей летучести они делают азотнокислотные окислители более опасными в обращении. [c.45] Коррозионная активность безводных окислов азота значительно меньше, чем азотной кислоты. Но введение их в азотную кислоту, не увеличивая коррозионную активность последней, практически и не снижает ее. Главнейший недостаток азотной КИСЛОТЫ как окислителя ракетных топлив — высокая коррозионная активность по отношению ко всем конструкционным материалам остается и при применении азотнокислых окислителей, содержащих в своем составе значительный процент окислов азота. [c.45] Как уже отмечалось, самым главным недостатком окислителей на основе азотной кислоты является их коррозионная активность. Этот недостаток азотнокислотньих окислителей создает большие неудобства как нри хранени-и, так н при использовании их в ракетных двигателях. [c.46] Лопытки создания покрытий на внутренних поверхностях емкостей, которые защищали бы металл от разрушительного действия окислителя, не увенчались успехом. Самый незначительный дефект в защитном покрытии, позволяющий окислителю соприкасаться с небольшим участком металла стенки емкости, приводит к быстрому местному разрушению стенки. Создание же качественных покрытий на всей поверхности металла, которую необходимо защитить от воздействия жидкой и паровой фазы окислителя, оказалось чрезвычайно сложным. [c.46] Эффективным средством снижения скорости коррозионного растворения металлов в азотнокислотных окислителях являются специальные присадки — ингибиторы. Ингибитором для азотной кислоты и окислителей на ее основе может служить серная кислота НгЗО , хотя сама серная кислота весьма агрессивна по отношению к металлам. Смеси же серной и азотной кислот имеют гораздо меньшую коррозионную активность по отношению к металлам, чем каждая из кислот в отдельности. [c.46] Введение серной кислоты в азотнокислотный окислитель уменьшает его коррозионное воздействие на металлы, но одновременно приводит к ухудшению других свойств окислителя. Серная кислота не является окислителем (в молекуле серной кислоты отсутствует активный кислород, так как все атомы кислорода связаны с горючими атомами серы и водорода), поэтому присутствие ее в азотнокислот-ном окислителе приводит к недопустимо большому снижению его энергетических показателей. [c.47] Вернуться к основной статье