В НГТУ НЭТИ исследуют влияние титансодержащих добавок на скорость горения ракетного топлива

В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ исследуют влияние титансодержащих добавок на скорость горения смесевых алюминизированных топлив и на характеристики продуктов горения.

В настоящее время более 90 % существующих и вновь разрабатываемых ракет оснащаются двигателями на твердом топливе. Во многих случаях одним из основных компонентов твердого топлива является порошкообразный металл, чаще всего алюминий. Как отмечает ассистент кафедры газодинамических импульсных устройств НГТУ НЭТИ Ангелина Макарова, характеристики горения металлизированного топлива во многом определяются поведением металла в волне горения. Наряду с положительными эффектами, такими как повышение плотности и энергетических параметров топлива, стабильность работы двигателя, возможность «настройки» скорости горения, наличие металла приводит к специфическим проблемам. Они обусловлены агломерацией и образованием конденсированных продуктов горения.

«Агломерация — это объединение и слияние частиц в волне горения, в результате чего с поверхности горения топлива в газовую фазу выходят не исходные частицы алюминия, а агломераты, отличающиеся размером, структурой и содержанием активного алюминия. Большие размеры частиц обусловливают большее время их горения, что может привести к нежелательным последствиям: снижению полноты сгорания металла, накоплению шлаков, — рассказала Ангелина Макарова. — Агломерация — вредное явление, поэтому ведется поиск методов ее снижения. Одним из перспективных путей воздействия на поведение металла в волне горения, в том числе на агломерацию, является введение добавок в состав топлива».

На базе Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского были проведены экспериментальные исследования с топливом, созданным в лабораторных условиях, с целью оценки влияния титансодержащих добавок на скорость горения топлива. Для этого экспериментально определяли характеристики горения (скорость горения и параметры компримированного природного газа) модельных топлив традиционных рецептур с добавками диоксида титана. Исследование проводилось под руководством доцента кафедры газодинамических импульсных устройств НГТУ НЭТИ Олега Глотова.

«Мы провели эксперименты с тремя добавками, которые содержат оксид титана, на воздухе и в специальной установке, где давление максимально приближено к давлению в реальном двигателе. При этом производилась видеосъемка процесса горения, затем мы обрабатывали данные — в специальных программах делали кадрирование, чтобы определить скорость горения вещества. Также проводили анализ агломератов, образовавшихся во время горения топлива, — оценивали диаметр, количество частиц», — добавила Ангелина Макарова.

В ходе экспериментов было получено вещество, соответствующее целям исследования. В перспективе ученые планируют проведение дальнейших исследований с данным веществом.

Источник: НГТУ НЭТИ