химический каталог




Перхлораты: свойства, производство и применение

Автор И.Шумахер

тв инициирования, например гремучей ртути, и вторичных ВВ, например тетрила (три-нитрофенилметилнитроамин). Аналогичные соединения хлоратов расплываются на воздухе и быстро гидролизуются; они более чувствительны к удару, чем соответствующие соединения перхлоратов.

Комплексные координационные соединения гидразинов и хлоратов металлов оказались очень чувствительными к удару и не стабильными, особенно соль меди. Вследствие этого они, по-видимому, слишком опасны для обычного употребления, однако аналогичные производные перхлоратов гораздо менее чувствительны, и в первую очередь кадмиевая соль. Ряд солей тяжелых металлов указанных соединений изучены в сравнении с другими хорошо известными основными и вторичными взрывчатыми веществами. Применявшиеся методы исследования и полученные результаты подробно освещены в упомянутых выше работах66.

Метилгидразин-перхлорат47 с небольшим количеством (1 — 2,5%) горючего материала, например крахмала, предложен как высоко эффективное взрывчатое вещество, обладающее хорошей стабильностью и низкой чувствительностью к удару; к нему можно добавлять до 10% порошка алюминия. Фогль67 запатентовал взрывчатое вещество, получаемое присоединением к этилендиамин-пер-хлорату пикриновой кислоты или других полиароматических соединений, содержащих ОН-группы. Такие ВВ, как можно ожидать, обладают высокой скоростью детонации и пригодны в качестве зарядов снарядов, промежуточных детонаторов или взрывателей.

ПЕРХЛОРАТЫ ДЛЯ СНАРЯЖЕНИЯ ВЗЫВАТЕЛЕЙ И В ПИРОТЕХНИИ

Различные типы порошкообразных запалов (взрывателей), горючие составы и подобные им смеси, используемые в зажигательных трубках, сигнальных ракетах и в пиротехнике, в общем должны довольно медленно гореть. Многие из них содержат перхлораты или смеси перхлоратов и нитратов в качестве источника

158 Гл. Will. Перхлораты как компоненты ВВ и ракетного топлива

кислорода, необходимого для поддержания процесса горения. Например, горючий состав для железнодорожных сигнальных ракет может быть приготовлен из перхлората калия, серы, нитрата и углеродистого соединения, взятых в соотношениях, необходимых для достижения заданной скорости горения88. Добавляя такие вещества, как соли бария или стронция, можно добиться окрашивания пламени69, а присутствие небольших количеств хлората калия наряду с перхлоратом облегчает воспламенение70'71; однако в смеси, к которой добавлен хлорат, недопустимо присутствие солей аммония.

Другие порошкообразные взрыватели, при действии которых почти или совсем не образуется газообразных продуктов горения, могут содержать тонко измельченный металл, например никель, алюминий или различные сплавы, вместе с окислителем, обычно нитратом или перхлоратом, или со смесью их обоих70'72.

Применение недетонирующих перхлоратов органических веществ, образующих совместно с солью-окислителем, например перхлоратом калия, горючий состав, запатентовано73 для употребления в качестве воспламенителя заряда детонатора в капсюлях-детонаторах. Перхлораты органических веществ, в частности перхлораты оксония, анилина и пиридина, не должны содержать способствующих взрыву диазо-, нитро- и азидо-групп.

Составы для бездымных осветительных ракет наряду с перхлоратом аммония в качестве окислителя могут включать некоторые соединения щелочно- или редкоземельных элементов, которые нагреваются до белого каления с помощью горючего, состоящего из шеллака или другого материала74. Очень эффективные дымообразующие" смеси можно приготовить из сульфаминовой кислоты и окислителя—перхлората калия или аммония76. Смесь оптимального состава, состоящая приблизительно из 58% сульфаминовой кислоты и 42% перхлората аммония, дает быструю самораспространяющуюся реакцию, в результате которой происходит обильное дымообразование. В этом случае дым выделяется из продуктов сгорания, т. е. серного ангидрида и хлористого водорода, абсорбирующих влагу воздуха с образованием плотной ту-манообразной завесы.

ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРХЛОРАТОВ В РАКЕТНОМ ТОПЛИВЕ*

Общие сведения о ракетном топливе. Ракетные топлива вообще представляют собой взрывчатые вещества, процесс разложения которых протекает в режиме невзрывного горения. Однако эти вещества в определенных условиях

* При подготовке перевода книги к печати последовательность изложения материала данного раздела изменена; сведения общего характера, не относящиеся в основном непосредственно к применению перхлоратов, скомпонованы вместе и набраны петитом. — Прим. ред.

Применение перхлоратов в ракетном топливе

1591

могут детонировать, хотя для инициирования подобной реакции необходима значительная энергия, обычно в виде сильной ударной волны. Несмотря на это, с ракетным топливом следует обращаться очень осторожно, так как возможно его случайное воспламенение (подробнее см. главу XI). Опасность возникновения детонации заряда после воспламенения можно значительно уменьшить или полностью предотвратить правильным конструированием двигателя ракеты и тщательным выбором компонентов топлива.

Полагают, что впервые ракеты на твердом топливе были созданы в Китае в XIII столетии70. В то время ракетным топливом служил черный (дымный) порох, представлявший собой смесь древесного угля, серы и нитрата калия; состав этого пороха со времени его изобретения мало изменился. С открытием во второй половине XIX века принципа горения параллельными слоями черный порох стали прессовать' в виде зарядов различного размера и формы в зависимости от типа оружия, в котором он должен был использоваться.

Технология топлива постепенно усовершенствовалась. Для стрелкового оружия и в артиллерии начали применять бездымный порох, а для запуска тяжелых ракет—жидкое топливо. В результате появления во время второй мировой войны большого числа разнообразных типов ракет и реактивных снарядов стали использовать твердое ракетное топливо. В последние годы в связи с созданием ракет и снарядов дальнего действия начали усиленно внедрять смесевые (сложные) твердые топлива77. В основном твердые ракетные топлива употребляют для снаряжения стартовых ускорителей, используемых, в частности, для запуска самолетов, базирующихся на авианосцах. Эти ускорители необходимы для облегчения взлета сильно нагруженных самолетов с возможно меньшей взлетно-подсадочной полосы или палубы авианосца. Ракеты со стартовыми ускорителями возможно вскоре найдут применение и в гражданской авиации78. В промышленности ракетное топливо используется пока лишь в немногих отраслях.

Ракетный двигатель на твердом топливе является простейшей формой теплового двигателя. Ракетное топливо—источник химической энергии, содержащий горючее и окислитель,—загружается в камеру сгорания перед каждым пуском двигателя. При сгорании топлива развивается значительное давление, и продукты сгорания выбрасываются через сопло, в конце которого они приобретают сверхзвуковую скорость. При этом в реактивном двигателе создается тяга, или движущая сила, достаточная для полета ракеты. Так как ракетный двигатель является реактивным, его энергия измеряется импульсом (произведением тяги на время). При горении топлива в ракетном двигателе он получает импульс, действующий в направлении, противоположном потоку истекающего из камеры газа. Этот импульс, отнесенный к единице массы сгорающего топлива, называется удельным импульсом

где* /уд_—удельный импульс, сек;

F—тяга, развиваемая при сгорании W кг топлива за t сек, кг-сек/кг. На величину удельного импульса оказывают влияние давление в камере сгорания, конструкция сопла и давление окружающей среды. Однако если эти факторы постоянны, удельный импульс может служить мерой при сравнении эффективности различных типов ракетных топлив; следует отметить, что при конструировании ракет дальнего действия важно даже небольшое изменение этих параметров. Удельный импульс изменяется прямо пропорционально-корню квадратному из температуры горения (в °К) и обратно пропорционально корню квадратному из молекулярного веса продуктов сгорания. Таким образом, удельный импульс зависит как от вида применяемого горючего, так:

[60 Гл. VII. Перхлораты, как компоненты ВВ и ракетного топлива

и от окислителя. Однако для любого заданного горючего наибольшая удельная тяга, по-видимому, может быть получена при выборе окислителя с низкой теплотой образования, высоким содержанием активного кислорода и малым средним атомным весом элементов, входящих в состав его молекулы.

Для того чтобы окислитель был пригоден в качестве компонента ракетного топлива, он, кроме высокого удельного импульса, должен удовлетворять некоторым другим требованиям. Окислитель должен обладать стабильностью в определенной области изменения температуры, быть устойчивым, инертным и не чувствительным к удару при достаточно высокой температуре (чтобы можно было применять горючее, отвердевающее при температуре вплоть до 93 °С). Однако окислитель должен быстро разлагаться при температуре примерно на 55 °С выше, чем температура пиролиза горючего. Хотя необходимо, чтобы реакция между окислителем и горючим была очень экзотермична, энергия активации должна быть также выс

страница 39
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Скачать книгу "Перхлораты: свойства, производство и применение" (2.31Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить маячки на сиденье
привод клапана ssb61 24b siemens
обслуживание чиллеров airedale
ограждение участка сеткой рабицей

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(30.05.2017)