Экспериментальное исследование плотности и теплоeмкости жидкого чистого гидразина при введении в него чистых сухих фуллеренов
Опубликовано: 07.02.2020
Авторы: Алтунин В.А., Давлатов Н.Б., Зарипова М.А., Сафаров М.М., Алиев И.Н., Яновская М.Л.
Опубликовано в выпуске: #2(98)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-2-1957
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Представлены результаты экспериментального исследования по введению в жидкий чистый гидразин неметаллических нанодобавок — чистых сухих фуллеренов марок С60, С70, С84. Показано влияние фуллеренов на повышение эффективности жидкого чистого гидразина с изменением его плотности и теплоемкости через относительные коэффициенты системы (гидразин + фуллерены) / гидразин при температурах Т = 293…560 K и давлениях р = 0,101…49,01 МПа. Разработаны пути повышения эффективности двигателей и энергоустановок летательных аппаратов и самих летательных аппаратов при использовании нового горючего типа «гидразин — фуллерены». В статье изложен новый материал, необходимый для проведения расчетов по созданию эффективных реактивных двигателей и энергоустановок летательных аппаратов одно- и многоразового использования, наземного, воздушного, аэрокосмического и космического базирования, двойного назначения.
Литература
[1] Гапоненко О.В. Основные направления развития прорывных технологий в космической деятельности России и проблемы их разработки и внедрения. Инженерный журнал: наука и инновации, 2019, вып. 6 (90). DOI: 10.18698/2308-6033-2019-6-1893
[2] NASA Strategic Technology Investment Plan. NASA, Office of the Chief Technologist, 2017. URL: https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/2017-8-1_stip_final-508ed.pdf (дата обращения 24.05.2018).
[3] Коломенцев А.И., Байков А.В., Мартыненко С.И., Якутин А.В., Яновский Л.С., Теличкин Д.С., Цыгенхаген Ш. Проблема разработки микро-двигательных установок. Изв. вузов. Авиационная техника, 2010, № 2, с. 53–55.
[4] Ковалёв В.Д., Гимбицкий В.А., Гимбицкая Л.А., Марченко Е.И. К вопросу увеличения дальности и продолжительности полета летательного аппарата. Наука вчера, сегодня, завтра: сб. ст. по материалам 18–19-й Междунар. научно-практ. конф. Новосибирск, 8 декабря 2014 г. Новосибирск, СибАК, 2014, № 11–12 (17), с. 30–36.
[5] Фомин В.М., Звегинцев В.И., Мажуль И.И., Шумский В.В. Анализ эффективности использования комбинированной силовой установки для разгона малоразмерных ракет, стартующих с поверхности Земли. Прикладная механика и техническая физика, 2010, т. 54, № 6, с. 21–30.
[6] Абдуллин М.Р., Давлатов Н.Б., Шигапов Р.Р. Анализ и классификация путей совершенствования жидкостных ракетных двигателей одно- и многоразового использования на углеводородных и азотосодержащих горючих и охладителях. Материалы докл. междунар. молодежной науч. конф. «24-е Туполевские чтения», посвященной 130-летию со дня рождения авиаконструктора И.И. Сикорского. Казань, 7–8 ноября 2019 г., КНИТУ-КАИ. Казань, Изд-во КНИТУ-КАИ, 2019, т. 2, с. 314–320.
[7] Аверьков И.С., Разносчиков В.В., Яновский Л.С. Влияние свойств топлив на характеристики летательного аппарата с прямоточным воздушно-реактивным двигателем. Авиационные двигатели, 2018, № 1, с. 73–81.
[8] Аверьков И.С., Демская И.А., Катков Р.Э., Разносчиков В.В., Самсонов Д.А., Тупицын Н.Н., Яновский Л.С. Анализ энергетических возможностей составных углеводородных горючих для кислородных двигателей космических ракетных ступеней. Космическая техника и технологии, 2017, № 4 (19), с. 46–51.
[9] Большаков Г.Ф. Химия и технология компонентов жидкого ракетного топлива. Ленинград, Химия, 1983, 320 с.
[10] Хавкин А.В., Гуляева Л.А., Белоусов А.И. Производство реактивных топлив повышенной плотности (Т-8В и Т-6). Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний, 2015, № 4, с. 13–16.
[11] Дубовкин Н.Ф., Яновский Л.С., Шигабиев Т.Н., Галимов Ф.М., Иванов В.Ф. Инженерные методы определения физико-химических и эксплуатационных свойств топлив. Казань, Мастер Лайн, 2000, 378 с.
[12] Яновский Л.С., ред. Энергоемкие горючие для авиационных и ракетных двигателей. Москва, Физматлит, 2009, 400 с.
[13] Данилов А.М. Применение присадок в топливах. 3-е изд. Санкт-Петербург, Химиздат, 2010, 360 с.
[14] Алтунин В.А., Давлатов Н.Б., Зарипова М.А., Платонов Е.Н., Яновская М.Л. Некоторые пути повышения эффективности углеводородных и азотосодержащих горючих космического применения. Журнал «Военмех. Вестник БГТУ», 2019, № 55, с. 424–429.
[15] Алтунин В.А., Давлатов Н.Б., Зарипова М.А., Сафаров М.М., Платонов Е.Н., Яновская М.Л. Способы повышения эффективности теплофизических и термодинамических свойств жидких углеводородных и азотосодержащих горючих для двигателей и энергоустановок космического применения. Тр. 53-х чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. Калуга, 18–19 сентября 2018 г., РАН, РАКЦ. Казань, Изд-во Казан. ун-та, 2019, с. 138–148.
[16] Алтунин В.А., Абдуллин М.Р., Платонов Е.Н., Давлатов Н.Б., Зарипова М.А., Сафаров М.М., Яновская М.Л. Разработка способов повышения эффективности теплофизических и термодинамических свойств жидких углеводородных и азотосодержащих горючих и охладителей для двигателей гиперзвуковых, аэрокосмических и космических летательных аппаратов. Материалы докл. 43-х Академических чтений по космонавтике, посвященных памяти акад. С.П. Королёва и других выдающихся отечественных ученых — пионеров освоения космического пространства. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019, т. 2, с. 71–72.
[17] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Алиев И.Н., Абдуллин М.Р., Давлатов Н.Б., Платонов Е.Н., Яновская М.Л. Некоторые пути повышения эффективности жидких и газообразных углеводородных и азотосодержащих горючих для двигателей летательных аппаратов. Тепловые процессы в технике, 2019,т. 11, № 10, с. 453–479.
[18] Алтунин В.А., Давлатов Н.Б., Зарипова М.А., Сафаров М.М., Алиев И.Н., Яновская М.Л. Экспериментальное исследование теплофизических свойств жидкого чистого гидразина при различных температурах и давлениях. Инженерный журнал: наука и инновации, 2019, вып. 10 (94). http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2019-10-1922
[19] Алтунин В.А., Давлатов Н.Б., Зарипова М.А., Сафаров М.М., Алиев И.Н., Яновская М.Л. Экспериментальное исследование плотности и теплоемкости жидкого чистого гидразина. Инженерный журнал: наука и инновации, 2019, вып. 11 (95). DOI: 10.18698/2308-6033-2019-11-1934
[20] Алтунин В.А., Давлатов Н.Б., Зарипова М.А., Алиев И.Н., Яновская М.Л. Экспериментальная база и методики проведения исследований теплофизических свойств жидкого чистого гидразина и его смесей с неметаллическими добавками — фуллеренами. Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева, 2019, № 3, с. 30–38.
[21] Алтунин В.А., Давлатов Н.Б., Зарипова М.А., Алиев И.Н., Яновская М.Л. Результаты экспериментальных исследований и методика расчёта теплофизических свойств гидразина и его смесей с фуллеренами. Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева, 2019, № 3, с. 39–51.
[22] Сидоров Л.Н., Юровская М.А., Борщевский А.Я., Трушков И.В., Иоффе И.Н. Фуллерены. Москва, Экзамен, 2005, 688 с.
[23] Мекалова Н.В. Фуллерены в растворах. Уфа, Изд-во «Уфимский гос. нефтяной техн. ун-т», 2001, 107 с.
[24] Шпилевский Э.М. Фуллерены — новые молекулы для новых материалов. Наука и инновации, 2006, № 5, с. 32–38.
[25] Терехов А.И., Терехов А.А. Исследования и разработки в области фуллеренов в России: опыт наукометрического анализа. Российский химический журнал, 2006, т. 50, № 1, с. 114–118.
[26] Витязь П.А., ред. Фуллерены и наноструктуры в конденсированных средах. Сб. науч. ст. Минск, Изд-во «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси», 2018, 299 с.
[27] Altunin V.A., Altunin K.V., Aliev I.N., Gortyshov U.F., Dresvyannikov F.N., Obukhova L.A., Tarasevich S.E., Yanovskaya M.L. Analysis of investigations of electric fields in different media and conditions. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2012, vol. 85, no. 4, pp. 959–976.
[28] Алиев И.Н., Юрченко С.О., Назарова Е.В. Особенности комбинированной неустойчивости заряженной границы раздела движущихся сред. ИФЖ, 2007, т. 80, № 5, с. 64–69.