Автор |
Сообщение |
Михаил ®
Стаж: 13 лет 3 мес.
Сообщений: 21356
Ratio: 22.972
100%
|
Ученые из РХТУ им. Д.И. Менделеева, ИОХ РАН и ИНЭОС РАН синтезировали гибридные энергонасыщенные вещества с высокой термической стабильностью и скоростями горения больше, чем у широко применяемых в промышленности взрывчатых веществ гексогена и октогена. Использование новых соединений в составе твердого ракетного топлива может значительно повысить его эффективность. Результаты работы опубликованы в научном журнале «Combustion and Flame».
Одна из ключевых характеристик твердого ракетного топлива — это скорость его горения, для повышения которой есть несколько способов. Часто используют различные катализаторы горения, но они одновременно снижают энергетические характеристики топлива и поэтому есть другой путь: применение в качестве высокоэнергетических компонентов топлив быстрогорящих веществ. Такие соединения сейчас активно разрабатывают во всём мире, и одними из самых перспективных среди них считаются гибридные азотсодержащие вещества - соединения с несколькими гетероциклами в составе.
Предполагается, что объединение в одной молекуле различных гетероядер может привести к получению новых свойств. Однако, на этом пути тоже есть свои сложности. Обычно скорость горения повышается за счет увеличения реакционной способности вещества: оно быстрее вступает в реакцию и быстрее разлагается с выделением энергии, что одновременно снижает его стабильность. “Энергия азотсодержащих взрывчатых веществ высвобождается при их разложении в волне горения.
Но при увеличении скорости горения вещества может значительно увеличиться их чувствительность к механическим воздействиям (удару или трению), то есть оно станет небезопасным для применения”, - комментирует заведующий кафедрой химии и технологии органических соединений азота РХТУ им. Д.И. Менделеева и один из авторов нового исследования, Валерий Синдицкий. Чтобы обойти эту сложность ученые из РХТУ вместе с коллегами синтезировали серию гибридных веществ, в молекулах которых соединены две энергонасыщенных, то есть выделяющих большое количество энергии при разложении, группы - фуразановая и триазолотетразиновая.
Обе они малочувствительны к внешним воздействиям и малореакционны и в результате исследователи неожиданно получили новые соединения с высокой скоростью горения и одновременно хорошей термической стабильностью. “В этой работе мы преследовали комплексную цель - повысить скорость горения и сохранить безопасность обращения с веществами”, - подытоживает Синдицкий.
Как горят гибриды?
Ученые исследовали процесс горения новых веществ с помощью классической техники изучения взрывчатых веществ: навеска вещества, называемая зарядом, запрессовывается в небольшие прозрачные трубки из оргстекла, а те в свою очередь, помещаются в толстостенный прибор, заполненный азотом. Далее заряд поджигается, а процесс его горения записывается на скоростную видеокамеру через прозрачное окно в приборе. Эти кадры потом анализируются и дополняются другими источниками информации.
Так, в новой работе ключевой техникой стало измерение температуры с помощью тонких термопар - сплавов металлических проволок толщиной в 10 раз меньше человеческого волоса. “С помощью тонких термопар у нас есть возможность определять распределение температуры в волне горения, то есть видеть, как меняется температура от начальной до максимальной температуры пламени в очень узком (несколько мм) слое заряда”, - рассказывает Валерий Синдицкий. “Такой методикой владеют немногие научные группы в мире”.
Оказалось, что объединение в одной молекуле двух гетероциклов приводит к повышению температуры кипения нового соединения, что опосредованно увеличивает скорость его горения, но при этом никак не влияет на реакционную способность и, как следствие, стабильность. Реакция горения этого вещества, равно как и многих других — это совокупность большого числа составляющих реакций, среди которых есть ведущая – та, которая контролирует скорость горения вещества.
Термопарные исследования показали, что для нового гибрида ведущая реакция протекает в расплаве вещества, где поддерживается температура равная температуре кипения. Поэтому ее повышение привело к росту скорости горения вещества и никак не повлияло на стабильность.
Перспективы нового соединения
Скорость горения синтезированных гибридов достигала 40-49 мм/с при давлении 10 МПа, что более, чем в два раза превышает скорость горения распространённых аналогов: например, скорость горения взрывчатого вещества октогена составляет около 20 мм/с.
"Благодаря высоким скоростям горения новые вещества могут найти применение как добавки, регулирующие горение твердых ракетных топлив. Как и другие полиазотистые соединения новые вещества позволяют, не изменяя температуры горения, увеличивать энергетические характеристики порохов, однако высокая скорость горения делает их более конкурентоспособными"- отмечает Синдицкий. "Другой возможный путь применения - газогенераторы, устройства, в которых за счет быстрого выделения газа осуществляется какая-то работа, например, происходит управление движущимся объектом в космосе". Таким образом, исследование российских ученых не только расширяет современные представления о свойствах высокоэнергетических азотсодержащих соединений, но и открывает путь к их применению в составе твердых ракетных топлив нового поколения, обладающих большей эффективностью и стабильностью.
Работа была выполнена при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований №16-29-01026.New-Science |
|
|
|
cbelkin
Стаж: 15 лет
Сообщений: 346
Ratio: 1663.734
100%
|
Не всё так нехорошо оба видео одновременно |
|
|
|
fibi768
Стаж: 11 лет 6 мес.
Сообщений: 1789
Ratio: 1.705
100%
Откуда: Киев
|
Отличная новость для тех кто плакал что они до сих пор летают на керосине. Или опять что-то не так?
А вообще "всепропальщик" - это диагноз. Когда картина мира подгоняется под представление о том как все плохо. Сидит такой всепропальщик дома, в соственной квартире, с полным холодильником, 100 мегабитным интернетом за 400 рублей, с восьмиядерным телефоном, получивший бесплатное высшее или специальное образование. И пишет как все у него плохо. И летаем мы только на керосине... ик-ик и запил пивным смузи икоту. |
|
|
|
igordz
Стаж: 11 лет 8 мес.
Сообщений: 848
Ratio: 156.805
Поблагодарили: 1286
100%
|
"Заглянуть в сердце пламени"-прям зороастрийский романтизм, на фоне "сухих" и мрачных "гексоген и октоген".. Но автору, за метафору пять баллов, впрочем как и ученым РХТУ |
|
|
|
gnomandrey
Стаж: 14 лет
Сообщений: 226
Ratio: 100.887
100%
Откуда: город Лебедь
|
ключевое слово горение. то есть ничего принципиально нового. |
|
|
|
aleck13
Стаж: 17 лет 2 мес.
Сообщений: 2320
Ratio: 114.989
Поблагодарили: 73532
100%
|
Адская кухня!!! Очаровательная картинка к заголовку. |
_________________ ...Любой язык - лишь отраженье жеста,
А главных только два - мужской и женский;
Язык свободы и язык блаженства...
|
|
|
cbelkin
Стаж: 15 лет
Сообщений: 346
Ratio: 1663.734
100%
|
оба видео одновременно |
|
|
|
cbelkin
Стаж: 15 лет
Сообщений: 346
Ratio: 1663.734
100%
|
С питерского военмеха, давно на грантах живут, от BAE Systems, например. Ничего прорывного, у них тоже на сардельку пилят. |
|
|
|
Werew01f
Стаж: 12 лет 2 мес.
Сообщений: 378
Ratio: 97.775
100%
|
cbelkin писал(а): | С питерского военмеха, давно на грантах живут, от BAE Systems, например. |
ох давно! Спасибо! Мы помним! |
|
|
|
Moonrise
Uploader 500+
Стаж: 11 лет 4 мес.
Сообщений: 414
Ratio: 1320.007
Раздал: 777 TB
85.79%
|
Spike2008 писал(а): | У вас там теперь всё гибридное? |
Не только гибридное. Ещё и не имеющее аналогов в мире. А ещё есть такие слова: "передовой", "высокотехнологичный" и "инновационный". Как вы там до сих пор не знаете такие вещи? |
|
|
|
Werew01f
Стаж: 12 лет 2 мес.
Сообщений: 378
Ratio: 97.775
100%
|
Werew01f писал(а): | cbelkin писал(а): | С питерского военмеха, давно на грантах живут, от BAE Systems, например. |
ох давно! Спасибо! Мы помним! |
кто еще на грантах!! |
|
|
|
cbelkin
Стаж: 15 лет
Сообщений: 346
Ratio: 1663.734
100%
|
Werew01f писал(а): | Werew01f писал(а): | cbelkin писал(а): | С питерского военмеха, давно на грантах живут, от BAE Systems, например. |
ох давно! Спасибо! Мы помним! |
кто еще на грантах!! |
Шелдон Купер в Теории большого пука и струй |
|
|
|
Tolstik7
Стаж: 9 лет 9 мес.
Сообщений: 657
Ratio: 2.526
23.56%
|
Ученые из РХТУ им. Д.И. Менделеева, ИОХ РАН и ИНЭОС РАН Шифровки пошли. Уже скучаем по Британским гениям |
|
|
|
Михаил ®
Стаж: 13 лет 3 мес.
Сообщений: 21356
Ratio: 22.972
100%
|
Tolstik7 какие шифровки? Менделавочка, ЙОХ и ИНЭОС |
|
|
|
MarkVR
Стаж: 9 лет 5 мес.
Сообщений: 1
Ratio: 8.602
100%
|
Автор несколько конечно слукавил про скорости... Но в целом прав- главной задачей было в состав топлива добавить высокоэнергетический окислитель,вместо перхлоратов,и получить основу топлива с плотностью более 2 и скоростью более 10 км в сек. Рад за бывших коллег!!! |
|
|
|
|
|