Рак е тное т про пливу, речовина або сукупність речовин. що є джерелом енергії і робочого тіла для ракетного двигуна (РД). Ракетне паливо має відповідати таким основним вимогам: мати високу питому імпульс (тяга РД при витраті палива 1 кг / сек; см. Реактивний двигун), високу щільність, необхідну агрегатний стан компонентів в умовах експлуатації, має бути стабільним, безпечним в обігу. нетоксичним, сумісним з конструкційними матеріалами, мати сировинні ресурси і ін.
Відомі ракетні палива хімічні та нехімічні: у перших необхідна для роботи РД енергія виділяється в результаті хімічних реакцій. а утворюються при цьому газоподібні продукти служать робочим тілом, т. е. забезпечують при розширенні в соплі РД перетворення теплової енергії хімічних перетворень в кінетичну енергію потоку, що минає з сопла РД; у других енергія внутрішньоядерних перетворень або електрична енергія (наприклад, в ядерному або електричному РД) передається спеціальній речовині. що є тільки робочим тілом або його джерелом. Питома імпульс нехімічних ракетних палив залежить від термодинамічних властивостей і допустимої робочої температури робочого тіла, витрат енергії на створення тяги. Принципово ж по питомому імпульсу ці ракетні палива можуть значно перевершувати хімічні.
Більшість існуючих РД працює на хімічних ракетних паливах. Основна енергетична характеристика (питомий імпульс) визначається кількістю що виділилася при реакції окислення. розкладання або рекомбінації теплоти (теплотворностью ракетного палива) і хімічним складом продуктів реакції. від якого залежить повнота перетворення теплової енергії в кінетичну енергію потоку (чим нижче молекулярна маса. тим вище питомий імпульс).
За кількістю окремо збережених компонентів хімічні ракетні палива поділяються на одно- (унітарні), двох-, трьох- і багатокомпонентні, по агрегатному стані компонентів - на рідкі, тверді, гібридні, псевдорідину, желеподібні і в тому числі тиксотропні, т. Е. Загущені желеподібні, в'язкість яких різко знижується при наявності градієнта тиску. Агрегатний стан визначає конструкцію РД, його характеристики і область раціонального застосування. Найбільше застосування отримали рідкі і тверді ракетні палива.
Всі компоненти рідкого ракетного палива в умовах експлуатації знаходяться в баках ракети і окремо подаються (насосами або витісненням стислим газом) в камеру згоряння РД (див. Також Газогенератор рідинного ракетного двигуна). До рідких палив пред'являються наступні специфічні вимоги: можливо ширший температурний інтервал рідкого стану, придатність, принаймні, одного з компонентів для охолодження рідинного РД (термічна стабільність, високі температура кипіння і теплоємність), можливість отримання з основних компонентів (окислювача і пального) генераторного газу високої працездатності, мінімальна в'язкість компонентів і мала залежність її від температури. Найбільш широко застосовують двокомпонентні рідкі ракетні палива. що складаються з окислювача і пального (див. табл.). Для поліпшення характеристик РД до складу таких ракетних палив можна вводити різні присадки (як добавки у вигляді розчинів. Суспензій або як третій компонент): метали. наприклад Be і Al, а також В, і їх гідриди для підвищення питомого імпульсу, компоненти для отримання генераторного газу (якщо для цього не придатні основні компоненти), інгібітори корозії (див. Інгібітори хімічні), стабілізатори. активатори займання. речовини (депрессатори), що знижують температуру замерзання, і т.п. Окислювач і пальне, що вступають при контакті в рідкому стані в хімічну реакцію і викликають запалення суміші, утворюють самозаймисті палива. Застосування таких палив спрощує конструкцію РД і дозволяє найбільш просто здійснювати багаторазові запуски. Ракетно-космічна техніка базується на використанні високоефективних рідких ракетних палив.
Для допоміжних рідинних РД і отримання генераторного газу. необхідного для приводу турбонасосних агрегатів, можна застосовувати однокомпонентні рідкі палива (перекис водню. гідразин), що виділяють енергію при розкладанні.
Тверді ракетні палива представляють собою гомогенну суміш компонентів (баллиститного палива - см. Баллістіти) або монолітну гетерогенну композицію, т. Н. сумішеві палива. Останні можуть складатися з органічного пального-зв'язуючого (наприклад, каучуку. Поліуретану. Поліефірної або епоксидної смоли), твердого окислювача (найчастіше перхлората амонію. А також перхлората калію. Нітрату амонію і ін.) І добавок різного призначення (наприклад, для підвищення енергетичних характеристик - порошки Al, Mg, Be, В). Пальне-сполучна сприяє утворенню монолітного паливного блоку, визначає комплекс фізико-хімічних властивостей палива і спосіб формування заряду. Основні специфічні вимоги, що пред'являються до твердих ракетних палив. рівномірність розподілу компонентів і, отже, сталість фізико-хімічних та енергетичних властивостей в блоці, стійкість і закономірність горіння в камері РД, а також комплекс фізико-механічних властивостей, що забезпечують працездатність двигуна в умовах перевантажень, змінної температури. вібрацій.
По питомому імпульсу тверді ракетні палива поступаються рідким, тому що через хімічну несумісність не завжди вдається використовувати в складі твердого ракетного палива енергетично ефективні компоненти.
Основні характеристики деяких можливих високоефективних двокомпонентних рідких палив при оптимальному співвідношенні компонентів (тиск в камері згоряння 10 Мн / м 2. або 100 кгс / см 2. на зрізі сопла 0,1 Мн / м 2. або 1 кгс / см 2)
* Розрахункова величина - відношення сумарної маси компонентів ракетного палива (окислювача і пального) до їх обсягу. ** Питома імпульс РД при тиску навколишнього середовища. рівному нулю.
У гібридному ракетному паливі компоненти знаходяться в різних агрегатних станах (наприклад, рідкий окислювач + тверде пальне, твердий окислювач + рідке пальне). Всі компоненти рідких і твердих ракетних палив можна використовувати як компоненти гібридних ракетних палив. По питомому імпульсу ці палива займають проміжне положення між рідкими і твердими.
Літ. Сарнер С. Хімія ракетних палив. пер. з англ. М. 1969; Термодинамічні та теплофізичні властивості продуктів згорання. Довідник, т. 1-8, під ред. академік В. П. Глушко, М. 1971-74; Космонавтика, під ред. академік В. П. Глушко, 2 видавництва. М. 1970 (Маленька енциклопедія).
