Войти
Высококонцентрированный пероксид (HTP ) является высококонцентрированным (от 85 до 98 на процентов) раствор перекиси водорода, остальная часть состоит преимущественно из воды. При контакте с катализатором он разлагается на высокотемпературную смесь пара и кислорода, при этом не остается жидкой воды. Он использовался в качестве топлива для ракет HTP и торпед, а также для высокопроизводительных двигателей с нониусом.
Перекись водорода лучше всего работает в качестве пропеллента в чрезвычайно высоких концентрациях (примерно более 70%). Хотя при любой концентрации пероксида образуется некоторое количество горячего газа (кислород плюс немного пара), при концентрациях выше примерно 67% теплота разложения пероксида водорода становится достаточно большой, чтобы полностью испарить всю жидкость при стандартном давлении. Это представляет собой поворотный момент в безопасности и использовании, поскольку разложение любой концентрации, превышающей это количество, способно полностью преобразовать жидкость в нагретый газ (чем выше концентрация, тем горячее образующийся газ). Эта очень горячая смесь пара и кислорода затем может быть использована для создания максимальной тяги, мощности или работы, но она также делает взрывное разложение материала гораздо более опасным.
Таким образом, нормальные концентрации пропеллента варьируются от 70 до 98%, с обычными градациями 70, 85, 90 и 98%.
Изменение объема пероксида из-за замерзания варьируется с процентами. Более низкие концентрации пероксида (45% или меньше) будут расширяться при замораживании, в то время как более высокие концентрации (65% или больше) будут сокращаться.
Пероксид водорода становится более стабильным с более высоким содержанием пероксида. Например, 98% перекись водорода более стабильна, чем 70% перекись водорода. Вода действует как загрязнитель, и чем выше концентрация воды, тем менее стабильна перекись. Сохраняемость пероксида зависит от отношения поверхности к объему материалов, с которыми контактирует жидкость. Для увеличения сохраняемости это соотношение должно быть минимизировано.
При использовании с подходящим катализатором HTP может использоваться как монотопливо или с отдельным топливом в качестве двухкомпонентное топливо.
HTP безопасно и успешно использовалось во многих приложениях, начиная с использования в Германии во время Второй мировой войны и по сей день. Во время Второй мировой войны высокопробный пероксид использовался в качестве окислителя в некоторых конструкциях немецких двухкомпонентных ракет, таких как ракетный двигатель Walter HWK 509A, который приводил в действие Messerschmitt Me 163. истребитель-перехватчик точечной обороны в конце Второй мировой войны, содержащий 80% стандартизированной смеси T-Stoff, а также в немецкой подводной лодке типа XVII.
. Некоторые важные программы США включают двигатели управления реакцией по программе X-15 и Bell Rocket Belt. Аппарат НАСА Lunar Lander Research Vehicle использовал его для тяги ракеты, чтобы имитировать лунный посадочный модуль.
Королевский флот экспериментировал с HTP в качестве окислителя в экспериментальных высокоскоростных мишенях / учебных подводных лодках Explorer и Excalibur в период с 1958 по 1969 год.
Первая российская торпеда для ПВТ была известна под строго функциональным названием 53-57, где 53 означало диаметр торпедного аппарата в сантиметрах, 57 - год выпуска. введен. Руководствуясь конкуренцией холодной войны, они приказали разработать более крупную торпеду ПВТ, стреляющую из 65-сантиметровых (26-дюймовых) стволов. ВТП в одной из этих торпед типа 65 12 августа 2000 г. взорвалась на борту и потопила подводную лодку К-141 «Курск».
Британские эксперименты с HTP в качестве торпедного топлива были прекращены после того, как перекисный пожар привел к потере подводной лодки HMS Sidon (P259) в 1956 году.
Британские эксперименты с ПВТ продолжил исследования в области ракетной техники, закончив их запуском в 1971 году ракетами-носителями Black Arrow. Ракеты Black Arrow успешно запустили спутник Prospero X-3 из Вумера, Южная Австралия с использованием ПВТ и керосина топлива.
Ракета British Blue Steel, прикрепленная к бомбардировщикам Vulcan и Victor, в 1960-х годах была произведена компанией AVRO. В нем использовалась 85% -ная концентрация HTP. Чтобы зажечь двухкамерную ракету Stemtor, ПВТ проходил через каталитический экран. Затем в две камеры впрыснули керосин, чтобы создать тягу в 20 000 фунтов и 5 000 фунтов каждая. Большая камера предназначалась для набора высоты и ускорения, а маленькая - для поддержания крейсерской скорости. Ракета имела дальность полета 100 морских миль при запуске на большой высоте и около 50 морских миль при запуске на низкой высоте (от 500 до 1000 футов). Его скорость была около 2,0 Маха. После запуска с большой высоты он поднимется на высоту от 70 000 до 80 000 футов. После запуска с малых высот он наберет высоту всего 40000 футов, но его скорость все равно будет около 2,0 Маха
При концентрации 82% он все еще используется на российской ракете Союз для привода турбонасосов на ускорителях и на орбитальном аппарате .
. Ракетный аппарат Blue Flame достиг мирового рекорда наземной скорости 622,407 миль / ч (1001,667 км / ч) 23 октября 1970 г., с использованием комбинации перекиси, прошедшей высокие испытания, и сжиженного природного газа (СПГ), сжатого газообразным гелием.
Перекись водорода метательного качества используется в современных военных системах и в многочисленных программах оборонных и аэрокосмических исследований и разработок. Многие частные ракетные компании используют перекись водорода, например, несуществующие Armadillo Aerospace и Blue Origin, а некоторые любительские группы проявили интерес к производству собственной перекиси для их использования и для продажа в небольших количествах другим лицам.
HTP будет снова использован в попытке побить рекорд наземной скорости с автомобилем Bloodhound SSC, стремясь разогнаться до более 1000 миль в час. Это будет окислитель для гибридной топливной ракеты, взаимодействующий с твердым топливом полибутадиен с концевыми гидроксильными группами.
Доступными поставщиками высококонцентрированной перекиси водорода метательного качества, как правило, являются: одна из крупных коммерческих компаний, производящих перекись водорода других сортов, включая Solvay Interox, PeroxyChem (ранее FMC Global Peroxygens, подразделение FMC Corporation ) и Evonik. X-L Space Systems модернизирует техническую перекись водорода до HTP. Другие компании, которые в недавнем прошлом производили перекись водорода для пропеллента, включают Air Liquide и DuPont. DuPont недавно продала Evonik свой бизнес по производству перекиси водорода.
Перекись водорода пропеллента доступна квалифицированным покупателям. В обычных обстоятельствах это химическое вещество продается только компаниям или государственным учреждениям, которые имеют возможность правильно обращаться с материалом и использовать его. Непрофессионалы приобрели перекись водорода с концентрацией 70% или ниже (остальные 30% - это вода со следами примесей и стабилизирующих материалов, таких как соли олова, фосфаты, нитраты и другие химические добавки) и сами увеличили ее концентрацию. Перегонка чрезвычайно опасна для перекиси водорода; пар пероксида не может воспламениться, но выделяющийся кислород может воспламенить любой материал, с которым он контактирует, детонация возможна в зависимости от конкретных комбинаций температуры и давления, детонация является результатом быстрого реактивного испарения жидкости, что приводит к высокой температуре и давлению что приводит к сильному разрыву сосуда. В общем, любая кипящая масса перекиси водорода с высокой концентрацией при атмосферном давлении будет производить перекись водорода в паровой фазе, которая может взорваться. Эта опасность снижается, но не устраняется полностью с помощью вакуумной перегонки. Другие подходы для концентрирования перекиси водорода - это барботаж и фракционная кристаллизация..
Перекись водорода в концентрациях не менее 35% фигурирует в Списке химических веществ Министерства внутренней безопасности США.
Поскольку многие обычные вещества катализируют экзотермическое разложение пероксида на пар и кислород, обращение с HTP требует особого ухода и оборудования. Следует отметить, что обычные материалы, железо и медь, несовместимы с пероксидом, но реакция может быть отложена на секунды или минуты, в зависимости от марки используемого пероксида.
Небольшие разливы перекиси водорода легко устранить, затопив территорию водой. Это не только охлаждает реагирующую перекись, но и тщательно ее разбавляет. Поэтому предприятия, которые работают с перекисью водорода, часто оборудованы аварийными душами, имеют шланги и людей на дежурстве.
Контакт с кожей вызывает немедленное побеление из-за выработки кислорода под кожей. Если не смыть за секунды, возникают обширные ожоги. Попадание в глаза может вызвать слепоту, поэтому обычно используются средства защиты глаз.
Катастрофа подводной лодки «Курск» связана со случайным выбросом ПВТ в торпеде, которая вступила в реакцию с топливом торпеды.
