Аналіз асортименту ракетних палив та проблем їх використання на прикладі України

Автор(и)

  • Igor Trofimov Національний авіаційний університет, пр. Любомира Гузара, 1, Київ, Україна, 03058, Україна https://orcid.org/0000-0001-5539-1166
  • Sergii Boichenko Національний авіаційний університет, пр. Любомира Гузара, 1, Київ, Україна, 03058, Україна https://orcid.org/0000-0002-2489-4980
  • Sergii Shamanskyi Національний авіаційний університет, пр. Любомира Гузара, 1, Київ, Україна, 03058, Україна https://orcid.org/0000-0002-6215-3438

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.218358

Ключові слова:

рідке ракетне паливо, ракетоносій, об'єкт заправки, паливний бак, чистота палива, паливна комірка.

Анотація

Об’єктом дослідження є проблеми використання ракетних палив, їх сучасний стан та перспектива. Згадані проблеми характерні практично для усієї номенклатури товарних марок сучасних ракетних палив, придатних для використання. Це проблеми з основними фізико-хімічними та експлуатаційними властивостями, технічними вимогами до якості ракетного палива, проблеми функціонування інфраструктури заправки, а також забезпечення чистоти ракетних палив. З огляду на заборону використання сильнодіючих отруйних ракетних палив на основі азотної кислоти, виникла проблема їх заміни на менш отруйні. В багатьох країнах ця проблема поглиблюється відсутністю виробництва власних вуглеводневих ракетних палив на нафтовій основі. В цілому це призводить до виникнення гострих проблем забезпечення ракетними паливами космічних літальних апаратів і ракетоносіїв. Зокрема така проблема виникає в Україні з ракетоносіями українського виробництва.

В роботі використано комплексний підхід до оцінювання якості палива, аналіз світового досвіду, синтез результатів і ретроспективи, історико-еволюційний та логічний підхід. У результаті дослідження сформовано класифікацію рідких ракетних палив, засновану на їх компонентному складі та хімічній будові. Сформульовано вимоги до енергетичних, кінетичних, експлуатаційних характеристик, екологічних та економічних властивостей рідких ракетних палив (РРП). З огляду на незадовільний стан навколишнього середовища, використання гасу як ракетного палива на сьогодні є перспективним у порівнянні з гептиловим ракетним паливом. Реактивні палива Т-1, Т-6, Т-8В вдало підходять для космічної техніки виробництва багатьох країн, але далеко не у кожній країні вони виробляються. Закупівля ж у сусідніх країнах не завжди можлива з ряду причин. Порівняльний аналіз показує, що рідке ракетне паливо RP-1 за більшістю показників є аналогом реактивного палива Т-1 і Т-6 та цілком може використовуватися як замінник для ракетоносіїв.

Результати досліджень можуть бути застосовані в області експлуатації космічних апаратів, а також експертами хіммотологами, фахівцями в галузі експлуатації засобів заправлення та зберігання РРП.

Біографії авторів

Igor Trofimov, Національний авіаційний університет, пр. Любомира Гузара, 1, Київ, Україна, 03058

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра хімії і хімічної технології

Sergii Boichenko, Національний авіаційний університет, пр. Любомира Гузара, 1, Київ, Україна, 03058

Доктор технічних наук, професор

Кафедра хімії і хімічної технології

Sergii Shamanskyi, Національний авіаційний університет, пр. Любомира Гузара, 1, Київ, Україна, 03058

Доктор технічних наук, доцент, провідний науковий співробітник

Науково-дослідна частина

Посилання

  1. Pokonova, Iu. V. (1980). Khimiia vysokomolekuliarnykh soedinenii nefti. Leningrad: Izd-vo LGU, 172.
  2. Koval, A. D., Petrochenkov, V. G. (2005). Issledovanie reologicheskikh svoistv nefti do i posle kavitatsionnoi obrabotki. Promislova gіdravlіka і pnevmatika, 2 (8), 29–32.
  3. Lozitskii, L. P., Vetrov, A. M. (1992). Konstruktsiia i prochnost aviatsionnykh gazoturbinnykh dvigatelei. Moscow: Vozdushnii transport, 735.
  4. Matvieieva, O. L., Zakharchuk, P. P., Zakharchuk, V. P. (2005). Doslidzhennia zabrudnenosti ridyn hidrosystem litakiv. Promyslova hidravlyka i pnevmatyka, 2 (8), 36–42.
  5. Wilson, P. J. (1992). Solid Contaminant profiles. Fluid Power International, 37 (439), 19–22.
  6. Nikitin, G. A., Chirkov, S. V. (1996). Vliianie zagriaznennosti zhidkosti na nadezhnost gidrosistem letatelnykh apparatov. Moscow: Transport, 183.
  7. Bratkov, A. A., Seregin, E. P., Gorenkov, A. F. et. al.; Bratkova, A. A. (Eds.) (1987). Khimmotologiia raketnykh i reaktivnykh topliv. Moscow: Khimiia, 304.
  8. Pelin, G., Stoica, C., Pelin, C.-E., Balasa, R. (2020). High concentration hydrogen peroxide for rocket fuel applications. Incas Bulletin, 12 (3), 151–157. doi: http://doi.org/10.13111/2066-8201.2020.12.3.12
  9. Kirchdoerfer, T., Ortiz, M., Stewart, D. S. (2019). Topology Optimization of Solid Rocket Fuel. AIAA Journal, 57 (4), 1684–1690. doi: http://doi.org/10.2514/1.j057807
  10. Byers, M., Byers, C. (2017). Toxic splash: Russian rocket stages dropped in Arctic waters raise health, environmental and legal concerns. Polar Record, 53 (6), 580–591. doi: http://doi.org/10.1017/s0032247417000547
  11. Carlsen, L., Kenesova, O. A., Batyrbekova, S. E. (2007). A preliminary assessment of the potential environmental and human health impact of unsymmetrical dimethylhydrazine as a result of space activities. Chemosphere, 67 (6), 1108–1116. doi: http://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2006.11.046
  12. Carlsen, L., Kenessov, B. N., Batyrbekova, S. Y. (2009). A QSAR/QSTR study on the human health impact of the rocket fuel 1,1-dimethyl hydrazine and its transformation products. Environmental Toxicology and Pharmacology, 27 (3), 415–423. doi: http://doi.org/10.1016/j.etap.2009.01.005
  13. Bimaganbetova, A. O., Uteulin, K. R., Atygaev, A. B., Fedorina, O. A., Stepanova, Y. Y., Bekeshev, Y. C. (2020). Ecological Modelling Research of Transformations of Unsymmetrical Dimethylhydrazine and N-Nitrodimethylamine. Systematic Review Pharmacy, 11 (6), 179–181. doi: http://doi.org/10.31838/srp.2020.6.28
  14. Zhubatov, Z., Stepanova, Y., Fedorina, О., Аgapov, О., Toktar, M., Аtygayev, А. (2019). Experimental study of nature of plant contamination by rocket fuel – heptyl. 19th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019, 19, 373–380. doi: http://doi.org/10.5593/sgem2019/5.2/s20.046
  15. Movchan, Ya. I., Sharavara, V. V. (2014). Ekolohichna nebezpeka heokhimichnoi povedinky raketnykh palyv. Naukovi pratsi. Tekhnohenna bezpeka, 223 (221), 53–57.
  16. Popova, L. S., Fedorov, L. A., Vagner, S. Ia. (2008). Problemy ekologicheskoi opasnosti primeneniia geptila – sverkhtoksichnogo raketnogo topliva. Khronika sobytii. Perm, 45.
  17. Rodin, I. A., Moskvin, D. N., Smolenkov, A. D., Shpigun, O. A. (2008). Prevrascheniia nesimmetrichnogo dimetilgidrazina v pochvakh. Zhurnal fizicheskoi khimii, 82 (6), 1039–1044.
  18. Instruktsiia z kontroliuvannia yakosti nafty i naftoproduktiv na pidpryiemstvakh i orhanizatsiiakh Ukrainy (2007). Nakaz Minpalyvenerho Ukrainy, Derzhspozhyvstandartu Ukrainy No. 271/121. 04.06.2007. Available at: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=60829
  19. Instruktsiia z zabezpechennia zapravlennia povitrianykh suden palyvno-mastylnymy materialamy i tekhnichnymy ridynamy na pidpryiemstvakh tsyvilnoho aviatsiinoho transportu Ukrainy (2006). Nakaz Derzhavnoi sluzhby Ukrainy z nahliadu za zabezpechenniam bezpeky aviatsii No. 416. 14.06.2006. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0416629-06#Text
  20. GOST R ISO 15859-7-2010 «Raketnoe toplivo na osnove gidrazina» (Chast 1: toplivo vysokoi chistoty: spetsialnoe proizvodstvo so strogim kontrolem kolichestva primesei). Available at: http://vsegost.com/Catalog/50/50837.shtml
  21. GOST R ISO 15859-5-2010. Sistemy kosmicheskie. Kharakteristiki, otbor prob i metody analiza tekuchikh sred. Chast 5. Raketnoe toplivo na osnove tetroksida azota. Available at: http://docs.cntd.ru/document/gost-r-iso-15859-5-2010
  22. Panin, V. V., Varenyk, A. V. (2014). Ochyshchennia vid zabrudnen palyv dlia hazoturbinnykh dvyhuniv. Naukoiemni tekhnolohii, 1 (21), 6–10.
  23. Trofimov, I. L., Zubchenko, A. N., Kolomiec, A. F. (2012). Development of plant for treatment of working liquids used for process purposes. Systems and means of motor transport (selected problems). Rzeszow: Politechnika Rzeszowska, 295–301.
  24. Ruamchat, K., Thawesaengskulthai, N., Pongpanich, C. (2017). Development of Quality Management System Under ISO 9001:2015 and Joint Inspection Group (JIG) for Aviation Fuelling Service. Management and Production Engineering Review, 8 (3), 50–59. doi: http://doi.org/10.1515/mper-2017-0028
  25. ISO 15859-7:2004 "Space systems – Fluid characteristics, sampling and test methods – Part 5: Nitrogen tetroxide propellants. Available at: https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:15859:-5:ed-1:v1:en

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-30

Як цитувати

Trofimov, I., Boichenko, S., & Shamanskyi, S. (2020). Аналіз асортименту ракетних палив та проблем їх використання на прикладі України. Technology Audit and Production Reserves, 6(1(56), 19–27. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.218358

Номер

Том 6 № 1(56) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Технології та системи енергопостачання: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Igor Trofimov, Sergii Boichenko, Sergii Shamanskyi

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.