Stałe heterogeniczne paliwo rakietowe o obniżonej emisyjności chlorowodoru w produktach spalania
ZESPÓŁ AUTORSKI
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego
- Katarzyna Gańczyk-Specjalska - kierownik zespołu
- Rafał Bogusz
- Paulina Paziewska
- Rafał Lewczuk
CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?
W trakcie spalania stałych heterogenicznych paliw rakietowych powstają różnego typu stałe i gazowe produkty spalania, które wpływają na środowisko. Chlorowodór jest jednym z tych produktów, który najgorzej oddziałuje na środowisko, a dodatkowo powoduje powstawanie białej smugi w powietrzu za lecącym pociskiem rakietowych, co ułatwia jego detekcję. Związek ten powstaje w wyniku rozkładu chloranu(VII) amonu, który jest najczęściej stosowanym utleniaczem w stałych heterogenicznych paliwach rakietowych. Jako związek neutralizujący HCl w produktach spalania zastosowano azotan(V) sodu (NaNO3). Otrzymano paliwo, które charakteryzuje się zmniejszoną zawartością HCl w produktach spalania o ok. 85% względem paliwa o klasycznym. Taka redukcja HCl w produktach spalania jest ogromną zaletą, ponieważ w trakcie pracy silników rakietowych zawierających takie paliwa, powoduje znacznie mniejsze szkodliwe oddziaływanie na ludzi i środowisko. Dodatkowym atutem przedmiotu niniejszego wynalazku jest to, że paliwo charakteryzuje się wysokimi parametrami balistycznymi. Związki neutralizujące HCl powodują zazwyczaj pogorszenie właściwości balistycznych paliw. Skład został opracowany tak, że pomimo zastosowania związku neutralizującego osiągnięto bardzo dobre parametry balistyczne paliwa.
Obecnie w polskim przemyśle obronnym nie są produkowane materiały pędne charakteryzujące się tak wysokimi liniowymi szybkościami spalania (powyżej 40 mm/s). Wysokie wartości liniowych szybkości spalania są konieczne do uzyskania, aby dany materiał pędny mógł być zastosowany np. w układach wykonawczych sterowania gazodynamicznego rakiet lub pocisków. Zastosowanie opracowanego składu paliwa w silnikach sterujących układu wykonawczego sterowania gazodynamicznego w niekierowanych pociskach rakietowych umożliwi zwiększenie celności, co jest jednym z istotnych parametrów charakteryzujących sprzęt wojskowy.
ISTOTA WYNALAZKU
Istotą wynalazku jest kompozycja stałego heterogenicznego paliwa rakietowego, które charakteryzuje się obniżoną emisyjnością chlorowodoru w produktach spalania. Jako związek neutralizujący chlorowodór zastosowano azotan(V) sodu. Dodatkowo opracowane stałe heterogeniczne paliwo rakietowe charakteryzuje się niską zawartością składników ciekłych (min. 73% mniej HCl) oraz wysokimi parametrami balistycznymi (4-krotnie większa szybkość spalania) w porównaniu do klasycznych stałych heterogenicznych paliw rakietowych. Wysokie parametry balistyczne zostały osiągnięte poprzez ograniczenie ilości składników ciekłych oraz optymalizację ilości i rodzaju katalizatorów szybkości spalania - tlenku żelaza(III) i 2,2’-bis(etyloferrocenylo)propanu).
POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU
Wysokie wartości szybkości spalania są konieczne do uzyskania, aby dany materiał pędny mógł być zastosowany w układach wykonawczych sterowania gazodynamicznego rakiet lub pocisków. Zastosowanie opracowanego ładunku napędowego w silnikach sterujących układu wykonawczego sterowania gazodynamicznego w niekierowanych pociskach rakietowych umożliwi przeprowadzenie modernizacji sprzętu wojskowego. Dodatkowo ograniczenie ilości powstającego chlorowodoru w trakcie spalania ma korzystny wpływ na personel zaangażowany w obsługę pocisku rakietowego oraz środowisko.