Меню Главная Случайная статья Настройки Нафтил Материал из https://ru.wikipedia.org «Нафтил» (РГ-1) — тип советского и российского углеводородного горючего для ракетных двигателей, получаемый из продуктов нефтепереработки. Применяется на российских ракетах-носителях, использующих в качестве окислителя жидкий кислород. Содержание 1 Свойства 2 История и применение 3 Сравнение с другими ракетными горючими 4 Комментарии 5 Примечания Свойства «Нафтил» РГ-1 — бесцветная жидкость с запахом очищенного керосина[1][2]. Как и другие разновидности горючих на основе керосина, «нафтил» коррозионно не активен, не создаёт ограничений по применению конструкционных материалов в работающих на нём двигателях. Он относится к 4-му (низшему) классу опасности, концентрации его паров при нормальных условиях не наносят вред здоровью человека[3]. Брутто-формула горючего РГ-1 «нафтил» С12,79Н24,52. Объёмная доля содержащихся в нём различных углеводородов: парафины — 10—12 %, нафтены — 85—88 %, ароматические соединения — 2,5—3 %. В состав горючего вводятся также антиокислительные присадки, предотвращающие образование отложений в двигателе[4]. Также могут содержаться полимерные присадки, уменьшающие гидравлические потери в турбонасосном агрегате двигателя, что позволяет увеличить его тягу[5] . Требования к свойствам определяются ТУ 38-001244-81. Теплотворная способность «нафтила» РГ-1 — 43000 кДж/кг, плотность — 0,833 г/см[6]. История и применение На первых советских ракетах, использовавших топливную пару «керосин — жидкий кислород» (Р-7, Р-9), в качестве горючего использовалось доступное топливо Т-1 (авиационный керосин), уже применявшееся в реактивной авиации. В составе Т-1 допускалось высокое содержание ароматических соединений и наличие олефинов, которые при нагреве в ракетном двигателе до высоких температур образовывали смолистые отложения, препятствующие протеканию горючего через каналы охлаждения[7]. При создании ракеты ГР-1, двигатели которой должны были работать в более напряжённых, чем у предыдущих ракет, температурных условиях, была принята спецификация на углеводородное горючее РГ-1 «нафтил». Оно обладало более высокой температурной стабильностью и более жёсткими требованиями к составу, включающему существенно меньшее содержание ароматических соединений при практически полном отсутствии олефинов[4][8][9]. Согласно некоторым источникам, первоначально термостабильное горючее РГ-1 «нафтил» было разработано для создававшегося в 1960-е годы, но не пошедшего в серийное производство стратегического бомбардировщика Т-4[10]. Горючее РГ-1 «нафтил» использовалось в советских, а потом российских ракетных двигателях с конца 1960-х годов: в двигателе 11Д58 и его последующих модификациях на разгонных блоках семейства «Д»[11]; двигателе РД-0110 третьей ступени — «Блока „И“» ракет-носителей «Союз-У» и «Молния-М»[12]; на ракете-носителе «Зенит» (РД-171 на первой ступени и РД-120 на второй)[2]; на унифицированных с первой ступенью «Зенита» блоках первой ступени («блоках „А“») «Энергии»[13]; на верхних ступенях носителей семейств «Союз-2» и «Ангара», использующих двигатели РД-0124[12]; на первых ступенях ракет-носителей с двигателями НК-33 («Союз-2.1в») и с двигателями семейства РД-170, такими как РД-180 на Атлас-5 (использует близкое к РГ-1 горючее RP-1) и РД-191 на УРМ-1 семейства «Ангара»[14][15]. В 1970-е годы рассматривался перевод на РГ-1 и первых двух ступеней ракеты-носителя «Союз-У», использовавших горючее марки Т-1, с целью унификации используемого в различных двигателях горючего и увеличения удельного импульса. Испытания показали, что увеличения удельного импульса при переходе на РГ-1 не наблюдается, после чего работы были прекращены[16]. Из-за истощения Анастасиевско-Троицкого месторождения, из нефти которого производилось горючее Т-1, в 2000-х годах было принято решение о переводе первых двух ступеней носителей семейства «Союз-2» с Т-1 на «нафтил» РГ-1, который производится переработкой нефти различных месторождений[3][17]. Единственным производителем нафтила является Ангарская нефтехимическая компания, входящая в структуру Роснефти[18]. Испытания двигателей РД-107 и РД-108 на «нафтиле» прошли в 2019 году, после чего начались работы по переводу на нафтил первых ступеней ракет «Союз-2»[19][20]. В октябре 2022 года был произведен первый запуск ракеты-носителя «Союз-2.1б», все три ступени которой работали на «нафтиле» РГ-1[21][22]. Сравнение с другими ракетными горючими По сравнению с другим распространённым ракетным горючим — «гептилом» (НДМГ), относящимся к 1-му классу опасности, «нафтил» РГ-1 аналогично другим горючим на основе керосина практически не токсичен, существенно более безопасен в обращении и представляет гораздо меньшую угрозу для окружающий среды в случае утечек и разливов. В то же время на разгонных блоках космических ракет применение самовоспламеняющегося и стабильного в широком диапазоне температур высококипящего топлива[a] на основе гептила и его аналогов часто оказывается предпочтительнее криогенного топлива «керосин-жидкий кислород»[2]. Жидкий водород, используемый в паре с жидким кислородом, позволяет получить максимальную среди доступных ракетных горючих эффективность (удельный импульс) и по этому показателю значительно превосходит топливо на основе углеводородных горючих, в том числе «нафтил» РГ-1. Но жидкий водород сложен в обращении и имеет во много раз меньшую плотность, что требует создания крупных топливных баков, усложняет и утяжеляет конструкцию ракеты, уменьшая её массовое совершенство[b]. В мировой практике жидкий водород используется в основном на верхних ступенях ракет-носителей тяжёлого класса[25]. Другие углеводородные горючие, получаемые из продуктов нефтепереработки (керосины), близки к «нафтилу» РГ-1 по основным свойствам. От использовавшегося в советской и российской космической технике горючего марки Т-1 нафтил отличается существенно меньшим содержанием фракций, способствующих отложению в двигателе нагара, и несколько большей плотностью (0,833 г/см против 0,8 г/см у Т-1), что позволяет залить в баки ракеты-носителя больше горючего (примерно на 1300 кг больше для двух первых ступеней «Союз-2.1б» при общей массе топлива в них около 72000 кг) и тем несколько увеличить полезную нагрузку носителя[17]. Приращение теплотворной способности горючего и удельного импульса двигателей при переходе с Т-1 на нафтил незначительно[6]. В ракетной технике США с конца 1950-х годов используется углеводородное горючее типа RP-1, спецификации на которое близки к «нафтилу» РГ-1. RP-1 имеет более низкую плотность (0,81 г/см), чем РГ-1 и допускает несколько большее содержание ароматических соединений (до 5 %) и присутствие олефинов (менее 1 %)[26]. Заметное (более 1-2 %) увеличение удельного импульса двигателей, работающих на углеводородном горючем, и увеличение полезной нагрузки, выводимой ракетами-носителями, возможно при переходе на синтетические горючие, такие как[6]: синтин, использовавшийся на второй ступени (блок «А») носителя «Союз-У2» и некоторых модификациях разгонного блока «ДМ» или боктан, схожий с синтином по свойствам, но несколько менее токсичный. Производство дорогостоящего синтина было прекращено в 1996 году вместе с запусками «Союз-У2», причём для устойчивой работы на нём двигатели приходилось специально отбирать. Возобновление и развёртывание промышленного производства этих синтетических горючих, относящихся к 3-му классу опасности, потребует в современных условиях решения проблемы их соответствия действующим экологическим нормам. Возможно также увеличение эффективности существующих «керосиново-кислородных» ракетных двигателей за счёт перехода на некоторые из перспективных энергоемких авиационных горючих[6][27]. Комментарии Высококипящие топлива — ракетные топлива, оба компонента которых (горючее и окислитель) могут храниться и использоваться при температуре выше 298 К (24,85 °C)[23] Число Циолковского — отношение массы рабочего запаса топлива к конечной массе ракеты[24]. Примечания Космодром Восточный готовится к первому пуску ракеты полностью на нафтиле  (рус.) (недоступная ссылка — история). ЦЭНКИ. 1 2 3 Экология должна быть одной из основ в деятельности космодромов  (рус.). РИА Новости. Дата обращения: 23 октября 2022. Архивировано 23 октября 2022 года. 1 2 С.Н. Козлов, А.В. Литвинов, Л.Д. Ленкина. Ракетоносители. Ракетные топлива // Химические ракетные топлива. — Бийск: Алтайский государственный технологический университет, 2018. 1 2 Чванов В.К., Фатуев И.Ю., Гапонов В.Д., Стернин Л.Е. Улучшение характеристик ракет-носителей при добавлении к топливу высокомолекулярных присадок // Двигатель : Научно-технический журнал. — ЦИАМ, 2005. — № 6. 1 2 3 4 Аверьков И. С., Демская И. А., Катков Р. Э. и др. Анализ энергетических возможностей составных углеводородных горючих для кислородных двигателей космических ракетных ступеней // Космическая техника и технологии : журнал. — 2017. — № 4. — С. 48—50. Архивировано 4 января 2022 года. И. Афанасьев, Д. Воронцов. Парадная ракета (рус.) // Новости космонавтики : журнал. — 2009. — № 8. В. Агеев, В. Яковлев. Стотонный убийца авианосцев (сверхзвуковой бомбардировщик Т-4) // Крылья Родины : журнал. — 1992. — № 2. Двигатели. ЖРД 11Д58М  (рус.). РКК «Энергия». Дата обращения: 24 октября 2022. Архивировано 29 декабря 2021 года. 1 2 И. Афанасьев, Д. Воронцов. Двигатели КБХА (рус.) // Взлёт : журнал. — 2008. — № 4. Первая ступень ракеты-носителя "Энергия"  (рус.). buran.ru. Дата обращения: 21 апреля 2023. Архивировано 27 августа 2023 года. 1 2 «Роснефть» - единственный поставщик ракетного топлива «нафтил» для «Роскосмоса»  (рус.). Роснефть. Дата обращения: 23 октября 2022. Архивировано 26 октября 2022 года. Первые двигатели на нафтиле для ракет "Союз-2" прошли испытания  (рус.). ТАСС. Дата обращения: 23 октября 2022. Архивировано 23 октября 2022 года. Стартовый комплекс "Союза" на Восточном переведут на новое топливо  (неопр.). РИА Новости. Дата обращения: 30 октября 2022. Архивировано 29 июня 2021 года. Испытания подтвердили готовность Восточного к первому пуску «Союза» полностью на нафтиле  (рус.). tass.ru. Дата обращения: 23 октября 2022. Архивировано 22 октября 2022 года. А. Чижевский. С нафтилом и первым спутником программы Сфера  (рус.). neftegaz.ru. Дата обращения: 23 октября 2022. Архивировано 23 октября 2022 года. Ракетное топливо (РТ)  (рус.). Энциклопедия РВСН. Минобороны России. Дата обращения: 11 июня 2021. Архивировано 11 июня 2021 года. И. Афанасьев. «Водородный клуб» (рус.) // Крылья Родины : журнал. — 1992. — № 11,12. В. Азов, Д. Воронцов. Последний бой углеводородов? (рус.) // Новости космонавтики : журнал. — 2008. — № 2. — С. 44—46. Архивировано 19 января 2012 года.