Характеристика пожарной опасности некоторых горючих
Характеристика |
Водород |
НДМГ |
Керосин |
Бензин |
rmin% к объему |
4,0 |
2,5 |
2,5 |
2,0 |
rmax% к объему |
74,0 |
84,0 |
7,5 |
5,0 |
tвсп,0С |
- |
18 |
30 |
36 |
Перед использованием КРТ проводится физико-химическим контроль их качества в специализированной химической лаборатории космодрома или в организациях РАН.
Подготовка КРТ к заправке заключается в создании однородного соста-ва компонента посредством принудительного перемешивания (барботажа), термостатирования высококипящих КРТ и переохлаждения криогенных КРТ на 6-8 °С ниже температуры кипения с точностью до 1 °С.
о,
В ракетно-космической технике нашли широкое применение сжатые газы и их смеси: воздух, азот, гелий, аргон, ксенон. Сжатые газы используются в наземном технологическом оборудовании технических и стартовых комплексов, в автоматике ДУ РН и КА, в системах наддува топливных баков, в системах отделения КА, а также в качестве рабочего тела двигательных установок систем ориентации и стабилизации КА.
Благодаря своей сжимаемости, сжатые газы способны накапливать значительные величины потенциальной энергии. Для сравнения укажем, что потенциальная энергия воздуха давлением 40 МПа (400 кГс/см2) в баллоне объемом 0,4 м3 400 литров) превосходит в 115 раз потенциальную энергию воды равного давления и объема.
Воздух - смесь газов, из которых состоит земная атмосфера. Не имеет
цвета и запаха. Объемный состав воздуха: азот 78,08 %, кислород 20,95 %, благородные газы 0,94 % , водяной пар и случайные примеси (пыль, микроорганизмы). Плотность воздуха при нормальных условиях1 1,293 кг/м3. Воздух хорошо растворяет пары воды, а также сам растворяется в жидкостях. При относительной влажности 60-80 % в 1 м3 воздуха в зависимости от температуры содержится 10-15 граммов паров воды. Можно рассчитать, что в баллоне объемом 400 л при давлении 40 МПа содержится около 184 кг влажного воздуха, в том числе 1,8 кг паров воды при условии, что осушка воздуха не проводилась. С ростом температуры растворимость паров воды в воздухе также растет.
Для предотвращения возможной конденсации паров воды в элементах автоматики ДУ при дросселировании (расширении) воздуха высокого давления он подвергается осушке. Степень осушки воздуха оценивается температурой точки росы. Для ракетно-космической техники эта температура не должна быть выше -55 °С (для сравнения укажем, что в природе роса выпадает из воздуха при нормальном давлении при температуре +8 °С).
В качестве рабочего тела в системах наддува воздух может использоваться только для баков окислителя.
Сжатый воздух получают путем сжатия атмосферного воздуха в компрессорах компрессорной станции. Осушка (удаление влаги) воздуха осуществляются в адсорберах (осушителях), удаление масел - в маслоотделителях, а механических примесей - в фильтрах компрессорной станции.
Азот N2 [греч. а - приставка, означающее отсутствие, и zое - жизнь] -
газ, без цвета и запаха, плотность 1,25 кг/м3 . Нетоксичен, инертен. Как и воздух, газообразный азот хорошо растворяет пары воды.
Жидкий азот представляет бесцветную прозрачную жидкость без запа-
ха. Плотность 863 кг/м (при - 196,6 °С), температура плавления (замерзания) - 210 °С, температура кипения -196 °С .
В ракетной технике жидкий азот применяется в качестве хладоагента
для обеспечения хранения КРТ; газообразный - для наддува баков «О» и «Г» ракет-носителей, в автоматике ДУ, в системах ориентации и стабилизации КА и др.
Жидкий азот получают в результате разделения сжиженного воздуха в ректификационной колонне на жидкий кислород и жидкий азот на кислородно-азотном заводе. Газообразный азот получают посредством газификации жидкого азота в газификационных установках высокого давления.
Гелий Не [греч. helios - Солнце, т.к. впервые был обнаружен в солнечном спектре] - благородный (инертный) газ без цвета и запаха. Плотность при нормальных условиях 0,178 кг/м3. Жидкий гелий - самая легкая жидкость. Температура кипения -268,93 °С. При нормальном давлении не твердеет при температурах, близких к абсолютному нулю. Обладает сверх-
текучестью. Так как гелий практически не растворяется в жидкостях, то является «идеальным» газом наддува топливных баков (РН «Зенит»).
_______________________________
1Нормальные условия - стандартные физические условия, определяемые давлением 101325 Па (760 мм. рт. ст.) и термодинамической температурой 273,15К (0 °С).
Свойство сверхтекучести гелия используется для проверки герметичности систем РН и КА по методу гелиевого течеискателя. Добывается гелий из природных газов, выделяющихся из недр Земли.
Аргон Аг [греч. аrgоs - недеятельный] - благородный (инертный) газ без цвета и запаха. Плотность при нормальных условиях 1,78 кг / м3. Температура кипения – 186°С.
Ксенон Хе [греч. хеnоs - чужой] - благородный (инертный) газ без цвета и запаха. Плотность при нормальных условиях 5,85 кг / м3. Температура кипения -111,8°С.
Аргон и ксенон используются в системах ориентации и стабилизации КА. Так как плотность газообразных аргона и ксенона в 1,4 и 4,7 раза больше плотности азота соответственно, то при равных массово-габаритных характеристиках систем КА на столько же больше на борт КА можно взять газа. Аргон и ксенон производятся из атмосферного воздуха путем его глубокого охлаждения и последующей ректификации.
На РКТ используются газы I и II категории, допустимые нормы приме-
сей представлены в таблице 4.
Таблица 4.
Допустимые нормы примесей для газов I и II категории
Вид примеси |
Контролируемый показатель чистоты |
Допустимые I категория |
нормы II категория |
Вода |
Точка росы,0С,не выше: При давлении 0,1 МПа |
-55 |
-55 |
Масло |
Содержание в виде паров, аэрозоли, жидкости,мг/м3, не более |
3 |
5 |
Механические примеси |
Содержание, мг/м3, не более |
0,1 |
0,4 |
Максимальный размер частиц, , мкм, не более |
20 |
40 |