Сага о ракетных топливах. Реактивные топлива Нафтил топливо

Фото кликабельны

Ракета полетела на абсолютно новом топливе — нафтиле, экологически безопасном типе углеводородного горючего с применением полимерных присадок.

Использование нафтила позволит семейству трехступенчатых ракет-носителей среднего класса выводить на все типы орбит больше полезной нагрузки, чем при использовании химического ракетного двигателя, в основе которого лежит пара «кислород-керосин».

Полный переход Восточного на нафтил запланирован на 2019 год.

Уникальный заправочный комплекс, работающий сразу с несколькими видами горючего, разработало и построило в Амурской области Нижнетагильское предприятие «Уралкриомаш». Одно и них — нафтил — экологически безопасный тип углеводородного горючего с применением полимерных присадок. Его использование позволит семейству трехступенчатых ракет-носителей среднего класса выводить на все типы орбит большую полезную нагрузку, чем использовавшийся ранее химический ракетный двигатель в основе которого лежит пара «кислород-керосин». Полный переход «Восточного» на нафтил запланирован на 2019 год.

«Космическая бензоколонка» от «Уралкриомаша» заметно упрощает систему заправки ракет-носителей. С ее появлением на космодроме не придется готовить индивидуальный стартовый комплекс под каждый пуск. Теперь организация процесса универсальна.

Над созданием инфраструктуры космодрома «Уралкриомаш» работает с 2012 года. В рамках Федеральной космической программы к первому старту, состоявшемуся 28 апреля 2016 года, специалисты предприятия разработали, выпустили, сертифицировали и доставили на космодром 20 вагонов-цистерн модели 15-558С-04. Они предназначены для перевозки и хранения жидкого кислорода, азота и аргона. Кроме того, на объекте смонтировали и запустили оборудование для хранения керосина и нафтила всех трех ступеней ракеты-носителя. Установили сотрудники «Уралкриомаша» и арматурные блоки с электрооборудованием, пункты контроля и пневмоуправлением. Оборудование тестировали больше года и в октябре 2017 года зафиксировали успешное прохождение всех комплексных испытаний. А уже через месяц — 28 ноября — состоялся старт ракеты-носителя «Союз 2.1б», заправленной нафтилом.

«Уралкриомаш» — является участником всех космических программ России. Сегодня тагильчане трудятся над созданием второй очереди «Восточного», который предназначен под тяжелую ракету-носитель «Ангара». Специалисты предприятия разрабатывают проектную документацию систем заправки нафтилом и кислородом баков ракеты-носителя. Одновременно ведется работа по поиску механизмов подачи воды для охлаждения «стартового стола». Начато производство емкостного оборудования и арматуры. Стартовый комплекс для «Ангары» на Восточном должен быть сдан к 2021 году.

Напомним, что сегодня был выполнен уже третий запуск с космодрома Восточный ракеты-носителя «Союза-2.1а», который прошел успешно.

БЛАГОВЕЩЕНСК, 5 июн — РИА Новости, Светлана Майорова. Проблема использования гептила в космической отрасли должна обсуждаться открыто, и включение экологической составляющей в основу строительства нового космодрома Восточный может стать важным шагом в этом направлении, считают экологи и ученые, которые поделились с РИА Новости своим мнением об использовании токсичного гептила при запусках ракет.

В апреле министр по развитию космодрома Восточный Константин Чмаров, выступая перед прессой, упомянул об использовании гептила на космодроме. При этом отметил, что использоваться он будет в разгонном блоке ракеты. Это заявление вызвало протестные настроения у амурчан. Как сообщалось, области начали проходить сборы подписей против использования высокотоксичного топлива гептила на космодроме Восточный.

Петр Осипов, возглавляющий амурскую общественную экологическую организацию АмурСОЭС, поделился с РИА Новости основным беспокойством экологов при взгляде на строительство космодрома Восточный.

"Почему мы раньше не поднимали эту проблему? Потому что нас уверили, что гептила не будет. О разгонном блоке с этим веществом не было сказано раньше ни слова. Экологическая составляющая должна быть включена в основу строительства космодрома Восточный, и использование того же разгонного блока с гептилом необходимо открыто обсуждать", — отметил собеседник.

Как сообщил РИА Новости заместитель директора новосибирского Научно-исследовательского института биохимии СО РАМН Лев Поляков, сотрудники института посвятили немало времени изучению медико-социальных и экологических проблем использования ракет на гептиле. Ученые анализировали причинно-следственную связь всплесков патологий у населения, проживающего в районах падения ступеней ракет, и проводили эксперименты на животных.

"Академик РАМН Лев Евгеньевич Панин, который возглавлял ученую группу, которая занималась этим вопросом, даже выступал с докладом по этой теме на совбезе. Вывод один — гептил оказывает влияние даже в самых минимальных дозах, даже те, которые считаются предельно допустимыми", — сообщил собеседник.

В ходе общественных слушаний, состоявшихся 17 июня 2010 года в ЗАТО Углегорск, было заявлено, что на новом космодроме будет использоваться новое ракетное топливо нафтил вместо токсичного гептила. Роскосмос в ответе на официальный запрос РИА Новости (с подписью заместителя руководителя Роскосмоса Александра Лопатина) подтвердил использование гептила для запусков на космодроме Восточный.

Нафтил, гептил…поехали

Как утверждает Роскосмос, при старте и полете непосредственно ракеты-носителя (РН) "Союз-2" в качестве компонентов ракетного топлива (КРТ) применяются керосин и жидкий кислород. Но все же без гептила запуски не обойдутся. Высокотоксичное топливо будет использоваться в разгонном блоке (РБ) "Фрегат".

"Первое включение двигателей РБ "Фрегат" осуществляется уже в космическом пространстве, на высотах не ниже 180 километров. Для работы в этих условиях <…> криогенные КРТ (жидкие кислород и водород) малопригодны <…>. В РБ "Фрегат" заправляется около 1,5 тысячи килограммов гептила", — отмечается в официальном ответе Роскосмоса.

Роскосмос уточняет, что на высотах, где необходимы многократные включения двигательных установок РБ и космических аппаратов, наиболее эффективны стабильные в большом диапазоне температур КРТ, в том числе гептил.

В космическом агентстве подчеркивают, что гептил используют многие космические державы. Приводятся цифры, что РБ "Фрегат" уже использовался более 35 раз.

"Применение РБ "Фрегат" на космодроме Байконур имеет положительное заключение государственной экологической экспертизы <…> Замечаний в части нарушений экологической безопасности при его эксплуатации не выявлено", — отмечает заместитель Роскосмоса.

"С точки зрения того, что разгонный блок будет работать за пределами атмосферы, опасности он не представляет, но гептил еще нужно транспортировать, заправить блок, где-то хранить оставшиеся контейнеры. В проекте космодрома Восточный не было оговорено, какие мероприятия по защите населения будут предприниматься в случае аварийных ситуаций", — выразил тревогу Осипов.

Капля гептила…

По оценке ученых из новосибирского института биохимии СО РАМН, доказана причинно-следственная связь между гептилом и повышением заболеваемости населения, проживающего на территориях, прилегающих к районам падения. Результаты исследований были опубликованы в бюллетенях СО РАМН в 2005-2006 годах.

Это публикация "Нарушение обмена билирубина и развитие гипербилирубинемий у новорожденных крысят под влиянием несимметричного диметилгидразина (гептила) и "Медико-социальные и экологические проблемы использования ракет на жидком топливе (гептил)".

Ученый секретарь института Татьяна Гольцова, которая также принимала участие в этой научной работе, рассказала РИА Новости, что нужно брать во внимание то, где будет заправляться гептилом разгонный блок и на места падения ступеней.

"На Алтае в местах падения ступеней отмечалось нарушение билирубинового обмена, развитие иммунодефицитов у населения. Нам нужно было проверить механизм действия гептила на живой организм. Доказано, что эти формы патологии могут быть связаны с токсическим действием гептила. Еще Королев категорически возражал против его использования", — рассказала собеседница.

Патология была выявлена на Алтае и выражалась в том, что у детей была нарушена желчевыводящая функция печени. Тогда было выдвинуто несколько гипотез.

Однако ни одна из них, кроме "гептиловой" не оказалась привязана ко времени всплеска патологий. В тот период был произведен подрыв на Алтае четырех межконтинентальных баллистических ракет SS-18, для которых топливом служит гептил.

Чемоданные настроения

На заседании Амурского облсовета 30 мая, проблему экологической безопасности космодрома Восточный затронули и депутаты. В частности депутат Сергей Абрамов, под аплодисменты ряда коллег, настаивал на проведении независимой экологической экспертизы и обосновании проекта.

"Космодром любой ценой? В обществе панические настроения, чемоданные настроения. До сих пор нет экологической экспертизы космодрома Восточный. Почему информация подается в искаженном виде или замалчивается?", — отметил депутат.

Как сообщает Роскосмос, космодромы в принципе отсутствуют в перечне объектов государственной экологической экспертизы. Список определен статьей в одноименном федеральном законе от 23 ноября 1995 года.

"В ней отсутствует упоминание о космодромах, впрочем, как и о других объектах капитального строительства, не расположенных на особо охраняемых природных территориях, континентальном шельфе или во внутренних морских водах. Проекты объектов капитального строительства<…>космодрома "Восточный", будут проходить государственную экспертизу в соответствии с градостроительным кодексом", — сообщил Лопатин.

Он отметил, что именно в этих рамках будет проведена оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) при строительстве и эксплуатации объектов космодрома.

Единственными составляющими в деятельности космодрома Восточный, которые должны пройти экологическую экспертизу станут новинки РК космической отрасли.

"Проектные материалы по планирующимся к использованию на космодроме "Восточный" ракетам-носителям, разгонным блокам и космическим аппаратам, которые могут быть отнесены к новой технике и технологиям, также планируется представлять на государственную экологическую экспертизу федерального уровня в 2014 году", — заверил Лопатин.

Правда, сказанная частично

Летом 2010 года в Углегорске (к слову, закрытое административно-территориальное образование) состоялись общественные слушания где, обсуждался вопрос по оценке воздействия на окружающую среду космодрома Восточный.

Тогда было заявлено, что на новом космодроме будет использоваться новое ракетное топливо "Нафтил", вместо токсичного гептила. Акцент был сделан именно на этой информации, а не на разгонном блоке с гептилом.

"Говорилось, что это будет самый современный и самый экологичный космодром. Если бы у нас была полная информация, можно было бы начать нормальный здоровый диалог, а сейчас мы ощущаем себя обманутыми. Местные власти обвиняют людей, которые поднимают эту тему, в истерике. Это стиль работы?", — заметил эколог Осипов.

Роскосмос подтверждает, что в ходе общественных слушаний 2010 года речь шла о перспективной РН среднего класса повышенной грузоподъемности, использующей в качестве компонентов ракетного топлива слаботоксичный нафтил (РГ-1).

"Это топливо представляет собой не смесь "водорода, кислорода и керосина", а углеводородное горючее с запахом хорошо очищенного керосина<…> Нафтил (РГ-1) изготавливается и используется в качестве горючего при пусках РН типа "Зенит" с 1985 года", — сообщил Лопатин в официальном ответе.

Космическое агентство отмечает, что от использующегося в настоящее время в РН типа "Союз" керосина Т-1 нафтил отличается относительно меньшим содержанием ароматических соединений и большим — нафтенов. Физико-химические и токсические свойства керосина Т-1 и нафтила (РГ-1) примерно одинаковы.

Роскосмос отмечает, что гептил как компонент ракетного топлива применяется всеми странами, осуществляющими космическую деятельность. Ученые, тот же Панин, с этим не спорят. "Можно утверждать, что использование гептила в ракетно-космической технике — это мировая проблема", — отметил в своей работе Панин.

Татьяна Гольцова также не спорит, что использование гептила в разгонном блоке нельзя сравнивать со степенью его воздействия на экологию при его применении как основного топлива. Слишком велика разница в объемах использования этого токсичного вещества.

"Если включение разгонного блока "Фрегат" будет осуществляться уже в космическом пространстве, то все возможные остатки должны сгореть. Опасаться стоит в данном случае нештатных ситуаций", — отметила ученый секретарь.

"Здесь есть пусть небольшое, но население и его нужно защищать. Мало избегать нештатных ситуаций, нужно быть к ним готовыми. Союз надежная ракета, но даже у нее были неудачные запуски", — подытожил эколог.

История. Факты

В августе 2011 года после старта нового грузового корабля "Прогресс М-12М" произошло нарушение работы двигательной установки, приведшее к ее аварийному отключению. Обломки космического грузовика, не сгоревшие в плотных слоях атмосферы, упали в Горном Алтае.

В сентябре 2007 года ракета-носитель "Протон-М", запущенная с Байконура с японским спутником связи, упала на территорию Казахстана в 50 километрах юго-восточнее города Джесказган. В баках "Протона" находилось высокотоксичное топливо гептил.

План:

Введение

• 1 Свойства и состав
• 2 История
• 3 Получение
• 4 Применение
  • 4.1 Авиационный керосин
  • 4.2 Ракетное топливо
  • 4.3 Технический керосин
  • 4.4 Осветительный керосин
    • 4.4.1 Характеристики осветительного керосина
Примечания

Введение

720 мл осветительного керосина

Кероси́н (англ. kerosene от греч. κηρός - воск) - смеси углеводородов (от C 12 до C 15), выкипающие в интервале температур 150-250 °C, прозрачная, слегка маслянистая на ощупь, горючая жидкость, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти.

1. Свойства и состав

Плотность 0,78-0,85 г/см³ (при 20 °C), вязкость 1,2-4,5 мм²/с (при 20 °C), температура вспышки 28-72 °C, теплота сгорания ок. 43 МДж/кг.

В зависимости от химического состава и способа переработки нефти, из которой получен керосин, в его состав входят:

• предельные алифатические углеводороды - 20-60 %
• нафтеновые 20-50 %
• бициклические ароматические 5-25 %
• непредельные - до 2 %
• примеси сернистых, азотистых или кислородных соединений.

2. История

В 1853 году, во Львове работники аптеки Петра Миколяша «Под золотой звездой», Игнатий Лукасевич и Ян Зег разработали методику дистилляции и очистки нефти Теперь можно было начать производство керосина, или «новой камфины», как называл керосин Лукашевич. В декабре 1853 года ученые получили австрийский патент. В этом же году Зег открыл во Львове первое небольшое нефтеперерабатывающее предприятие. В XIX веке из продуктов перегонки нефти использовали только керосин (для освещения), а получавшийся бензин и другие нефтепродукты имели крайне ограниченное применение. Например, бензин применялся в аптекарских и ветеринарных целях, а также в качестве бытового растворителя, и поэтому большие его запасы нефтепромышленники попросту выжигали в ямах или сливали в водоёмы. В 1911 году керосин уступил бензину своё лидирующее положение на мировом рынке нефтепродуктов из-за распространения двигателей внутреннего сгорания и электрического освещения. Вновь значение керосина начало возрастать только с 1950-х, ввиду развития реактивной и турбовинтовой авиации, для которой именно этот вид нефтепродуктов (авиакеросин) оказался практически идеальным топливом.

Интересно и происхождение слова керосин. Так, в Русской энциклопедии (т. 10, с. 42), изданной в Петербурге книжным товариществом «Деятель», сказано: «Керосин… введен в продажу торговым домом „Кэрръ и сынъ“ („Care and Son“), отсюда название». Однако в Большой советской энциклопедии мы читаем: «Керосин (англ. kerosene, от греческого kerós - воск)»

3. Получение

Получается путём перегонки или ректификации нефти, а также вторичной переработкой нефти. При необходимости подвергается гидроочистке.

4. Применение

Керосин применяют как реактивное топливо, горючий компонент жидкого ракетного топлива, горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов, в аппаратах для резки металлов, как растворитель (например для нанесения пестицидов), сырьё для нефтеперерабатывающей промышленности. Керосин может использоваться как заменитель зимнего и арктического дизтоплива для дизельных двигателей, однако необходимо добавить противоизносные и цетаноповышающие присадки; цетановое число керосина около 40, ГОСТ требует не менее 45. Для многотопливных двигателей (на основе дизеля) возможно применение чистого керосина и даже бензина АИ-80. Допускается добавление до 20 % керосина в летнее дизельное топливо для снижения температуры застывания, при этом не ухудшаются эксплуатационные характеристики. Также керосин - основное топливо для проведения фаершоу (огненных представлений), из-за хорошей впитываемости и относительно низкой температуры горения. Применяется так же для промывки механизмов, для удаления ржавчины.

4.1. Авиационный керосин

Авиационный керосин, или авиакеросин, служит в турбовинтовых и турбореактивных двигателях летательных аппаратов не только топливом, но также хладагентом и применяется для смазывания деталей топливных систем. Поэтому он должен обладать хорошими противоизносными (характеризуют уменьшение изнашивания трущихся поверхностей в присутствии топлива) и низкотемпературными свойствами, высокой термоокислительной стабильностью и большой удельной теплотой сгорания.

4.2. Ракетное топливо

Керосин применяется в ракетной технике в качестве углеводородного горючего и одновременно рабочего тела гидромашин. Использование керосина в ракетных двигателях было предложено Циолковским в 1914 году. В паре с жидким кислородом используется на нижних ступенях многих РН: отечественных - «Союз», «Молния», «Зенит», «Энергия»; американских - серий «Дельта» и «Атлас». Для повышения плотности, и, тем самым, эффективности ракетной системы, топливо часто переохлаждают. В СССР в ряде случаев использовался синтетический заменитель керосина, синтин, позволявший поднять эффективность работы двигателя, разработанного под керосин, без существенных изменений в конструкции. В перспективе предполагается замена керосина на более эффективные углеводородные горючие - метан, этан, пропан и т. п.

4.3. Технический керосин

Технический керосин используют как сырьё для пиролитического получения этилена, пропилена и ароматических углеводородов, в качестве топлива в основном при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, как растворитель при промывке механизмов и деталей. Деароматизированный путём глубокого гидрирования керосин (содержит не более 7 % ароматических углеводородов) - растворитель в производстве ПВХ полимеризацией в растворе. В керосин, используемый в моечных машинах, для предупреждения накопления зарядов статического электричества добавляют присадки, содержащие соли магния и хрома. В России нормы на технический керосин задаются ГОСТ 18499-73 «Керосин для технических целей»

4.4. Осветительный керосин

Керосин такого типа в основном применяют в керосиновых или в калильных лампах, а также в качестве топлива и растворителя. Качество такого керосина в лампах определяется в основном высотой некоптящего пламени. Существенное влияние на ВНП оказывает само качество и состав керосина. Улучшению качеств керосина может содействовать гидроочистка.

4.4.1. Характеристики осветительного керосина

Нормы характеристик осветительных керосинов в России задаются стандартами ГОСТ 11128-65 «Керосин осветительный из сернистых нефтей» и ГОСТ 4753-68 «Керосин осветительный», по последнему стандарту показатели следующие: