Исходя из названия, многие могут подумать, что данное топливо имеет какое-то отношение к печально известному гептилу, которым заправляли советские боевые межконтинентальные ракеты. При всех своих достоинствах, гептил был зверски токсичным и погубил ни одну жизнь советских и российских ракетчиков и техников. Так вот нафтил с ним не имеет ни чего общего, он абсолютно экологичен. Приблизительно как всем известный керосин. Конечно пить его не стоит, но и никто от контакта с ним не отравится. Но перейдём собственно к описанию топлива и к процессу перехода на него.
Содержание:
Тихая революция
Не многие знают, но одним из самых распространенных видов топлива для ракет, которые отправляют спутники и космонавтов в космос, является керосин.
Да-да. Так же, как и в самолетах, например. Конечно, «космический» керосин немного отличается от авиационного, но по-сути это то же топливо, что и в пассажирских самолетах, на которых многим из нас доводилось летать.
Просто самолет берет окислитель (атмосферный кислород) из окружающего воздуха, а вот ракета вынуждена нести запас окислителя (жидкий кислород) с собой. Горит же, что в самолете, что в ракете – керосин (например, его используют в знаменитых двигателях РД-180, которые у нас до недавнего времени покупали американцы).
При этом, у керосина есть как свои плюсы (дешевый, относительно экологичный, простой в хранении и транспортировке и т.д.), так и существенные минусы.
В частности, керосин дает большое количество нагара, который оседает на внутренней части двигателя, снижает его энергетическую эффективность и ухудшает теплоотдачу (двигатель сильнее нагревается).
Кроме того, керосин не обладает таким хорошим удельным импульсом (грубо, говоря, «мощи в нем мало»), как тот же водород, об использовании которого в ракетах грезят американцы.
В этой связи в России еще с 2017 года ведутся эксперименты по использованию совершенно нового ракетного топлива, которое называется:
Нафтил
Новое российское ракетное топливо представляет собой прозрачную жидкость со специфическим ароматом очищенного керосина. Подобно другим керосиновым топливам, «нафтил» не вызывает коррозионных эффектов и не ограничивает использование различных конструкционных материалов в двигателях, работающих на нём. Это топливо классифицировано как малоопасное (4-й класс), его паровые концентрации при обычных условиях безопасны для человека.
Для сравнения, гептил относится к наиболее опасному, 1-му классу. А керосин к третьему.
Молекулярная формула РГ-1 «нафтил» — С12,79Н24,52. В составе этого топлива присутствуют различные углеводороды в следующих пропорциях:
- парафины — от 10 до 12 %,
- нафтены — от 85 до 88 %,
- ароматические соединения — от 2,5 до 3 %.
Кроме того, в нафтил добавляются антиокислительные присадки, предотвращающие образование отложений в двигателе, а полимерные присадки могут уменьшать гидравлические потери в турбонасосных агрегатах, что способствует увеличению тяги двигателя. Свойства топлива регламентируются ТУ 38-001244-81.
Теплотворная способность «нафтила» РГ-1 составляет 43000 кДж/кг, а плотность равна 0,833 г/см³.
Известно, что с осени 2022 года все ракеты, которые будут стартовать с космодрома «Восточный» (это ракеты «Союз» и «Ангара») начнут заправляться нафтилом.
Ракета «Ангара»
Главные преимущества нафтила:
-
Он очень экологичен (пишут, что максимально экологичен по сравнению с тем же керосином, и уж тем более сверхтоксичным гептилом)
-
Он не создает нагара, как керосин, а значит увеличится КПД и снизится нагрев двигателя
-
Его удельный импульс выше, чем у керосина. То есть тяга такого двигателя будет сильнее, если говорить по-простому.
-
При этом, не потребуется существенной доработки двигателя, чтобы перевести его с керосина на новое горючее (я так понимаю, это примерно как перевести двигатель автомобиля с бензина на газ).
Самое интересное, что нафтил производит одна единственная компания в мире – «Ангарская нефтехимическая компания«. Она располагается в Иркутской области (в городе Ангарск) и является дочерней компанией «Роснефти».
Перспективы ракетного двигателестроения
Дискуссии о том, что ракетная индустрия достигла определенного предела и ей требуется переход на альтернативные виды топлива, идут уже долгое время. Водород вызывает немало оптимизма, однако для его внедрения необходимо разрабатывать новые типы двигателей. А это дополнительные и очень немалые финансы. Нафтил же, напротив, безопасен и не требует создания новых двигателей, его можно использовать в существующих моторах. Это предоставляет преимущество здесь и сейчас, а не в далекой перспективе. Таким образом, можно продолжать разрабатывать водородные двигатели, но в настоящее время использовать более эффективный, чем керосин, нафтил для полетов.
Кстати, не менее интересны перспективы применения нафтилы в других отраслях. Может он подойдёт в качестве авиатоплива. Ну а ракетопланы им заправлять сам бог велел.
Источники:
