JP-10 (топливо)
Реактивное топливо

Топливо JP-10 (Jet Propellant 10) — реактивное топливо , предназначенное и используемое в основном в качестве топлива для ракет . Разработанное для военных целей, оно не является топливом на основе керосина .

Разработанный как топливо для газовых турбин крылатых ракет , [1] он содержит в основном экзо-тетрагидродициклопентадиен ( синтетическое топливо ) и адамантан . [ необходима ссылка ] Однако его обычно классифицируют как однокомпонентное топливо, а также как углеводород . [2] Его получают путем каталитического гидрирования дициклопентадиена с последующей изомеризацией.

Он заменил JP-9, представляющий собой смесь топлива RJ-5 на основе норборнадиена , тетрагидродициклопентадиена и метилциклогексана , из-за более низкого предела рабочей температуры и примерно в четыре раза более низкой цены. [3] Поскольку отсутствие летучего метилциклогексана затрудняет его воспламенение, для запуска двигателя требуется отдельная заливочная жидкость PF-1 с примерно 10-12% этой добавки. [3] Его основное применение - в ракетах Tomahawk . [4]

Русский аналог называется децилин .

Химические свойства топлива JP-10

  • Химическая формула: C10H16 [ 5 ]
  • Соотношение H/C (водород/углерод) [6] (моль): 1,6 [5]
  • Средняя молекулярная масса (г/моль): 136,2 [5]
  • Низшая теплота сгорания (НТС) [7] (МДж/кг): 43,0 [5]

Использует

JP-10 поглощает тепловую энергию, поэтому является эндотермическим с относительно высокой плотностью 940 кг/м 3 . Он имеет низкую температуру замерзания менее −110 °C (−166 °F) и температуру вспышки 130 °F (54 °C). Высокая плотность энергии 39,6 МДж/л делает его идеальным для военных аэрокосмических применений - его основного применения. Химия воспламенения и горения была тщательно изучена. [8] [9] [10] Экзо-изомер также имеет низкую температуру замерзания. [11] [12] Его другие свойства также были тщательно изучены. [13] [14] [15] [16] [17]

Несмотря на то, что его используют в основном в военных целях, относительно высокая стоимость привела к проведению исследований с целью поиска менее затратных путей, включая использование целлюлозных материалов . [18]

Дальнейшие исследования

Текущие и прошлые направления исследований сосредоточены на:

  • Пиролиз и кинетика топлива. [19] [20]
  • Каталитическое добавление наночастиц, например, на основе оксида церия (IV) . [21]
  • Катализ для эндо-экзо-изомеризации. [22] [23]
  • Использование добавок в JP-10 для различных улучшений. [24] [25]

Ссылки

  1. ^ Свойства авиационного топлива (PDF) . Координационный исследовательский совет. 1983. стр. 3. Отчет CRC № 530. Архивировано из оригинала (PDF) 22.07.2012 . Получено 06.12.2023 .
  2. ^ Ciccarelli, G.; Card, J. (февраль 2006 г.). «Детонация в смесях паров JP-10 и воздуха». Журнал AIAA . 44 (2): 362– 367. Bibcode : 2006AIAAJ..44..362C. doi : 10.2514/1.18582. ISSN  0001-1452.
  3. ^ ab Martel, Charles R. (1987). Военное реактивное топливо, 1944-1987. Лаборатория авиационного движения, Лаборатории авиации Райта ВВС, Командование систем ВВС, ВВС США. стр. 10.
  4. ^ Коггесхолл, Кэтрин. «Революция топлива Томагавка». Национальная лаборатория Лос-Аламоса . Архивировано из оригинала 21 мая 2020 года . Получено 20 мая 2020 года .
  5. ^ abcd "JP10 specs". web.stanford.edu . Получено 2024-05-20 .
  6. ^ "h/c ratio - Поиск Google". www.google.com . Получено 2024-05-20 .
  7. ^ "Теплота сгорания", Википедия , 2024-05-08 , получено 2024-05-20
  8. ^ "Экзо-трицикло[5.2.1.0(2.6)]декан". webbook.nist.gov . Получено 2023-10-03 .
  9. ^ Ли, Южная Каролина; Варатараджан, Б.; Уильямс, ФА (декабрь 2001 г.). «Химия зажигания JP-10». Журнал АИАА . 39 (12): 2351–2356 . Бибкод : 2001AIAAJ..39.2351L. дои : 10.2514/2.1241. ISSN  0001-1452.
  10. ^ Дэвидсон, Д.Ф.; Хорнинг, Д.К.; Хербон, Дж.Т.; Хансон, РК (01.01.2000). «Измерения с помощью ударной трубки зажигания JP-10». Труды Института горения . 28 (2): 1687– 1692. Bibcode : 2000PComI..28.1687D. doi : 10.1016/S0082-0784(00)80568-8. ISSN  1540-7489.
  11. ^ Эрбине, Оливье; Сиржан, Батист; Бунасер, Рода; Фурне, Рене; Баттен-Леклер, Фредерик; Скакки, Жерар; Маркуайр, Поль-Мари (1 октября 2006 г.). «Основной механизм термического разложения трициклодекана». Журнал физической химии А. 110 (39): 11298–11314 . Бибкод : 2006JPCA..11011298H. дои : 10.1021/jp0623802. ISSN  1089-5639. ПМИД  17004739.
  12. ^ Wu, Junjun; Gao, Lu Gem; Ning, Hongbo; Ren, Wei; Truhlar, Donald G. (2020-06-01). «Прямая динамика большой сложной углеводородной реакционной системы: реакция OH с экзо-трициклодеканом (основным компонентом реактивного топлива-10)». Горение и пламя . 216 : 82–91 . Bibcode : 2020CoFl..216...82W. doi : 10.1016/j.combustflame.2020.02.019 . ISSN  0010-2180. S2CID  216384271.
  13. ^ "Экзо-трицикло[5.2.1.0(2.6)]декан". Cheméo . Получено 2023-10-03 .
  14. ^ Seiser, R.; Niemann, U.; Seshadri, K. (2011-01-01). "Экспериментальное исследование горения н-декана и JP-10 в непредварительно смешанных потоках". Труды Института горения . 33 (1): 1045–1052 . Bibcode :2011PComI..33.1045S. doi :10.1016/j.proci.2010.06.078. ISSN  1540-7489.
  15. ^ Тао, Юйцзе; Сюй, Руй; Ван, Кунь; Шао, Цзянькунь; Джонсон, Сара Э.; Мовагар, Ашкан; Хан, Сюй; Парк, Джи-Вунг; Лу, Тяньфэн; Брезинский, Кеннет; Эголпопулос, Фокион Н.; Дэвидсон, Дэвид Ф.; Хансон, Рональд К.; Боуман, Крейг Т.; Ван, Хай (01.12.2018). "Физический подход к моделированию химии реального сгорания топлива III. Модель кинетики реакции JP10". Горение и пламя . 198 : 466– 476. Bibcode : 2018CoFl..198..466T. doi : 10.1016/j.combustflame.2018.08.022. ISSN  0010-2180. S2CID  104745782.
  16. ^ Ли, Хэн; Лю, Гочжу; Цзян, Ронгпэй; Ван, Ли; Чжан, Сянвэнь (2015-05-01). «Экспериментальное и кинетическое моделирование пиролиза экзо-ТЦД при низком давлении». Горение и пламя . 162 (5): 2177– 2190. Bibcode :2015CoFl..162.2177L. doi :10.1016/j.combustflame.2015.01.015. ISSN  0010-2180.
  17. ^ Goh, KHH; Geipel, P.; Hampp, F.; Lindstedt, RP (2013-01-01). «Переход режима от предварительно смешанного к беспламенному окислению в турбулентных пламенах JP-10». Труды Института горения . 34 (2): 3311– 3318. Bibcode : 2013PComI..34.3311G. doi : 10.1016/j.proci.2012.06.173. ISSN  1540-7489.
  18. ^ Ли, Гуаньи; Хоу, Баолинь; Ван, Айцинь; Синь, Сюлян; Конг, Ю; Ван, Сяодун; Оболочка; Чжан, Тао (26 августа 2019 г.). «Сделать супертопливо JP-10 доступным с помощью лигноцеллюлозного платформенного соединения». Angewandte Chemie, международное издание . 58 (35): 12154–12158 . doi :10.1002/anie.201906744. ISSN  1433-7851.
  19. ^ Chenoweth, Kimberly; van Duin, Adri CT; Dasgupta, Siddharth; Goddard III, William A. (2009-03-05). «Механизмы инициирования и кинетика пиролиза и горения углеводородного реактивного топлива JP-10». Журнал физической химии A. 113 ( 9): 1740– 1746. Bibcode : 2009JPCA..113.1740C. doi : 10.1021/jp8081479. ISSN  1089-5639.
  20. ^ Чжун, Бэй-цзин; Цзэн, Чжао-мэй; Чжан, Хоу-чжэнь (2022-03-15). "Экспериментальное и кинетическое моделирование горения JP-10". Fuel . 312 : 122900. Bibcode :2022Fuel..31222900Z. doi :10.1016/j.fuel.2021.122900. ISSN  0016-2361.
  21. ^ Ван Девенер, Брайан; Андерсон, Скотт Л. (2006-09-01). «Распад и сгорание топлива JP-10, катализируемое наночастицами CeO 2 и Fe 2 O 3». Энергия и топливо . 20 (5): 1886– 1894. doi :10.1021/ef060064g. ISSN  0887-0624.
  22. ^ Хуан, Мин-Ю; Ву, Джунг-Чунг; Шиеу, Фу-Шэн; Линь, Цзян-Джен (2011-03-01). «Подготовка высокоэнергетического топлива JP-10 с помощью хлоралюминатного ионного жидкого катализатора с регулируемой кислотностью». Топливо . 90 (3): 1012– 1017. Bibcode :2011Fuel...90.1012H. doi :10.1016/j.fuel.2010.11.041. ISSN  0016-2361.
  23. ^ Син, Эньхуэй; Ми, Чжэньтао; Синь, Чэнвэй; Ван, Ли; Чжан, Сянвэнь (2005-04-20). «Эндо-экзоизомеризация тетрагидродициклопентадиена, катализируемая коммерчески доступными цеолитами». Журнал молекулярного катализа A: Chemical . 231 (1): 161– 167. doi :10.1016/j.molcata.2005.01.015. ISSN  1381-1169.
  24. ^ E, Xiu-tian-feng; Pan, Lun; Zhang, Xiangwen; Zou, Ji-Jun (2020-09-15). "Влияние добавки квадрициклана на свойства воспламенения и горения топлива высокой плотности JP-10". Fuel . 276 : 118047. Bibcode :2020Fuel..27618047E. doi :10.1016/j.fuel.2020.118047. ISSN  0016-2361.
  25. ^ Chung, HS; Chen, CSH; Kremer, RA; Boulton, JR; Burdette, GW (1999-05-01). "Последние разработки в области жидких углеводородных топлив высокой плотности". Energy & Fuels . 13 (3): 641– 649. doi :10.1021/ef980195k. ISSN  0887-0624.

Дальнейшее чтение

  • Шмидт, Эккарт В. (2022). «Реактивное топливо JP-10». Реактивное топливо . Энциклопедия жидкого топлива . Де Грютер. стр.  3545–3578 . doi : 10.1515/9783110750287-030. ISBN 978-3-11-075028-7.


Значок заглушки

Эта статья об авиации — заготовка . Вы можете помочь Википедии, расширив ее.

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=JP-10_(fuel)&oldid=1264330918"