НОВОЕ ТОПЛИВО: Тринитрамид

[KBOB]

Открыто новое соединение - тринтрамид N(N02)3, потенциально может являться КРИОГЕННЫМ  :lol: ракетным топливом.
http://en.wikipedia.org/wiki/Trinitramid

http://ru.wikipedia.org/wiki/Тринитрамид

Пока получен только в виде раствора при температуре ниже нуля - в чистом виде видимо жидкий (или с температурой плавления <100C). Работает как окислитель, заменяет тетраоксид диазота.
 http://ru.wikipedia.org/wiki/Тетраоксид_диазота
 
 http://kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:360054/FULLTEXT01 (10.6 Мб)
 глава 5.3.6

TNA is predicted to decompose through TS7, which corresponds to a free energy of activation of 27.9 kcal/mol in the gas-phase, and approximately 20-22 kcal/mol in solution. The low barrier heights make preparation and handling of TNA cumbersome. However, if proper low-temperature methods are devised it could prove useful in cryogenic propulsion engines.
 The molecule's predicted solid-state heat of formation (48.4 kcal/mol), together with its high oxygen balance enables very favorable performance characteristics as a rocket propellant oxidizer. TNA is expected to provide specific impulses (Ns/kg) comparable to both liquid oxygen-liquid hydrogen and AP/Al references. Due to a high density, a TNA propellants is expected to provide a roughly 30 % higher density impulse (Ns/L) than liquid oxygen, a 16-20 % improvement to N2O4 when combusting hydrogen rich fuels, and a 19 % increase as compared to AP, when combusting aluminum.

[Arie]

Открыто новое соединение - тринтрамид N(N02)3, потенциально может являться ракетным топливом.
http://en.wikipedia.org/wiki/Trinitramid

http://ru.wikipedia.org/wiki/Тринитрамид

Я не понял - это что ? Окислитель ? Жидкий, твердый ?
Какой можно импульс получить при его использовании (энергия реакции какая) ?
И лучше он чего( а то какие-то 20-30% называют) ? Сегодняшних порохов, или лучшего ракетного топлива (водород+кислород) ?

[KBOB]

Открыто новое соединение - тринтрамид N(N02)3, потенциально может являться ракетным топливом.
http://en.wikipedia.org/wiki/Trinitramid

http://ru.wikipedia.org/wiki/Тринитрамид

Я не понял - это что ? Окислитель ? Жидкий, твердый ?
Какой можно импульс получить при его использовании (энергия реакции какая) ?
И лучше он чего( а то какие-то 20-30% называют) ? Сегодняшних порохов, или лучшего ракетного топлива (водород+кислород) ?

Он пока получен только в виде раствора - в чистом виде видимо жидкий (или с температурой плавления <100C). Работает как окислитель, заменяет тетраоксид диазота.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Тетраоксид_диазота

Очень полезен с точки зрения экологии поскольку не содержит хлора  :lol:

http://kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:360054/FULLTEXT01 (10.6 Мб)
глава 5.3.6

[Arie]

Он пока получен только в виде раствора - в чистом виде видимо жидкий (или с температурой плавления <100C). Работает как окислитель, заменяет тетраоксид диазота.

Жидкий - это хорошо.
А импульс кто нибудь может прикинуть (с керосином, водородом и гептилом) ?

http://ru.wikipedia.org/wiki/Тетраоксид_диазота
Очень полезен с точки зрения экологии поскольку не содержит хлора  :lol:

В остальном наверное еще токсичнее амила ?

[Arie]

http://kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:360054/FULLTEXT01 (10.6 Мб)
глава 5.3.6

TNA is expected to provide specific impulses (Ns/kg)
comparable to both liquid oxygen-liquid hydrogen and AP/Al references.
То бишь:
Ожидается, что Тринитрамид обеспечит импульс соизмеримый как с ЖК/ЖВ так и AP(?) с алюминием.

 Еще бы цифры найти.

[KBOB]

http://kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:360054/FULLTEXT01 (10.6 Мб)
глава 5.3.6

TNA is predicted to decompose through TS7, which corresponds to a free energy of activation of 27.9 kcal/mol in the gas-phase, and approximately 20-22 kcal/mol in solution. The low barrier heights make preparation and handling of TNA cumbersome. However, if proper low-temperature methods are devised it could prove useful in cryogenic propulsion engines.
    The molecule's predicted solid-state heat of formation (48.4 kcal/mol), together with its high oxygen balance enables very favorable performance characteristics as a rocket propellant oxidizer. TNA is expected to provide specific impulses (Ns/kg) comparable to both liquid oxygen-liquid hydrogen and AP/Al references. Due to a high density, a TNA propellants is expected to provide a roughly 30 % higher density impulse (Ns/L) than liquid oxygen, a 16-20 % improvement to N2O4 when combusting hydrogen rich fuels, and a 19 % increase as compared to AP, when combusting aluminum.

[Arie]

The low barrier heights make preparation and handling of TNA cumbersome. However, if proper low-temperature methods are devised it could prove useful in cryogenic propulsion engines.

И чем оно лучше ЖК ?

[KBOB]

The low barrier heights make preparation and handling of TNA cumbersome. However, if proper low-temperature methods are devised it could prove useful in cryogenic propulsion engines.

И чем оно лучше ЖК ?

Плотность выше (расчетная 2.0), может взорваться.

[октоген]

Не может взорваться, а скорее обязательно взорвется. Как перхлорат нитрония... В общем, пока у нас довели Аммония динитрамид до технологии снаряжения РДТТ с топливом на его основе  прошло 20+ лет. И что-то у меня огромные сомнения что УИ будет лучше чем кислород-водород.

[Monoceros]

Загнал в решатель с энергией образования 48.4 ккал/моль и плотностью 2, с алюминием и HTPB. Решатель говорит что оптимальное соотношение TNA 68%, Ал 9%, HTPB 23%. Первый раз вижу ТРТ которое с прибавлением алюминия с некоторой границы уменьшает уи (точнее сказать, обычно эта граница очень высоко). Это все потому, что алюминий хорош с окислителями в которых мало кислорода но много водорода. Поэтому всякие алюминалы - гавно! Ой, о чем это я... :roll: Кроме того многовато связки, ему видимо нужно что-то более водородсодержащее, например, ПЭ.
Вобщем, в конфигурации TNA-Al-HTPB уи получается практически как у вонючки. При 68атм в кс с расширением до 1атм уи 276.7-287.3сек, у вонючки 275.8-287.7. Плотность ТРТ 1.6029 г/мл, что существенно больше.

[Monoceros]

Не может взорваться, а скорее обязательно взорвется.

Я тоже так думаю, однако ПХА долго не занимались потому как считалось что он будет еще менее устойчив чем хлорат. Так что мало ли

[KBOB]

Не может взорваться, а скорее обязательно взорвется. Как перхлорат нитрония... В общем, пока у нас довели Аммония динитрамид до технологии снаряжения РДТТ с топливом на его основе  прошло 20+ лет. И что-то у меня огромные сомнения что УИ будет лучше чем кислород-водород.

Можете назвать в какой РДТТ АДНА применен впервые?

[Местный]

Раствор-это что-то,в чем-то.А,жидкая фаза-это другое,окислитель очередной.

[Theoristos]

Так в "Ignition!..." про него было. Взрывается.

[VAA]

Добрался после выходных до оригинальной статьи в Angewandte.  Из нее можно сделать следующие выводы.
Тринитрамид в чистом виде выделен не был, а был получен и охарактеризован в качестве раствора в ацетонитриле с помощью инфракрасной и ЯМР спектроскопии.  Причём, судя по спектрам, в очень разбавленном состоянии, и его сигналы слабо выделялись на фоне оных от исходных материалов и побочных продуктов.
Почти все данные для этого соединения – расчётные.  
Расчётная нтальпия образования составляет 54.8=+-2 kca/mol.
Расчётная энтальпия гомолитической (с образованием двух радикалов) диссоциации N-N связи в газовой фазе (наиболее энергетический выгодный путь распада в газовой фазе) составляет около 28 kcal/mol.  В растворе предполагаемый механизм разложения меняется, при этом барьер уменьшается до 20–23 kcal/mol.  Соответственно, рассчитанная стабильность в растворе составляет: время полураспада (half-life)  примерно 10 дней при -40 С и примерно 230 лет при -80 С.  Подобные параметры оставляют мало надежд на практическое применение.
Расчётная плотность в твёрдом состоянии составляет 2.00+-0.06 г/см3, но о возможном агрегатном состоянии при разных температурах данных, ввиду их отсутствия, не приводится.
Ещё приведены цифры для расчетов уи для разных топливных пар в виде таблицы, но мне нелегко бы был ее сюда перепечатать.  В пересчёте на массу уи почти полностью соответствует тетраоксиду азота, только в пересчёте на плотность появляются небольшие преимущества.
Вообще, умиляет, что тринитрамид называют потенциальным green oxidizer; чем, спрашивается, тертаоксид азота тогда не зелёный? :wink:

[Monoceros]

Вообще, умиляет, что тринитрамид называют потенциальным green oxidizer; чем, спрашивается, тертаоксид азота тогда не зелёный? :wink:

Чем, спрашивается, тринитрамид лучше оксида азота (V)?

[VAA]

Чем, спрашивается, тринитрамид лучше оксида азота (V)?

С какой точки зрения?  Если с точки зрения "green", то, думаю, одинаково, оба будут давать при разложении/взаимодеиствии с водой тот же ядовитый диоксид азота.
Но, думаю, с других точек зрения ничем не лучше.
Не понятно, вообще, почему такую статью приняли в Angewandte. Экспериментальные результаты интересные, но предварительные; рассчёты же подобного плана производились несколько раз и публиковались в более специализированных журналах.

[Salo]

http://www.dailytechinfo.org/space/1951-shvedskie-uchenye-nashli-veshhestvo-kotoroe-mozhet-stat-bolee-yeffektivnoj-zamenoj-raketnomu-toplivu.html

27 декабря 2010
Шведские ученые нашли вещество, которое может стать более эффективной заменой ракетному топливу.[/size]


Молекула тринитрамида

В настоящее время многие ученые и исследователи ведут поиски новых, нетрадиционных, методов и технологий, использование которых позволит доставлять грузы с поверхности Земли в околоземное космическое пространство. Но пока такие исследования не принесли никаких практических результатов, так что людям стоит продолжать использовать старые проверенные средства, такие как ракеты-носители. Оказывается, ученые ведут исследования и в этом направлении, целью которых является улучшение характеристик уже существующей космической техники. Одним из важных направлений являются исследования по разработке новых видов ракетного топлива и ученые из Швеции полагают, что им удалось обнаружить химическое соединение, которое может увеличить на целых 30% эффективность ракетного топлива по сравнению с топливом, используемым в настоящее время. Это открытие, с большим процентом вероятности, может оказать большое влияние на размеры, грузоподъемность и дальность действия будущих космических аппаратов.

"Известна эмпирическая зависимость, гласящая о том, что увеличение эффективности ракетного топлива всего на десять процентов позволяет удвоить вес полезного груза, доставляемого ракетой в космос. Найденное нами вещество состоит только из атомов азота и кислорода, что делает продукты его сгорания практически безвредными для окружающей среды" - рассказывает Торе Бринк (Tore Brinck), профессор физической химии из Королевского технологического института (Royal Institute of Technology, KTH) в Швеции. - "Последнее свойство нового вещества имеет весьма важное значение с учетом того, что каждый запуск шаттла в настоящее время эквивалентен выбросу в окружающую среду 550 тонн концентрированной соляной кислоты".

Бринк и его команда обнаружили новое вещество в группе сложных оксидов азота, в которую входит всего восемь разновидностей вещества, большинство из которых были открыты еще в 18-м столетии. Молекула этого вещества, тринитрамида (trinitramid), имеет формулу N(NO2)3 и является самой большой молекулой из группы сложных окисей азота.

Ученые уже успешно произвели некоторое количество этого вещества, проанализировали его состав и проверили его эффективность. Но, по их словам, еще есть немало работы, которую предстоит сделать до момента получения нового работоспособного ракетного топлива. "Нам еще неизвестно, насколько устойчивыми будут молекулы этого вещества, приведенного под влиянием внешних воздействий в твердую форму" - говорит Торе Бринк.

Они его похоже в РДТТ предлагают использовать.

[KBOB]

ссылка на статью
http://www.chemport.ru/forum/download/file.php?id=65038


Со стабильность тринитрамида может оказаться все не так и плохо.
Например для динитрамида была найдена очень стабильная соль (N-guanylurea dinitramide or FOX-12 or GuDN)
http://www2.foi.se/rapp/foir2312.pdf
в статье на рис. 3 показана кристаллическая струкура этой соли, которая стабилизирована многочисленными водородными связями.

Возможно и для тринитрамида найдется способ стабилизации.

[hecata]

Так в "Ignition!..." про него было. Взрывается.

Из Ignition! вообще легко делается вывод, что все, что не применяется сегодня в ракетах либо взрывается, либо страшно ядовидо/коррозийно (типа ClF5), либо очень недешево, а чаще всего все три сразу