Ученые из НИТУ «МИСиС» оценили, как нано- и микрочастицы различных металлов влияют на скорость горения ракетного топлива. Самым эффективным металлом оказалась медь. Статья исследователей опубликована в журнале Propellants, Explosives, Pyrotechnics.

В состав ракетного топлива обычно входит горючее, окислитель и катализатор. Первые два реагента вступают в реакцию друг с другом, а третий нужен для снижения энергии ее активации и ускорения. Чем выше скорость такого процесса, тем быстрее будет выходить реактивная струя из сопла и тем эффективнее будет взлет ракеты.

Сегодня в качестве горючего в твердом ракетном топливе применяются циклические нитрамины. Но существующие катализаторы — производные стеариновой кислоты — практически никак не влияют на эффективность процесса окисления этих соединений. Это накладывает ограничения на скорость горения топлива. Поэтому исследователи уже давно стараются найти новые катализаторы для горения различных видов топлива.

Свой вариант предложили и российские ученые. В их модельной системе в качестве горючего выступал порошок алюминия. Для катализа реакции ученые использовали нано- и микродобавки алюминия, бора, цинка, никеля, меди, молибдена и их оксидов. Оказалось, что бор увеличил скорость горения алюминизированного топлива на 10%, цинк — от 130% до 260% в зависимости от давления в камере сгорания, а медь — на 500%, то есть в пять раз.

«Традиционно для катализа многих реакций используется именно медь, — отметил главный автор разработки, профессор НИТУ «МИСиС» Александр Громов. — Она проявляет особую активность и в процессах горения. Однако до настоящего времени не было понятно, как нанопорошок меди влияет на процесс горения реактивного топлива».

В будущем исследователи планируют изучить физико-механические свойства составов, показавших наибольшую эффективность. Затем авторы планируют изготовить и испытать опытные образцы.