Введение
Хранимое гиперголическое ракетное топливо
NOTOC
Aerozine 50 – это смесь гидразина и несимметричного диметилгидразина (UDMH) в соотношении 50:50 по весу, разработанная в конце 1950-х годов компанией Aerojet General Corporation как хранимое, высокоэнергетическое гиперголическое топливо для ракетных двигателей МБР Titan II. Aerozine 50 продолжает широко использоваться в качестве ракетного топлива, как правило, с тетраоксидом диазота в качестве окислителя, с которым оно гиперголично. Aerozine 50 стабильнее чистого гидразина и имеет более высокую плотность и температуру кипения, чем UDMH. Чистый гидразин обладает большей эффективностью, чем Aerozine 50, но неудобной температурой замерзания – 2 °C. Смесь гидразина и UDMH имеет значительно более низкую температуру замерзания благодаря снижению температуры замерзания. Кроме того, UDMH – более стабильная молекула, что снижает вероятность неожиданного разложения гидразина, повышает безопасность и позволяет использовать смесь в качестве охлаждающей жидкости в двигателях с регенеративным охлаждением. Это топливо в основном используется для межпланетных зондов и двигательных установок космических аппаратов. В отличие от других, более распространенных компонентов, таких как жидкий кислород или жидкий водород, Aerozine 50 остается жидким при комнатной температуре и может храниться в жидком состоянии без значительного испарения, что делает его более подходящим для длительных межпланетных миссий. Aerozine 50 широко использовалось в МБР и их производных ракетах-носителях, таких как основные ступени ракет Titan II/III/IV, поскольку МБР требует длительного хранения и возможности запуска в короткие сроки – ракета должна храниться уже заправленной. Это топливо также применялось в верхних ступенях, созданных на базе МБР, например, в ракете Delta II. Оно также использовалось в лунном модуле "Аполлон" и двигательной установке служебного модуля "Аполлон". Семейство ракет Ariane 1 – Ariane 4 использовало близкое по составу топливо – смесь 75% UDMH и 25% гидразингидрата под названием UH 25. Aerozine не используется в качестве монопропеллента (топлива, которое не смешивается ни с чем). Дополнительная стабильность, обеспечиваемая метильными группами, влияет на реакционную способность и тягу. В 1980 году утечка Aerozine 50 привела к взрыву ракеты Titan в Дамаске в 1980 году. Утечка произошла из-за прокола топливного бака первой ступени ракеты упавшим инструментом. В результате первоначального взрыва была разрушена шахтная дверь весом 740 тонн, и вторая ступень и боеголовка были выброшены из шахты. Вторая ступень ракеты Titan взорвалась, а боеголовка W53 упала в 30 метрах от портала шахты, не взорвавшись и не вызвав утечки делящихся материалов.
NOTOC
Aerozine 50 is a 50:50 mix by weight of hydrazine and unsymmetrical dimethylhydrazine (UDMH), originally developed in the late 1950s by Aerojet General Corporation as a storable, high energy, hypergolic fuel for the Titan II ICBM rocket engines. Aerozine continues in wide use as a rocket fuel, typically with dinitrogen tetroxide as the oxidizer, with which it is hypergolic. Aerozine 50 is more stable than hydrazine alone, and has a higher density and boiling point than UDMH alone. Pure hydrazine has a higher performance than Aerozine 50, but an inconvenient freezing point of 2 °C. A mix of hydrazine and UDMH has a far lower freezing point due to freezing point depression. In addition, UDMH is a more stable molecule; this reduces the chances of straight hydrazine decomposing unexpectedly, increasing safety and allowing the blend to be used as a coolant in regeneratively cooled engines. This type of fuel is mainly used for interplanetary probes and spacecraft propulsion. Unlike other more common propellants like liquid oxygen or liquid hydrogen, Aerozine 50 is liquid at room temperature and can be stored in liquid state without significant boil off, thus making it a storable propellant better suited for long term interplanetary missions. Aerozine 50 was largely used in ICBMs and in their derivative launchers such as the core stages of the Titan II/III/IV rocket because an ICBM requires long term storage and launch on short notice; the rocket must be stored already fueled. This fuel was also used in ICBM derived upper stages, such as the Delta II rocket. It was also used by the Apollo Lunar Module and the Service Propulsion System engine in the Apollo CSM. The Ariane 1 through Ariane 4 family used a related fuel, a mixture of 75% UDMH and 25% hydrazine hydrate called UH 25. Aerozine is not used as a monopropellant (a propellant that is not mixed with anything). The extra stability conferred by the methyl groups affects reactivity and thrust. In 1980, a leakage of Aerozine 50 resulted in the 1980 Damascus Titan missile explosion. The leak occurred due to puncture of the first stage Titan fuel tank by a dropped tool. The initial explosion removed the 740 ton silo door and ejected the second stage and warhead out of the silo. The Titan's second stage exploded, and the W53 warhead landed 30 meters from the silo portal without detonating or leaking fissile material.
Альтернативы
Гидразин также может смешиваться с монометилгидразином (ММГ). Поскольку ММГ немного плотнее, общая эффективность незначительно повышается. Разработана потенциально новая гиперголическая альтернатива на основе третичных аминоазидов, получившая название CINCH (Competitive Impulse Non Carcinogenic Hypergol), а само соединение называется 2-диметиламиноэтилазид.
Интересные факты
По словам Джона Д. Кларка, специалисты по ракетному топливу не одобряли и игнорировали такие торговые марки, как Aerozine от Aerojet, предпочитая собственный профессиональный жаргон, состоящий из инженерных аббревиатур и прозвищ. Эту конкретную смесь называли "50–50".