Разработка каталитического слоя для двигателя малой тяги 1N

Проект реализуется в сотрудничестве с Европейским космическим агентством (ESA). Совместно с Варшавским технологическим университетом и Институтом авиации - Исследовательская сеть Лукасевича, проект включает в себя разработку двигателя 1 Н, работающего на концентрированной перекиси водорода.

Слои катализатора являются ключевыми компонентами любой однокомпонентной химической двигательной установки (монотоплива) для ракетных двигателей. Один из наиболее известных катализаторов, используемых в системах одноразовых ракетных двигателей (например, гидразин - N₂ЧАС₄) получают из оксида алюминия и иридия. С другой стороны, традиционный серебряный катализатор успешно использовался в течение 60 лет с другим монотопливом - перекисью водорода HTP (High Test Peroxide), потому что серебро имеет лучшую эффективность разложения HTP.

Однако концентрации HTP выше 90-92% нельзя использовать с серебряным катализатором из-за адиабатической температуры разложения пероксида водорода, которая близка к температуре плавления серебра. Это, в свою очередь, приводит к тому, что, особенно в долгосрочных процессах, серебряный (или покрытый серебром) катализатор теряет свои свойства из-за образования оксида серебра и / или эффектов спекания. Гораздо более сильный эффект имеет перекись водорода 98%, разложение которой является чрезвычайно экзотермическим, позволяя слою катализатора достигать температуры в диапазоне 950-960 ° C за секунды, в то время как точка плавления серебра составляет 962 ° C.

Решением может быть использование материалов, отличных от серебра, в качестве каталитически активных материалов для разложения перекиси водорода с концентрациями выше 92%. Одним из рассматриваемых каталитических слоев является использование оксидов марганца - MnOx / Al2O3 (иногда в смеси с оксидами кобальта), нанесенных на подходящий керамический носитель (например, оксид алюминия). Возможны и другие типы таких катализаторов, например, с сотовой структурой (MnOx / 2MgO / 2Al2O3 / 5SiO2).

Перекись водорода (HTP) в концентрации 98% является наиболее предпочтительной для применения в монотопливном топливе из-за ее пропульсивных и экологических свойств. Следовательно, разработка катализатора для 98% HTP, который не обнаруживает проблем со снижением активности и сокращением продолжительности жизни, кажется наиболее важным вопросом в этой области. Основная цель проекта - провести исследования, которые позволят ответить на вопрос, какая технология позволит получить наиболее перспективный катализатор для эффективного разложения перекиси водорода 98% в качестве зеленого ракетного топлива.

Конечная цель этого проекта - разработать слой катализатора для двигателя малой тяги 1N, работающего на монотопливе HTP - перекиси водорода 98%.

Предполагая, что это решение соответствует указанным техническим требованиям, разработка подруливающего устройства 1N на базе ПВТ будет продолжена.