Эффективность реагирования алюминия в составе топлива для прямоточных гидрореактивных двигателей

Для моделирования двухстадийного горения гидрореагирующего топлива в прямоточном гидрореактивном двигателе использованы камера сгорания высокого давления и реактор металл/пар. В качестве металлической добавки исследованы порошки алюминия, магния, алюмомагниевого сплава 50/50 (AM) и алюмомагниевого механосплава 50/50 (b-AM), полученного в шаровой мельнице. Порошки характеризовали с использованием сканирующей электронной микроскопии, рентгенофазового и термогравиметрического анализов. Определена эффективность реагирования Al в исходном (сырьевом) металле в горячем паре, а также при двухстадийном горении топлива. Результаты исследований показали, что Mg и Al в составе сплавов AM и b-AM полностью реагируют в воздухе при нагревании до температуры 950$^{\circ}$C. По данным рентгенофазового анализа продукты реакции обоих сплавов в горячем паре содержали оксид магния MgO и шпинель Al$_2$MgO$_4$, в рентгенограммах также зарегистрированы пики дифракции Al. Эффективность реагирования Al с горячим паром в составе сплавов AM и b-AM была намного выше, чем в случае чистых порошков Al. Топливные композиции на основе полибутадиена с концевыми гидроксильными группами (HTPB), такие как HTPB-AP-(b-AM)-Mg и HTPB-AP-AM-Mg, продемонстрировали лучшую эффективность реагирования Al, чем системы HTPB-AP-Al-Mg и HTPB-AP-Al.