RP-1

RP-1 (Rocket Propellant-1 alebo Refined Petroleum-1) je vysoko rafinovaná forma petroleja používaná ako palivo raketových motorov. Chemicky má takmer zhodné vlastnosti ako petrolej, ale obsahuje minimum prímesí, ktoré sa v ropných produktoch bežne vyskytujú. Obmedzenie nečistôt sa týka hlavne síry, jej zlúčenín a uhľovodíkov s nenasýtenými väzbami ako alkény, alkíny a arény. V porovnaní s tekutým vodíkom (LH₂) je RP-1 lacnejšie, lepšie uskladniteľné (kvapalný vodík si vyžaduje kryogénne technológie), ale poskytuje menší špecifický impulz (Iₛₚ). Oproti hydrazínu a jeho derivátom má vyšší Iₛₚ a nie je toxický, na druhej strane ho však nemožno skladovať dlhodobo v nádržiach a preto sa nehodí ako palivo pre dlhotrvajúce misie.

História a použitie

Palivo RP-1 bolo vyvinuté v polovici 50. rokov 20. storočia, keď dochádzalo k zvyšovaniu výkonov raketových motorov a to so sebou prinášalo vyššie teploty a tlaky. Potreba chladenie týchto výkonných motorov viedla k využitiu regeneratívneho systému chladenia, keď celý objem paliva prúdi sústavou chladiacich kanálov a odvádza teplo z kritických miest motora. Vysoká teplota a prítomnosť síry spôsobovali disociáciu molekúl a následnú polymerizáciu jednotlivých zložiek. Produkty týchto reakcií často spôsobovali zanášanie alebo upchanie chladiacich kanálikov. Následkom upchatia bolo prehriatie a následné prepálenie častí motora. RP-1 bolo zbavené sírnatých látok, alkénov a arénov, čím sa značne zvýšila spoľahlivosť motorov.
RP-1 sa vďaka svojej cene, nižším nárokom na skladovanie a celkovo nižším nárokom na technologickú úroveň raketového motora, prevažne používa ako palivo nižších stupňov nosných rakiet. Používali ho americké Atlas, Thor, Delta, Saturn V a ďalšie. V bývalom Sovietskom zväze je petrolej pre raketové motory označovaný T-1 a RG-1 a jeho vlastnosti sú takmer zhodné s RP-1. Jediný rozdiel je jeho vyššia hustota, 820 - 850 kg/m³ oproti 810 u RP-1. Všetky rakety patriace do rodiny rakiet R7 (Vostok, Sojuz) používajú túto variantu RP-1 . Hoci sa RP-1 používa hlavne na vesmírne aplikácie, používali ho aj prvé medzikontinentálne balistické rakety USA (SM-65 Atlas, SM-68 Titan) a sovietska R-7, ale čoskoro ho nahradili iné typy s motormi na tuhé pohonné látky alebo palivami na báze hydrazínu.

Opis

Ako je už napísané vyššie, hlavné nečistoty predstavovali prirodzene sa vyskytujúce ropné nečistoty a zložky vzniknuté disociáciou a polymerizáciou zložiek petroleja. Hlavným zdrojom problémov bývajú sírnaté látky, pretože pri vysokých teplotách spôsobujú koróziu kovov a navyše aj malé množstvo síry podporuje polymerizáciu. Ďalšie zložky, ktoré musia byť odstránené, sú alkány a arény, ktoré majú tendenciu polymérovať nielen pri zvýšených teplotách, ale aj pri dlhodobom skladovaní. Vďaka tomu je RP-1 menej toxická ako benzín a ostatné letecké palivo. Oproti klasickému kerozínu RP-1 neobsahuje lineárne alkány, ale zložitejšie vetvené a cyklické molekuly. Najžiadanejšie zložkou RP-1 sú polycyklické reťazce s C₁₂ a viac. Okrem chemických prímesí musia byť odstránené aj mechanické nečistoty ako prach a sadze, ktoré zanášajú palivové vedenie a spôsobujú opotrebenie ventilov a čerpadiel, ktoré používajú RP-1 ako mazivo.
RP-1 možno teoreticky získať (po dostatočnom spracovaní) z akejkoľvek ropy, ale v praxi sa používa len vysoko kvalitná ropa z viacerých nálezísk.