[发明专利]环戊二烯基三元环燃料及其制备方法、用途和航空航天飞行器燃料

说明书

本发明提供了一种环戊二烯基三元环燃料及其制备方法、用途和航空航天飞行器燃料，涉及液体燃料推进剂领域，环戊二烯基三元环燃料包括如下化合物中的至少一种：二甲基五环[6.3.1.0^2,7.0^3,5.0^9,11]十二烷、2‑甲基螺[环丙烷‑1,6′‑三环[3.2.1.0^2,4]辛烷]、七环[10.3.1.1^3,10.0^2,11.0^4,9.0^6,8.0^13,15]十七烷、和七环[10.3.1.1^5,9.0^2,11.0^4,10.0^6,8.0^13,15]十七烷中的至少一种。该环戊二烯基三元环燃料具有高密度、高热值和低冰点的优异性质。

技术领域

本发明涉及液体燃料推进剂技术领域，尤其是涉及一种环戊二烯基三元环燃料及其制备方法、用途和航空航天飞行器燃料。

背景技术

液体燃料广泛用于带涡轮、冲压、火箭-冲压、涡轮-冲压组合动力航空航天发动机，飞行器的性能(包括航程、航速和有效载荷等)在很大程度上取决于所使用燃料的性质，其中最重要的特征是燃料密度和体积热值。对于油箱容积一定的航空航天飞行器而言，燃料的体积热值越高则消耗单位体积燃料所释放的能量越大，对提高飞行器的航程、航速和有效载荷等各方面性能越有利。或者在保持飞行器各方面性能不变的前提下，使用具有更高体积热值的燃料可以缩小油箱容积，使飞行器的体积小型化，提高飞行器的突防能力和灵活机动性。

传统的人工合成的高密度燃料常以五元或六元多环烯烃为原料，通过环加成、加氢、异构及分离提纯等工艺得到，如：RJ-4/RJ-4-I、RJ-5、JP-10和RJ-7等。虽然增加燃料分子内五元或六元环数可以提高其密度，但环数的增加会使烃分子内氢含量下降，导致燃料的质量热值降低。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环戊二烯基三元环燃料，其具有高密度、高热值和低冰点的优异性质。

本发明提供的环戊二烯基三元环燃料，包括如下化合物中的至少一种：二甲基五环[6.3.1.0^2,7.0^3,5.0^9,11]十二烷、2-甲基螺[环丙烷-1,6′-三环[3.2.1.0^2,4]辛烷]、七环[10.3.1.1^3,10.0^2,11.0^4,9.0^6,8.0^13,15]十七烷、和七环[10.3.1.1^5,9.0^2,11.0^4,10.0^6,8.0^13,15]十七烷中的至少一种。

进一步地，二甲基五环[6.3.1.0^2,7.0^3,5.0^9,11]十二烷包括6,9-二甲基五环[6.3.1.0^2,7.0^3,5.0^9,11]十二烷、4,8-二甲基五环[6.3.1.0^2,7.0^3,5.0^9,11]十二烷、和3,12-二甲基五环[6.3.1.0^2,7.0^3,5.0^9,11]十二烷中的至少一种；

优选地，所述环戊二烯基三元环燃料的密度为0.95～1.15g/cm³；

优选地，所述环戊二烯基三元环燃料的体积净热值为40.24～48.82MJ/L。

一种前面所述的环戊二烯基三元环燃料的制备方法，包括：