|
|
(21), (22) Заявка: 2007128659/02, 25.07.2007
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
25.07.2007
(46) Опубликовано: 20.03.2009
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 220934 С2, 10.01.2004. RU 2175957 C1, 20.11.2001. RU 2172730 C1, 27.08.2001. US 4506069 A, 19.03.1985. GB 850336 A, 05.10.1960. US 4080411 A, 21.03.1978.
Адрес для переписки:
614113, г.Пермь, ул. Чистопольская, 16, Федеральное государственное унитарное предприятие “Научно-исследовательский институт полимерных материалов”
|
(72) Автор(ы):
Журавлева Лидия Алексеевна (RU),
Ибрагимов Наиль Гумерович (RU),
Козьяков Алексей Васильевич (RU),
Куценко Геннадий Васильевич (RU),
Молчанов Владимир Федорович (RU),
Никитин Василий Тихонович (RU),
Вшивкова Валентина Ивановна (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Федеральное государственное унитарное предприятие “Научно-исследовательский институт полимерных материалов” (RU)
|
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАРЯДА ИЗ БАЛЛИСТИТНОГО ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА
(57) Реферат:
Изобретение относится к ракетной технике. Способ изготовления заряда из баллиститного твердого ракетного топлива включает смешение компонентов топлива в нейтральной среде, отжим топливной массы, вальцевание топливной массы с переработкой в таблетированную массу, сушку таблетированной массы и прессование из нее зарядов через формообразующий пресс-инструмент. При смешении компонентов в нейтральной среде вводят ингибитор горения  -полиоксиметилен со среднемассовым размером частиц не более 15,0 мкм и используют нитроцеллюлозу с содержанием азота не более 192,0 мл NO/г. Изобретение обеспечивает получение скорости горения топлива при Рк=40 кгс/см2, Т=20°С в пределах 2,2…3,85 мм/с. 1 табл.
Изобретение относится к области изготовления баллиститных твердых ракетных топлив (ТРТ) и зарядов из них и может быть использовано как непосредственно в ракетной технике: в ракетных двигателях твердого топлива (РДТТ), в газогенераторах (ГГ) бортовых источников питания ракет, так и в других отраслях промышленности.
Известны способы изготовления зарядов из баллиститных ТРТ, включающие смешение компонентов топлива в нейтральной среде, отжим топливной массы, ее последующее вальцевание-таблетирование и прессование зарядов. При этом при изготовлении зарядов с низкой скоростью горения ТРТ в составе последних используют модификатор (ингибитор) скорости горения. Аналогами патентуемого изобретения являются изобретения по патентам: RU 2172730, RU 2175957, RU 2220934, US 4080411, US 4506069, GB 850336, а также по источнику: Смирнов Л.А. “Оборудование для производства баллиститных порохов по шнековой технологии и зарядов из них”. М., 1997, 51-52.
Наиболее близким к патентуемому является изобретение по патенту RU 2220934 (заявка RU 2002107072 от 19.03.02, МПК С06D 21/00, С06D 5/00), принятое авторами за прототип.
По патенту 2172730 предусматривается применение в составе баллиститного ТРТ модификатора скорости горения – -полиоксиметилена (-ПОМ) в количестве 12…20% от массы топлива. Использование в составе ТРТ -ПОМа позволяет обеспечить скорость горения ТРТ в пределах 2,5…4,5 мм/с при рк=40 кгс/см2, Т=20°С, что позволяет реализовать ГГ с длительными временами работы (до 150 с и более), а также эффективно использовать такие составы в маршевых РДТТ противотанковых, зенитных и других малогабаритных ракетах.
Однако, как показал опыт практического применения -ПОМа в составах ТРТ, на базе способа-прототипа (RU 2220934), и дополнительные экспериментально-теоретические исследования, эффективность ингибирования (замедления) скорости горения топлива существенно зависит не только от количества вводимого модификатора, но и от дисперсности -ПОМа. В отличие от известных модификаторов скорости горения, типа перхлората аммония, уменьшение частиц горения которого способствует увеличению скорости горения, при использовании -ПОМа наблюдается прямо противоположный эффект.
При больших среднемассовых размерах частиц (СМРЧ) -ПОМа не всегда удается обеспечить требуемые низкие значения скорости горения ТРТ. Отсутствие нормирования дисперсности вводимого в топливо модификатора (ингибитора) скорости горения требует предварительного изготовления передовых образцов с различным содержанием модификатора (ингибитора) в топливе и уже по результатам испытаний образцов по скорости горения корректировать конкретное содержание модификатора в топливе.
Таким образом, отсутствие нормирования СМРЧ -ПОМа, вводимого в состав ТРТ, является существенным недостатком способа-прототипа.
Технической задачей изобретения является разработка способа изготовления заряда из баллиститного твердого ракетного топлива, обеспечивающего гарантированный уровень низкой скорости горения и эффективное использование модификатора (ингибитора) скорости горения – -ПОМа в составе ТРТ.
Технический результат изобретения заключается в способе изготовления заряда из баллиститного твердого ракетного топлива, содержащего -ПОМ, вводимый в состав топлива при смешении компонентов в нейтральной среде. У вводимого в топливную смесь -ПОМа обеспечивают СМРЧ не более 15 мкм. Для более эффективного результата, в части снижения скорости горения баллиститного ТРТ, при изготовлении зарядов используют нитроцеллюлозу (НЦ) с пониженным содержанием азота по верхнему пределу – не более 192 мл NO/г.
Сущность изобретения заключается в нормировании дисперсности вводимого в состав топливной массы -ПОМа, СМРЧ которого не более 15,0 мкм. При более крупных размерах частиц существенная часть -ПОМа практически “не работает” на процесс ингибирования и по сути выполняет роль инертной добавки в составе ТРТ. Такое поведение ингибитора можно объяснить тем, что при размерах частиц -ПОМа (в составе ТРТ) более 15 мкм его термическое разложение в конденсированной фазе не успевает завершиться, что обусловлено малыми временами присутствия частиц -ПОМа в реакционной зоне конденсированной фазы горящего топлива. При этом снижается суммарный эндотермический эффект термического разложения и соответственно эффект ингибирования (замедления) скорости горения ТРТ.
Дополнительным фактором, способствующим эффекту снижения скорости горения, является использование в составе баллиститных ТРТ, наряду с -ПОМом, НЦ с пониженным содержанием азота (не более 192 мл NO/г), что облегчает процесс ингибирования.
Способ поясняется примерами.
Примеры практической реализации (проверки) патентуемого способа приведены в таблице.
| Таблица |
| № примера |
Содержание -ПОМа в ТРТ (мас.%) |
Дисперсность (СМРЧ) -ПОМа, мкм |
Содержание азота в НЦ мл NO/г |
Скорость горения ТРТ (рк=40 кг/см2, Тнач=20°С),мм/с |
| 1 |
12…14 |
10…15 |
193,0 |
3,45 |
| 2 |
12…14 |
5…7 |
193,0 |
2,55 |
| 3 |
12…14 |
>15 |
192,5 |
3,85 |
| 4 |
12…14 |
5…7 |
192,0 |
2,2 |
| 5 |
12…14 |
10…15 |
189,5 |
3,2 |
| 6 |
12.,.14 |
>15 |
194,0 |
4,2 |
В таблице обозначены:
рк– давление в камере сгорания РДТТ,
Тнач– начальная температура заряда.
Из приведенных в таблице данных следует, что использование мелкодисперсного -ПОМа (с размером СМРЧ<15 мкм) позволяет существенно понизить скорость горения баллиститного ТРТ по сравнению с прототипом, а уменьшение содержания азота в НЦ, в составе топлива, способствует указанному эффекту.
Положительный эффект изобретения в целом заключается в разработке способа изготовления медленногорящих зарядов из баллиститных ТРТ с повышенной эффективностью их использования в ракетных двигателях. Последнее заключается в возможности уменьшения рецептурного содержания -ПОМа, что позволяет повысить энергетику ТРТ, его газопроизводительность и тем самым улучшить весогабаритные характеристики РДТТ (ГГ) и оснащенных ими ракет.
Формула изобретения
Способ изготовления заряда из баллиститного твердого ракетного топлива, включающий смешение компонентов топлива в нейтральной среде, отжим топливной массы, вальцевание топливной массы с переработкой в таблетированную массу, сушку таблетированной массы и прессование из нее зарядов через формообразующий пресс-инструмент, отличающийся тем, что при смешении компонентов в нейтральной среде вводят ингибитор горения -полиоксиметилен со среднемассовым размером частиц не более 15,0 мкм и используют нитроцеллюлозу с содержанием азота не более 192,0 мл NO/r.
|
|
