Патент на изобретение №2167137
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) БАЛЛИСТИТНОЕ ТОПЛИВО
(57) Реферат: Изобретение относится к твердым топливам баллиститного типа, предназначенным для использования в системах различного назначения с малым временем работы и обладающим улучшенными характеристиками горения: высокой скоростью и низкой зависимостью скорости горения от давления и температуры (скорость горения при Р = 100 кгс/см2 и T = 20°C – 28 – 30 мм/с, область давления от 40 до 600 кгс/см2). Согласно изобретению топливо включает нитроцеллюлозу, нитроглицерин, циклические нитрамины, например октоген или гексоген, стабилизатор химической стойкости – централит 2, дифениламин, технологические добавки – индустриальное масло, стеарат цинка, фторопласт, стабилизатор горения – диоксид титана или карбонат кальция, один или несколько компонентов, выбранных из группы линейных нитраминов, таких как 2,4 – динитразапентан, 2,4-динитразагексан, 2,5-динитразагептан, а также модификаторы горения, в качестве которых используются оксиды свинца и меди и технический углерод. 2 з.п.ф-лы, 1 табл., 2 ил. Изобретение относится к классу твердых топлив баллиститного типа, предназначенных для использования в системах различного назначения с малым временем работы и обладающих улучшенными характеристиками горения: высокой скоростью и низкой зависимостью от давления и температуры. Известны топлива с улучшенными характеристиками горения: патенты N 3989776, МКИ C 06 B 21/00 от 2.11.76 г. N 3954553, МКИ C 06 B 25/26 от 4.05.76 г. N 4025370, МКИ C 06 B 25/25 от 5.07.77 г. N 3813458, МКИ C 06 B 21/02 от 28.05.74 г. – США; N 1605437, МКИ C 06 B от 25.11.75 г. – Франция; N 2754855, МКИ C 06 D 5/00 от 4.09.80 г. – ФРГ; N 2121470, МКИ C 06 B 25/22 от 10.11.98 г. – РФ. Обеспечение высоких баллистических характеристик в указанных топливах достигается различными рецептурными и технологическими приемами, например, совместным использованием свинцово-медных солей органических одноосновных кислот ( N 3989776, 3954533 США), вводом в состав топлива газогенерирующих добавок (N 4025370 США), использованием теплопроводящих элементов из серебра и меди (N 3813458 США), путем регулирования содержания азота в нитроцеллюлозе (п. N 1605437 Франция), модификацией используемого катализатора методом химического или физического осаждения (N 2754855 ФРГ), а также за счет введения N,N’- динитропиперазина и модификаторов скорости горения оксидов свинца, кобальта и титана (N 2121470 РФ). Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения по совокупности существенных признаков является состав топлива по патенту РФ N 2121470, выбранный в качестве прототипа. Недостатком топлива по указанному патенту является низкий уровень скорости горения 6,5-7,5 мм/с при P=40 кгс/см2. Общими признаками заявляемого изобретения с прототипом является наличие основных компонентов: нитроцеллюлозы, нитроглицерина, стабилизатора химической стойкости, циклических нитраминов, технологической добавки и стабилизаторов горения. Задачей изобретения является создание топлива с улучшенными характеристиками горения, высоким уровнем и низкой зависимостью скорости горения от температуры и давлений (скорость горения при P=100 кгс/см2 и T=20oC – 28-30 мм/с, область давления 40 – 600 кгс/см2). Поставленная задача решается путем создания топлива, включающего нитроцеллюлозу, нитроглицерин, циклические нитрамины, например, октоген или гексоген, стабилизатор химической стойкости – централит N 2, дифениламин, технологические добавки – индустриальное масло, стеарат цинка, фторопласт, стабилизатор горения, диоксид титана или карбонат кальция, отличающегося от прототипа тем, что содержит один или несколько компонентов, выбранных из группы линейных нитраминов, таких как 2,4-динитразапептан, 2,4-динитразагексан, 2,5-динитразагептан, а также модификаторы горения, в качестве которых используются оксиды свинца и меди и технический углерод, при следующем cooтношении компонентов, мас.%: Нитроглицерин – 20,0-33,1 Стабилизатор химической стойкости – 1,0-2,0 Один или несколько компонентов, выбранных из группы линейных нитраминов, таких как 2,4-динитразапентан, 2,4-динитразагексан, 2,5-динитразагептан – 3,0-10,0 Циклические нитрамины – 10,0-17,0 Технический углерод – 0,8-2,5 Технологические добавки – 0,4-3,0 Оксид меди – 0,5-5,0 Оксид свинца (II, IV) – 0,5-5,0 Стабилизатор горения – 0,5-2,5 Нитроцеллюлоза – Остальное В таблице приведены примеры патентуемого топлива обр. 1- 3 (обр. 4-5 выходят за пределы заявляемого объекта.). На фиг. 1-2 представлены характеристики горения в виде кривых U(P) в координатах: скорость горения, U, мм/с – давление; P, кгс/см2, в области давлений до 600 кгс/см2 и в диапазоне температур  50oC.
Введение в состав топлива линейных нитраминов, применяемых отдельно или в смеси, являющихся активными пластификаторами нитроцеллюлозы, обеспечивает улучшение характеристик горения, во-первых, за счет высокой гомогенности структуры топлива, и, во- вторых, за счет дополнительного образования развитого углеродистого каркаса, препятствующего агломерации катализатора горения. В качестве последнего в предлагаемом изобретении используются оксиды свинца и меди, высокая эффективность которых достигается их модификацией путем химического осаждения на волокна нитроцеллюлозы.
Получение оксидов свинца и меди заключается в использовании различных химических соединений, содержащих искомый металл, с осуществлением химической реакции, целевым продуктом которой является требуемый оксид. Реакция осуществляется в среде водной взвеси нитроцеллюлозы, на волокна которой происходит равномерное осаждение синтезируемого оксида металла в виде высокодисперсного порошка.
Пример 1. Получение оксида меди.
Осаждение оксида меди на волокна нитроцеллюлозы (НЦ) осуществляется следующим образом: в водную взвесь НЦ, взятую в соотношении НЦ: вода не менее 1:18 (вес.ч.), нагретую до T=80-105oC, при интенсивном перемешивании добавляется ацетат меди, в результате гидролитического распада которого поучается оксид меди.
Пример 2. Получение оксидов свинца.
Получение оксидов свинца осуществляется путем проведения реакции окисления ацетата или нитрата свинца в водной взвеси НЦ при перемешивании и температуре 60-80oC. В качестве окислителя используется, например, гипохлорит кальция или натрия.
Полученный продукт (НЦ с осажденным оксидом металла) далее используется для приготовления топливных композиций, изготовление и переработка которых осуществляется по принятой технологии баллиститных топлив.
Введение в состав топлива технического углерода приводит к увеличению эффективности действия катализаторов горения: резко возрастает скорость горения топлива и достигается уменьшение зависимости U(P) в широкой области давлений.
Энергоемкость топлива обеспечивается использованием циклических нитраминов, таких как октоген или гексоген.
Предлагаемое топливо благодаря указанному сочетанию компонентов и модификации катализатора горения обладает улучшенными характеристиками горения. Скорость горения топлива составляет 28-35 мм/с при низкой зависимости U(P) как от давления, как и от температуры в широком диапазоне давлений (до 600 кгс/см2) и температур (50oC).
Формула изобретения
Нитроглицерин – 20,0 – 33,1 Стабилизатор химической стойкости – 1,0 – 2,0 Один или несколько компонентов, выбранных из группы линейных нитраминов, таких как: 2,4-динитразапентан, 2,4-динитразагексан, 2,5-динитразагептан – 3,0 – 10,0 Циклические нитрамины – 10,0 – 17,0 Технический углерод – 0,8 – 2,5 Технологические добавки – 0,4 – 3,0 Оксид меди – 0,5 – 5,0 Оксид свинца (II, IV) – 0,5 – 5,0 Стабилизатор горения – 0,5 – 2,5 Нитроцеллюлоза – Остальное 2. Топливо по п.1, отличающееся тем, что оксиды свинца и меди получают методом химического осаждения на волокна нитроцеллюлозы. 3. Топливо по п.1, отличающееся тем, что в качестве циклических нитраминов содержит гексоген или октоген, в качестве стабилизатора химической стойкости – централит 2, дифениламин, в качестве технологических добавок – индустриальное масло, стеарат, цинка, фторопласт, а в качестве стабилизатора горения – диоксид титана или карбонат кальция. РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
