Патент на изобретение №2384553

(54) БАЛЛИСТИТНОЕ ТВЕРДОЕ РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к баллиститным твердым ракетным топливам. Баллиститное твердое ракетное топливо содержит модификатор горения, который состоит из свинцово-медного комплекса фталевой кислоты или свинцово-никелевого комплекса фталевой кислоты в качестве катализатора горения, хром (III) – медь (II) – окиси или двуокиси титана, или дисилицида титана, или карбоната кальция в качестве стабилизатора горения, технического углерода и 1,2-дибутоксибензола. Катализатор горения содержится в топливе в количестве 1,5-4,0 мас.%, стабилизатор горения 0,4-3,0 мас.%, технический углерод 0,1-1,0 мас.%, 1,2-дибутоксибензол 0,5-2,0 мас.%. Изобретение обеспечивает малую зависимость скорости горения топлива от давления, а также повышенную химическую стойкость топлива. 1 табл.

Изобретение относится к области разработки баллиститных твердых ракетных топлив (БТРТ) к различным системам ракетной техники (ПТУРс и др.).

При разработке твердых ракетных топлив баллиститного типа в качестве энергетической добавки используются, в основном, октоген, гексоген, дазин, вещество Ц-2, порошки металлического алюминия, магния или их смеси. Введение указанных добавок в состав топлив приводит к значительному повышению показателя “” в законе скорости горения до 0,60,8. Использование обычных каталитических добавок в баллиститных топливах – свинцово-медных, свинцово-никелевых соединений, соединений свинца, меди, кобальта и др. с различными органическими лигандами (Патенты RU 2191765, 2189371, 2179165) не приводит к достижению требуемого показателя “” – не более 0,3 в рабочем диапазоне давлений 80-120 кгс/см². Известен модификатор скорости горения баллиститных топлив по патенту 2140945 от 10.11.1999 г, МПК С06В 47/02, который используется для обеспечения высокой зависимости скорости горения от давления (показатель “” до 0,9).

В качестве прототипа принято топливо по патенту 2191765 от 27.10.2007 г, МПК С06В 25/22, С06D 5/06, в котором модификатором горения является свинцово-медный комплекс фталевой кислоты (ФМС), технический углерод и карбонат кальция. Для обеспечения повышенной энергетики в состав введен октоген.

Технической задачей изобретения является разработка модификатора горения для БТРТ, обеспечивающего малую зависимость скорости горения от давления.

Технический результат изобретения достигается за счет использования модификатора, состоящего из свинцово-медного (ФМС) или свинцово-никелевого (ФНС) комплекса фталевой кислоты, технического углерода, 1,2-дибутоксибензола, хром(III)-медь(II) окиси, или двуокиси титана, или дисилицида титана, или карбоната кальция в сочетании с полезным соотношением компонентов БТРТ.

Предлагаемый модификатор горения представляет собой механическую смесь компонентов следующего соотношения, мас.%:

ФМС или
ФНС	1,54,0
Технический углерод	0,11,0
1,2-дибутоксибензол	0,52,0
Хром(III)-медь(II)-окись или
двуокись титана или дисилицид
титана или карбонат кальция	0,43,0
Топливо	остальное

Патентуемое изобретение поясняется на примерах, приведенных в таблице.

Наименование показателя	Прототип	Обр.1	Обр.2	Обр.3	Обр.4	Обр.5	Обр.6
ФМС	1,5-4,2	1,5	4,0	–	–	–	–
ФНС	–	–	–	1,5	4,0	3,0	2,0
Технический углерод	0,2-1,1	0,7	0,1	1,0	0,5	0,8	0,7
1,2-дибутоксибензол	–	2,0	0,5	1,0	1,5	1,3	1,5
Карбонат кальция	0,4-2,3	0,4	–	–	–	–	–
Двуокись титана	–	–	2,0	–	1,0	–	–
Дисилицид титана	–	–	–	–	–	2,0	–
Хром(III)-медь(II) окись	–	–	–	3,0	–	–	0,4
Топливо	Остальное	95,4	93,4	93,5	93,0	92,9	95,4
Показатель “” в законе горения	0,2-0,73	Минус 0,09	0,22	0,12	0,15	0,13	0,1
Скорость газовыделения При 100°С, cм3/г.ч		0,042	0,06	0,046	0,051	0,036	0,055
Единичный импульс, J1, кг·с/кг при Pк/Ра=40/1 кгс/см2	213-220,9	220,8	219,9	220,0	219,8	219,5	220,5

Из приведенных примеров видно, что введение дополнительного компонента модификатора – 1,2-дибутоксибензола способствует значительному снижению зависимости скорости горения от давления в рабочем диапазоне для изделий ракетной техники. Механизм снижения зависимости скорости горения от давления заключается в повышении качества распределения основного катализатора горения ФМС или ФНС в топливной массе за счет его частичного растворения в 1,2-дибутоксибензоле и распределения в массе в виде раствора на молекулярном уровне. Растворимость данных компонентов в 1,2-дибутоксибензоле в диапазоне температур 2050°С составляет:

ФМС – 12 г/л, ФНС – 22 г/л (по данным ФГУП «НИИПМ»).

Дополнительным положительным эффектом предлагаемого комплексного модификатора является обеспечение высокой химической стойкости, заключающейся в меньшей в 1,5-3,0 раза скорости газовыделения при нагревании при 100°С, что приводит к повышению гарантийных сроков хранения составов, содержащих указанный модификатор.

Формула изобретения

Баллиститное твердое ракетное топливо, содержащее модификатор горения, отличающееся тем, что модификатор горения состоит из свинцово-медного комплекса фталевой кислоты или свинцово-никелевого комплекса фталевой кислоты в качестве катализатора горения, хром (III) – медь (II) – окись или двуокиси титана, или дисилицида титана, или карбоната кальция в качестве стабилизатора горения, технического углерода и 1,2-дибутоксибензола, причем катализатор горения содержится в топливе в количестве 1,5-4,0 мас.%, стабилизатор горения 0,4-3,0 мас.%, технический углерод 0,1-1,0 мас.%, 1,2-дибутоксибензол 0,5-2,0 мас.%.