Патент на изобретение №2172730
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ТВЕРДОЕ РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО БАЛЛИСТИТНОГО ТИПА
(57) Реферат: Предлагаемое изобретение относится к классу твердых ракетных топлив баллиститного типа для использования в системах различного назначения, например в газогенераторах (ГГ), пороховых аккумуляторах давления (ПАД), противотанковых управляемых ракетных системах (ПТУРс) и др., для которых требуются топлива, имеющие наряду с высокими энергетическими и эксплуатационными характеристиками комплекс специальных свойств – высокую чистоту продуктов сгорания, улучшенную зависимость скорости горения от давления, пониженную скорость горения. Технический результат достигается за счет использования комплексного регулятора скорости горения, состоящего из  -полиоксиметилена в сочетании с совместной свинцово-медной солью фталевой кислоты, или комплекса, состоящего из фталата свинца и окиси меди или их смеси с углекислым кальцием при полезном сочетании компонентов. Использование указанных компонентов позволяет создать топлива с уровнем характеристик, отвечающим требованиям конструкторов: скорость горения при температуре 20oC и давлении 40 кгс/см2 в пределах 2,5 – 5,0 мм/с, показатель в законе скорости горения (0,5) – (-0,316). 1 з.п.ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к классу твердых ракетных топлив баллиститного типа для использования в системах различного назначения, например в газогенераторах (ГГ), пороховых аккумуляторах давления (ПАД), противотанковых управляемых ракетных системах (ПТУРс) и др. Для указанных систем требуются топлива, обладающие наряду с традиционно высокими энергетическими, эксплуатационными и другими характеристиками комплексом специальных свойств – высокой чистотой продуктов сгорания, с улучшенной зависимостью скорости горения от давления, с пониженной скоростью горения. Обычно топлива баллиститного типа (“2- основные” по терминологии зарубежных авторов) в качестве основных компонентов содержат нитроцеллюлозу (НЦ), нитраты многоатомных спиртов (нитроглицерин и др.), динитротолуол, эфиры органических кислот (фталевой, адипиновой и др.) – в качестве дополнительных пластификаторов, стабилизаторы химической стойкости, технологические добавки, катализаторы скорости горения и модификаторы процесса горения. В качестве катализаторов скорости горения, в основном, используются соединения меди, свинца, кобальта с различными органическими лигандами, в качестве модификаторов процесса горения – различного вида присадки, обеспечивающие специальные требования в зависимости от назначения топлива. Анализ литературно-патентного материала в области создания баллиститных топлив с пониженной скоростью горения и улучшенной зависимостью от давления показал, что имеется мало сведений о создании за рубежом специальных топлив для ГГ и ПАД аналогично отечественным разработкам. Снижение уровня скорости горения в зарубежных разработках достигается различным путем. Так, в патенте США N 3764416 в качестве пластификатора НЦ используется смесь НГ с триацетином (или эфирами фталевой, себациновой, адипиновой кислот), а в качестве наполнителя – гетероциклический нитрамин. В патенте США N 3785888 в качестве сопластификатора НГ, снижающего температуру и скорость горения, используют полиэтиленглиоксим с концевыми алкоксигруппами. В патенте ФРГ N 2633652 патентуется способ снижения скорости горения ракетного топлива путем нанесения на блок топлива слоев керамических волокон, приклеенных двухкомпонентным клеящим составом, скрепляемым с топливом тем же составом клея. Все эти способы снижения скорости горения не обеспечивают высокие требования по чистоте и прозрачности газовой струи, предъявляемые конструкторами. В патенте США N 3445304 в качестве компонента медленногорящего топлива используется нитрат аммония, который в силу высокой растворимости в воде не может быть использован в составах баллиститных топлив, изготавливаемых в водной среде, из-за технологических трудностей. Кроме того, нитрат аммония является гигроскопическим соединением и повторяющиеся изменения температуры могут вызвать изменения кристаллической структуры нитрата аммония, что в конечном итоге может нарушить целостность изделий. В патенте США N 4025370 рассматривается топливо, имеющее постоянную скорость горения в диапазоне давлении 100-200 кгс/см2. Однако данное топливо имеет сравнительно высокий уровень скорости горения – 18,5 мм/с при температуре 25oC. В качестве прототипа использовано твердое ракетное топливо баллиститного типа (RU 2090544C1, 6 C 06 B 25/18, C 06 D 5/06, 20.09.1997 13(1)), включающее нитроцеллюлозу, пластификатор – нитроглицерин и динитротолуол, модификатор горения – оксид свинца, стабилизатор химической стойкости – централит или его смесь с дифениламином, стабилизатор горения – карбонат кальция, а в качестве технологических добавок – стеарат цинка или стеарат натрия, масло индустриальное или приборное и сульфорицинат, имеющее скорость горения при температуре 20oC и давлении 40 кгс/см2 7,5 – 7,7 мм/с, показатель степени “  ” в законе скорости горения 0,39-0,41 в диапазоне давлений 40-150 кгс/см2.
Однако для систем ГГ, ПАД, ПТУРс, для которых требуется скорость горения при температуре 20oC и давлении 40 кгс/см2 не более 5,0 мм/с, диапазон рабочих давлений 40-100 кгс/см2, показатель степени в законе скорости горения не более 0,5 и высокая чистота продукта сгорания (отсутствие конденсированного углерода), данное топливо не пригодно.
Техническим результатом данного изобретения является создание медленногорящего топлива с высокой чистотой и прозрачностью газовой струи с улучшенными баллистическими характеристиками.
Технический результат достигается за счет использования комплексного регулятора скорости горения – -полиоксиметилена в сочетании с модификатором скорости горения – совместной свинцово-медной солью фталевой кислоты или комплексным катализатором, состоящим из фталата свинца, и окиси меди или их смесью с углекислым кальцием при следующем полезном соотношении компонентов, вес.%:Нитроглицерин – 25,0-35,0 Динитротолуол или дибутилфталат или их смесь – 1,5-5,0 Технологическая добавка: (индустриальное масло или смесь со стеаратом цинка и сульфорицинатом) – 0,5-1,5 Стабилизатор химической стойкости (централит или смесь с дифениламином) – 1,5-2,5 Комплексный регулятор скорости горения: – полиоксиметилен – 12,0-20,0 Нитроцеллюлоза – остальное. Топливо может содержать дополнительно триацетат целлюлозы в количестве 3,0-4,5% вес. (см. таблицу) . Как следует из данных таблицы, использование комплексного регулятора скорости горения позволяет получить уровень скорости горения в требуемых для систем ГГ и ПТУРс пределах (2,5-5,0 мм/с) при показателе степени в законе скорости горения от 0,5 до минус 0,316. Формула изобретения
– полиоксиметилена в сочетании с совместной свинцово-медной солью фталевой кислоты или комплексного катализатора, состоящего из фталата свинца и окиси меди или их смесью с углекислым кальцием, а в качестве пластификатора содержит динитротолуол, или дибутилфталат, или их смесь, а компоненты взяты в следующем соотношении, вес.%:Нитроглицерин – 25,0 – 35,0 Динитротолуол или дибутилфталат или их смесь – 1,5 – 5,0 Стабилизатор химической стойкости: централит или смесь с дифениламином – 1,5 – 2,5 Технологическая добавка: Индустриальное масло или смесь со стеаратом цинка и сульфорицинатом – 0,5 – 1,5 Комплексный регулятор скорости горения: -полиоксиметилен – 12,0 – 20,0 Нитроцеллюлоза – Остальное 2. Двухосновное ракетное топливо баллиститного типа по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит триацетат целлюлозы в количестве 3,0 – 4,5 вес.%. РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
