Патент на изобретение №2226340
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЛЬДООБРАЗУЮЩЕЕ ТОПЛИВО
(57) Реферат: Изобретение относится к льдообразующим топливам для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы и предназначено для применения в зарядах маршевых двигателей противоградовых ракет. Льдообразующее топливо необходимо для изготовления унитарных зарядов по технологии свободного литья или под небольшим давлением, выполняющих две функции – генератора активных центров кристаллизации переохлажденных облачных капель и источника энергии для движения противоградовой ракеты. Композиция содержит, вес.%: 2,93-3,27 синтетического диенового каучука, 4,72-13,22 инертного пластификатора, 0-8,0 пластификатора – катализатора скорости горения, 0,35-0,39 хинолового эфира, 0,50-1,00 эпоксидно-диановой смолы, 1,00-8,00 йодида серебра, 10,00-14,00 йодида аммония и перхлорат аммония – остальное, и обеспечивает льдообразующую активность при температуре переохлажденного облака минус 6,0  С (0,2…2,6) 1012 1/г при скорости обдува 100 м/с. Такой состав обеспечивает повышение значения коэффициента массы ракеты и соответственно эффективность действия и дальность ее полета. 1 табл.
Льдообразующее топливо используется в метеорологии для искусственного вызывания осадков, рассеивания туманов и предотвращения градобитии и предназначено для применения в зарядах маршевых двигателей противоградовых ракет.
Наиболее близким аналогом изобретения, принятым за прототип, является пиротехнический состав для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы по авторскому свидетельству СССР № 1497781 от 28.12.87, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Полиакрилонитрил 18,0 – 23,0
Йодид аммония 8,0 – 12,0
Йодид серебра 0,4 – 1,0
Политетрафторэтилен 0,6 – 2,5
Индустриальное масло 0,4 – 1,5
Графит 0,6 – 2,5
Перхлорат аммония Остальное
Противоградовые ракеты с применением зарядов из пиротехнического состава имеют низкие значения коэффициентов массы полезного груза по причине отсутствия унитарности заряжания, малую эффективность и дальность полета.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка льдообразующего топлива с повышенной льдообразующей активностью при возможно более высоких температурах облачной среды в условиях обдува. Технология его переработки, а также комплекс реологических и физико-механических свойств топлива позволяет изготавливать методом свободного литья или литья под небольшим давлением с высокой производительностью унитарные заряды любой конфигурации непосредственно в корпус противоградовых ракет. При этом топливо выполняет одновременно две функции – генератора активных центров кристаллизации (АЦК) переохлажденных облачных капель и источника энергии для движения ракеты.
Данный состав позволяет повысить значение коэффициента массы ракеты и соответственно эффективность действия и дальность ее полета.
Технический результат достигается за счет того, что предложенное льдообразующее топливо, содержащее перхлорат аммония, йодид аммония и йодид серебра, дополнительно в качестве горючесвязующего содержит синтетический диеновый каучук, инертный пластификатор, пластификатор-катализатор скорости горения при следующем соотношении, вес.%:
Синтетический диеновый каучук 2,93 – 3,27
Инертный пластификатор 4,72 – 13,22
Пластификатор-катализатор 0,00 – 8,0
Хиноловый эфир 0,35 – 0,39
Эпоксидно-диановая смола 0,50 – 1,0
Йодид аммония 10,0 – 14,0
Йодид серебра 1,0 – 8,0
Перхлорат аммония Остальное
В таблице приведены рецептуры составов испытанных льдообразующих топлив и их характеристики:
– удельный импульс тяги при Рк/Ра=40/1 кгс/см2;
– льдообразующая активность при скорости обдува 100 м/с в горизонтальной аэродинамической трубе на стенде и по методике ИЭМ.
 Использование в качестве полимерной основы связующего диенового каучука позволяет решать задачи регулирования в широких пределах основных технологических и эксплуатационных характеристик предлагаемого топлива.
Так, при изменении соотношения каучук – пластификатор в пределах 20/80-25/75 соответственно меняются вязкость полуфабриката (топливной массы при 50С 0,75…100 Пас, растекаемость 70…130%, что позволяет использовать в технологии смесители планетарного типа и различные варианты формования зарядов (например, групповое заполнение до 20 и более изделий).
Изменяя количество и соотношение отвердителей, можно регулировать физико-механические показатели:
по прочности 0,09…0,2 МПа;
по деформациям 15…40%.
Заряды топлива благодаря выбору такого связующего могут эксплуатироваться и в отрицательном диапазоне температур.
Скорость горения эффективно регулируется количеством применяемого пластификатора-катализатора взамен соответствующей доли неактивного пластификатора (например, при давлении в камере 40 кгс/см2 от 4 до 20 мм/с).
Наряду с высоким выходом активного аэрозоля при испытаниях этого топлива отмечено важное для его практического применения обстоятельство, а именно существенное снижение характерного времени проявления ледяных кристаллов. При сравнительных испытаниях различных льдообразующих топлив оно выбрано как время, за которое сформируется 80% ледяных кристаллов от количества всех ядер, введенных в переохлажденный туман.
Как и величина общего выхода активных частиц, этот показатель для предлагаемого топлива существенно улучшен благодаря выбранному соотношению всех компонентов, которые определяют главные параметры аэрозольсодержащих продуктов сгорания, а именно уровень их температуры на выходе из сопла и их оптимальный химический состав.
Комплекс баллистических и физико-механических характеристик топлива позволяет использовать его в зарядах различного конструктивного оформления (вкладные, прочно скрепленные с корпусом двигателя, торцевые, канальные).
Формула изобретения Льдообразующее топливо, содержащее йодид аммония, йодид серебра и перхлорат аммония, отличающееся тем, что в качестве горючесвязующего содержит синтетический диеновый каучук с отвердителями, например с хиноловым эфиром и эпоксидно-диановой смолой, инертный пластификатор или его смесь с пластификатором-катализатором скорости горения при следующем соотношении компонентов, мас.%: Синтетический диеновый каучук 2,93-3,27 Инертный пластификатор 4,72-13,22 Пластификатор-катализатор скорости горения 0,00-8,00 Хиноловый эфир 0,35-0,39 Эпоксидно-диановая смола 0,50-1,0 Йодид серебра 1,00-8,00 Йодид аммония 10,0-14,0 Перхлорат аммония Остальное |
||||||||||||||||||||||||||
