Способ и экран для управления скоростью горения зарядов безметальных порохов и твердых взрывчатых веществ

 

Изобретение относится к области регулирования скорости горения конденсированных систем и может быть использовано в ракетной технике для управления скоростью полета реактивных устройств. Способ управления скоростью горения зарядов безметальных порохов и твердых взрывчатых веществ путем воздействия излучающего экрана на горящую поверхность, согласно изобретению скорости горения в интервале давлений от 1 до 10 кгс/см² , экран из катализатора располагают снаружи заряда и перемещают к поверхности горения. Экран для управления скоростью горения зарядов безметальных порохов и твердых взрывчатых веществ выполнен в виде пористого блока из спеченной окиси хрома с удельной поверхностью 0,4-0,6 м²/г. Изобретение обеспечивает расширение пределов регулирования скорости горения в интервале давлений от 1 до 10 кгс/см². 2 н.п. ф-лы.

Предлагаемое изобретение относится к области регулирования скорости горения конденсированных систем, сгорающих с образованием газообразных продуктов, и может быть использовано в военной технике, в частности в ракетной технике для управления скоростью полета реактивных устройств.

Известны способы воздействия на скорость горения конденсированных систем путем использования светового потока от внешнего источника излучения (см. статью Э.В.Конева и С.С.Хлевного в Журнале Прикладной механики и технической физики, 1963 г., №2, стр.167), или силовых полей, например поля массовых сил (см. статью Б.Б. Серкова, Э.И.Максимова и А.Г.Мержанова в журнале "Физика Горения и Взрыва", 1968 г., №4, стр.600). Эти способы открывают принципиальную возможность управления скоростью непосредственно в процессе горения путем изменения интенсивности внешнего воздействия.

Недостатком указанных способов является трудность практического использования, т.к. для осуществления их необходимы мощные дополнительные источники энергии и специальная аппаратура.

Наиболее близким из известных является способ воздействия на скорость горения конденсированных систем путем использования катализаторов, вводимых в мелкодисперсном состоянии в состав топлива при его изготовлении. Например, соединения свинца или смеси их с сажей приводят к значительному увеличению скорости горения топлив на основе нитроцеллюлозы и к существенному улучшению их баллистических свойств. (см. R.F.Preckel, статья в журнале " Ракетная техника и космонавтика", 1965 г., №2, стр.238). Этот способ позволяет изменять скорость горения топлива без дополнительных энергетических затрат, но не позволяет управлять ею непосредственно в процессе горения.

При заданном давлении и начальной температуре катализированный состав имеет лишь определенную скорость горения, а для получения другой скорости горения нужно либо менять катализатор, либо варьировать его содержание в топливе, т.е., по существу, готовить новый состав.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. разработка достаточно простого способа воздействия на скорость горения конденсированных систем, который позволил бы управлять скоростью в процессе горения в широких пределах.

Для достижения поставленной цели в известном способе, включающем использование катализатора, катализатор в виде пористого блока помещают вне конденсированной системы, а управление осуществляют путем изменения расстояния между катализатором и горящей поверхностью.

Таким образом, отличительными признаками предлагаемого изобретения являются следующие: катализатор берут в виде пористого блока и располагают его вне конденсированной системы, управление скоростью горения осуществляют путем изменения расстояния между катализатором и горящей поверхностью.

Использование катализатора в виде блока и вынесение его за пределы конденсированной системы обеспечивает, с одной стороны, сосредоточение катализатора в нужной зоне волны горения, а, с другой стороны, облегчает манипулирование им, что дает возможность управлять величиной скорости горения, изменяя расстояние между катализатором и горящей поверхностью.

Выбор пористой структуры для катализатора обусловлен необходимостью увеличения активной поверхности для изменения скорости горения в широких пределах.

Пример 1.

Блок окиси хрома (Cr₂O ₃), спеченной в виде пористой таблетки диаметром 10 мм (S_уд=0,5 м²/г) удерживали на расстоянии 5 мм от поверхности горящего при атмосферном давлении образца дины (полное название - динитроксидиэтил-N-нитрамин) диаметром 16 мм. Скорость горения составила 0,25 мм/с. Уменьшение расстояния между блоком катализатора и поверхностью образца до 0,5 мм привело к увеличению скорости горения до 0,60 мм/с. В отсутствии катализатора дина в этих условиях горит со скоростью 0,13 мм/с.

Пример 2.

Блок катализатора, идентичный описанному в примере 1, удерживали на расстоянии 5 мм от поверхности горящего при атмосферном давлении образца нитроглицеринового пороха "Н" диаметром 16 мм. Скорость горения составила 0,75 мм/с. При уменьшении просвета между каталитическим блоком и поверхностью горящего пороха до 0,5 мм скорость горения возросла до 1,6 мм/с. В отсутствии катализатора порох горел со скоростью 0,56 мм/с.

По сравнению с обычным использованием катализаторов, предлагаемый способ обладает тем преимуществом, что позволяет управлять скоростью горения конденсированных систем непосредственно в процессе их горения. Способ позволяет многократно использовать катализатор, а также изменять скорость горения в широких пределах по любой заданной программе и корректировать ее по ходу процесса при отклонениях, вызываемых непредвиденными причинами.

Формула изобретения

1. Способ управления скоростью горения зарядов безметальных порохов и твердых взрывчатых веществ, путем воздействия излучающего экрана на горящую поверхность, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов регулирования скорости горения в интервале давлений от 1 до 10 кгс/см, 2 экран из катализатора располагают снаружи заряда и перемещают к поверхности горения.

2. Экран для управления скоростью горения зарядов безметальных порохов и твердых взрывчатых веществ, отличающийся тем, что он выполнен в виде пористого блока из спеченной окиси хрома с удельной поверхностью 0,4-0,6 м²/г.