Бронирующий состав для зарядов твердого ракетного топлива и способ его приготовления

 

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к разработке материалов для бронирования вкладных зарядов твердого ракетного топлива двухосновного (баллиститного) типа. Предложены состав для бронирования зарядов твердого ракетного топлива, содержащий коллоксилин, нитроглицерин, трикрезилфосфат, асбест, борную кислоту, централит 2, и способ его приготовления, включающий смешение компонентов, удаление из полученной смеси влаги до влажности не более 2%, гомогенизирование смеси и таблетирование на вальцах при 80-100^oС. Изобретение направлено на разработку бронирующего состава, обеспечивающего стабильность баллистических характеристик зарядов в процессе хранения, и способа его приготовления. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к разработке материалов для бронирования вкладных зарядов твердого ракетного топлива двухосновного (баллистного) типа.

В настоящее время в практике бронирования зарядов из баллистных порохов наибольшее распространение получили материалы на основе пластифицированных эфиров целлюлозы (нитро-, ацетат-, этил-, ацетобутират целлюлозы).

Однако в процессе хранения и эксплуатации зарядов, изготовленных из пластифицированных эфиров целлюлозы, наблюдается ухудшение баллистических характеристик зарядов прежде всего из-за миграции пластификатора топлива - нитроглицерина в бронепокрытие (см. R. Stеnson. The Interactions of Cellulose Acetate and Ethyl Cellulose Inhibitors with Double-Base Propеllants. Explosive Research and Development Establishment. Waltnan Abbey, England, November, 1971).

Авторами за прототип взяты состав из этилцеллюлозы и способ его приготовления (патент США 3642.961 от 15.02.1972).

Недостатком бронесостава на основе этилцеллюлозы - прототипа является большая сорбционная способность к нитроэфирам, мигрирующим из пороха, что приводит в процессе хранения и эксплуатации к ухудшению баллистических характеристик зарядов.

Особенно это касается тонкосводных трубчатых зарядов, когда наблюдается полная потеря работоспособности зарядов из-за повышения горючести бронепокрытия и потери способности его защитить поверхность пороха от горения. Также происходит существенное ухудшение балистических характеристик пороха, что выражается, в частности, в нерасчетном падении максимального давления в конце работы двигателя в случае, например, многошашечных зарядов, горящих прогрессивно. Причиной изменения баллистических характеристик тонкосводных бронированных зарядов в процессе длительного хранения является уменьшение содержания нитроглицерина в слоях пороха, прилегающего к бронепокрытию, вследствие миграции нитроглицерина в бронепокрытие.

Технической задачей данного изобретения является разработка состава, обеспечивающего стабильность баллистических характеристик зарядов в процессе хранения, и способа его приготовления. Для этого предлагается исключить миграцию нитроглицерина из топлива в бронепокрытие путем предварительного введения нитроглицерина в бронирующий состав, а горючесть бронепокрытия исключить за счет введения минеральных наполнителей асбеста и борной кислоты.

Состав для бронирования зарядов твердого ракетного топлива содержит компоненты в соотношении, мас.%: Коллоксилин - 10-12 Нитроглицерин - 12-18 Трикрезилфосфат - 12-17 Асбест - 47-51 Борная кислота - 9-11 Централит 2 - 0,5-1 Способ приготовления состава для бронирования зарядов твердого ракетного топлива включает смешивание в воде коллоксилина, одной трети навески асбеста и нитроглицерина, отжимание полученной смеси на центрифуге до влажности 28,5% и смешивание с двумя третями навески асбеста, трикрезилфосфата и борной кислотой, удаление из полученной смеси влаги до влажности не более 2%, гомогенизирование смеси и таблетирование на вальцах при 80-100^oС.

В таблице приведены примеры составов для бронирования зарядов твердого ракетного топлива (мас.%).

Разработанные составы, обладающие удовлетворительными физико-механическими и технологическими свойствами, отличаются от прототипа низкой сорбционной способностью по отношению к нитроэфирам.

На чертеже в примерах 1-4 показана миграция нитропластификаторов из пороха в предлагаемый бронирующий состав на изделиях в сравнении с известным бронепокрытием из этилцеллюлозы (патент США 3642.961 от 12 июня 1968 г.).

Миграция нитропластификаторов в трубчатых зарядах ⊘22,5/7-307 мм из пороха НДСИ - 2К, забронированных предлагаемым составом и прототипом, при 60^oС.

На чертеже видно, что в процессе длительного хранения изделий ⊘22,5/7-307 мм из пороха НДСИ-2К при 60^oС предлагаемый бронирующий состав (рецептура примеров 1, 2, 3 и 4) практически не сорбирует нитроэфиры, тогда как прототип, пластифицированная этилцеллюлоза, в этих же условиях сорбирует 14% нитроэфиров.

Нами предложен безопасный способ введения нитроглицерина в бронирующий состав. Нитроглицерин целесообразно вводить в водной среде. Для этого коллоксилин, нитроглицерин, централит 2 и 1/3 навески асбеста смешиваются в водной среде и полученную четверную смесь (коллоксилин - 27,3%, нитроглицерин - 29,8%, асбест - 41,7%, централит 2 - 1,2%) отжимают от воды до влажности 28,5% на центрифуге. Смешение компонентов и отжим четверной смеси от воды осуществляют по режимам, принятым при варке и отжиме пороховой массы баллиститного топлива. Эта смесь с влажностью не менее 28,5% не чувствительна к механическим воздействиям, не детонирует в трубках диаметром 100 мм от дополнительного детонатора (тетрила), а также не горит в условиях испытания в бомбе (РМО 1715-65) и на открытом воздухе.

Смешение четверной смеси с остальными компонентами состава (трикрезилфосфатом, борной кислотой, 2/3 асбеста) проводят в мешателе Вернер-Пфлейдерер. Удаление влаги и гомогенизация состава, таблетирование состава осуществляют на непрерывных рифленых вальцах типа "Большевик". Состав в виде таблетки с влажностью не более 2% используют для бронирования зарядов высокопроизводительным методом экструзии (100 зарядов в час).

Забронированные тонкосводные трубчатые заряды ⊘22,5/7-307 мм из топлива НДСИ-2К подвергали термостатированию про температуре 60 и 74^oС в течение 80 суток. В процессе термостатирования нарушения целостности бронепокрытия и адгезионного шва не происходит. Через 3, 5, 7, 10 и 20 суток термостатирования при 74^oC заряды подвергались стендовым испытаниям, результаты которых показали, что миграция нитроглицерина из топлива в бронепокрытие отсутствует и баллистические характеристики не ухудшаются.

Многочисленные испытания бронирующего состава на тонкосводных многошашечных зарядах показали, что предлагаемый состав позволяет увеличить гарантийный срок хранения с 3,2 в случае прототипа до 11,5 лет.

Таким образом, предлагаемый бронирующий состав в отличие от известного бронесостава не сорбирует нитроэфиры и обеспечивает стабильность баллистических характеристик тонкосводных зарядов из баллистного пороха.

Формула изобретения

1. Состав для бронирования зарядов твердого ракетного топлива, отличающийся тем, что он содержит коллоксилин, нитроглицерин, трикрезилфосфат, асбест, борную кислоту и централит 2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Коллоксилин - 10-12
Нитроглицерин - 12-18
Трикрезилфосфат - 12-17
Асбест - 47-51
Борная кислота - 9-11
Централит 2 - 0,5-1,0
2. Способ приготовления состава для бронирования зарядов твердого ракетного топлива, включающий смешение компонентов, отличающийся тем, что смешивают в воде коллоксилин, одну треть навески асбеста и нитроглицерин, полученную смесь отжимают на центрифуге до влажности 28,5% и смешивают с двумя третями навески асбеста, трикрезилфосфатом и борной кислотой, из полученной смеси удаляют влагу до влажности не более 2%, смесь гомогенизируют и таблетируют на вальцах при 80-100^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2