Способ изготовления ракетного заряда баллиститного твердого топлива
Владельцы патента RU 2259983:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" (RU)
Изобретение относится к области ракетной техники. Предложен способ изготовления ракетного заряда баллиститного твердого топлива, включающий фазы смешения компонентов, отжим топливной массы, вальцевание-таблетирование, сушку и прессование заряда проходным методом на пресс-аппарате через формообразующий пресс-инструмент. В изготавливаемый заряд вводят до 40% от его массы возвратные технологические отходы топлива того же состава на фазе смешения компонентов топлива в виде мелкоизмельченной крошки либо на фазе вальцевания и таблетирования в крупноизмельченном виде, либо на фазе сушки в виде топливной таблетки, прошедшей фазу вальцевания-таблетирования. Изобретение направлено на повышение технологичности изготовления зарядов и обеспечивает высокий уровень физико-механических характеристик, в частности, высокий уровень модуля упругости топлива на сжатие. 1 табл.
Изобретение относится к области изготовления зарядов твердого ракетного топлива, а именно к способам изготовления зарядов из баллиститных ракетных твердых топлив (БРТТ) методом проходного прессования.
Баллиститные топлива, в связи с рядом своих отличий от других видов твердого топлива, таких как высокая прочность, технологичность, монолитность отпрессованных зарядов, относительно низкая стоимость, нашли широкое применение в тактических ракетах крупносерийного производства и во вспомогательных устройствах (пороховые аккумуляторы давления, устройства разделения ступеней крупных ракет, газогенераторы для бортовых источников питания ракет различного назначения, системы аварийного спасения летного состава), в т.ч., в устройствах, испытывающих большие осевые нагрузки и требующих применения зарядов из высокопрочного топлива.
Способы переработки баллиститных топлив и изготовления зарядов приведены в источниках: Краткий энциклопедический словарь "Энергетические конденсированные системы", под ред. Б.П.Жукова, М., Янус-К, 2000, с.431-432, Смирнов Л.А. "Оборудование для производства баллиститных порохов по шнековой технологии и зарядов из них", М., МГАХМ, 1977, с.51-52, 173-175, патенты: FR 2458523, US 5619073 A, DE 3523953 A1, RU 2105747 C1, RU 2220934 C2.
Способ по источнику: Смирнов Л.А. "Оборудование для производства баллиститных порохов..." принят авторами за прототип.
Недостатками способа-прототипа является отсутствие регламентации степени измельчения ВТО и порядка их ввода в изготавливаемую топливную смесь на определенной фазе переработки топлива, что не позволяет целенаправленно улучшить его, в первую очередь, механические характеристики.
Технической задачей изобретения является разработка высокотехнологичного способа изготовления зарядов твердого ракетного топлива на основе нитроцеллюлозы, обеспечивающего повышенную прочность топлива и его высокий модуль упругости на сжатие.
Указанная техническая задача решается в рамках патентуемого изобретения за счет ввода в состав вновь перерабатываемого топлива при изготовлении зарядов так называемых возвратных технологических отходов (ВТО*) (*ВТО - возвратные технологические отходы твердого топлива, - как правило, ранее отпрессованные и забракованные шашки твердого топлива по геометрическим размерам или другим показателям или остатки таблетированного топлива не пошедшего на изготовление предыдущей партии зарядов) твердых топлив того же рецептурного состава.
Технический результат (сущность изобретения) заключается в смешении компонентов топлива с получением топливной массы, вальцевания и таблетирования, сушки и прессования заряда проходным методом на пресс-аппарате через формообразующий пресс-инструмент, причем в изготавливаемый заряд баллиститного твердого топлива вводят до 40% от его массы возвратные технологические отходы топлива того же состава:
- мелкоизмельченные ВТО (с размером частиц 1...2 мм) - на фазу смешения компонентов твердого топлива;
- крупноизмельченное (с размером частиц 3...7 мм) - на фазу вальцевания (таблетирования);
- ВТО в виде: либо кондиционной таблетки (остатки от предыдущих партий зарядов), либо ранее отбракованной топливной таблетки, прошедших фазу вальцевания-таблетирования, - на фазу сушки и последующего прессования.
Практическая реализация способа изготовления зарядов твердого топлива включает смешение компонентов, отжим полученной топливной массы, вальцевание (таблетирование) топливного полуфабриката, сушку таблетки и прессование зарядов проходным методом на пресс-аппарате через формообразующий пресс-инструмент, при этом на фазе смешения компонентов вводят до 40%, по отношению к вновь изготовляемой топливной смеси, возвратных технологических отходов топлива того же рецептурного состава, измельченных до 1...2 мм характерного размера** (**характерный размер - габаритный размер крошки (таблетки)) частиц, либо до 40% ВТО измельченного до 3...7 мм характерного размера на фазу таблетирования (вальцевания), либо до 40% ВТО в виде ранее отбракованной топливной таблетки того же состава (но прошедшей фазу вальцевания - таблетирования) - на фазу сушки и последующего прессования.
Проведенными исследованиями установлено, что введение ВТО в топливную массу позволяет практически, не регламентировать уровень давления прессования, достигая при этом при прессовании низкого уровня влажности отпрессованных зарядов и высокого уровня модуля упругости топлива на сжатие (см. таблицу). Достижению указанного положительного результата изобретения способствует в данном случае использование при прессовании ранее обезвоженного топливного материала (ВТО).
| Таблица | ||||
| Хар-ки /№п/п | Вариант переработки состава | Давление прессования, кгс/см2 | Влажность готового топлива, % | Модуль упругости на сжатие при 60°С |
| 1 | 30% ВТО, измельченного до 1...2 мм, введенное на фазе смешения | от 180 до 230 | 0,4 | 982...1218 |
| 2 | 15% ВТО, измельченного до 3...7 мм, введенное на фазе вальцевания-таблетирования | от 190 до 320 | 0,3 | 931...1514 |
| 3 | 40% ВТО, измельченного до 3...7 мм, введенное на фазе вальцевания-таблетирования | от 210 до 350 | 0,3 | 815...1732 |
| 4 | 40% ВТО, введенное на фазе сушки (ранее изготовленная таблетка) | от 215 до 340 | 0,3 | 1116...1841 |
Технический результат изобретения заключается в экономичности технической утилизации ранее забракованного топлива (зарядов) и достижении при этом более высоких выходных характеристик вновь изготавливаемого топлива (высокого модуля упругости на сжатие).
Способ изготовления ракетного заряда баллиститного твердого топлива, включающий фазы смешения компонентов топлива с получением топливной массы, отжима полученной топливной массы, вальцевания и таблетирования, сушки и прессования заряда проходным методом на пресс-аппарате через формообразующий пресс-инструмент, причем в изготавливаемый заряд баллиститного твердого топлива вводят до 40% от его массы возвратные технологические отходы топлива того же состава, отличающийся тем, что возвратные технологические отходы топлива вводят на фазе смешения компонентов топлива в виде мелкоизмельченной крошки с размерами частиц 1...2 мм, либо на фазе вальцевания и таблетирования в крупноизмельченном виде с размерами частиц 3...7 мм, либо на фазе сушки в виде топливной таблетки, прошедшей фазу вальцевания-таблетирования.
