Защитно-адгезионный подслой для бронирования вкладных зарядов из твердого топлива

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности, к разработке защитно-адгезионного подслоя для скрепления бронепокрытия с поверхностью заряда при бронировании вкладных зарядов твердого ракетного топлива двухосновного (баллиститного) типа. Предложен подслой, содержащий 4,4',4"-трифенилметантриизоцианат, дихлорэтан, монометакриловый эфир этиленгликоля в качестве адгезионной добавки и дибутилоловодилаурат в качестве катализатора отверждения. Изобретение направлено на создание подслоя, позволяющего увеличить прочность скрепления бронепокрытия с поверхностью топливного заряда, содержащего в своем составе компоненты на основе производных полиформальдегидов, исключить использование дополнительного подслоя на основе ацетата целлюлозы, обладающего высокой защитной способностью от миграционных процессов в системе «топливо-бронепокрытие» и обеспечивающего стабильность баллистических характеристик зарядов с бронепокрытием в процессе хранения. 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к области ракетной техники, а именно к вкладным зарядам баллиститного твердого топлива, в частности к области создания защитно-адгезионных подслоев для скрепления бронепокрытия с поверхностью заряда и может быть использовано при отработке и изготовлении зарядов твердого ракетного топлива (ТРТ).

Конструкции вкладных зарядов из баллиститных твердых топлив, бронированных по определенным поверхностям, широко используются в ракетной технике, особенно для двигателей активно-реактивных систем (АРС), противотанковых управляемых реактивных снарядов (ПТУРС) и др. Создание высокоточных управляемых реактивных снарядов, в том числе с наиболее современными методами наведения на цель (по лазерному и радиолучу) осложняется низкой надежностью передачи команд на борт снаряда при наличии существенной задымленности трассы полета.

Основные источники дыма при работе управляемых реактивных снарядов - продукты сгорания твердого топлива и терморазложения бронепокрытия.

В настоящее время широко используются бронепокрытия на основе ацетата целлюлозы, обладающие низкой мощностью дымообразования. Однако в процессе длительного хранения зарядов снижается термостойкость ацетилцеллюлозного бронепокрытия, увеличивается мощность дымообразования из-за миграции пластификатора топлива - нитроглицерина в бронепокрытие. Все это приводит к изменению химического состава как топлива, так и бронепокрытия.

Для уменьшения миграции нитроглицерина из топлива в бронепокрытие на топливо наносится защитно-адгезионный подслой.

Известен защитно-адгезионный подслой (патент RU 2217460) для бронирования зарядов ТРТ, состоящий из 20% раствора 4,4',4"-трифенилметантриизоцианата в дихлорэтане, а в качестве адгезионной добавки в него вводится аллиловый спирт в количестве 0,5-2%. Подслой отверждается на поверхности топливной шашки при температуре 15-35°С под действием оловоорганического катализатора в течение 0,75-6,0 ч. Данный состав адгезионного подслоя по патенту RU 2217460 выбран авторами в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Однако в процессе изготовления зарядов с использованием защитно-адгезионного подслоя по указанному патенту выявлены следующие недостатки:

- в силу ряда объективных причин производство аллилового спирта ограничено;

- при бронировании зарядов из топлив, содержащих компоненты на основе производных полиформальдегидов, необходимо нанесение дополнительного подслоя на основе ацетата целлюлозы, так как производные полиформальдегидов существенно снижают адгезию ацетилцеллюлозного бронепокрытия к топливу через известный защитно-адгезионный подслой.

- Аллиловый спирт гигроскопичен и требует при использовании его в составе защитно-адгезионного подслоя дополнительной операции удаления влаги с 2% до 0,05%.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание адгезионного подслоя, свободного от упомянутых недостатков, обладающего высокой защитной способностью от миграционных процессов в системе «топливо-бронепокрытие» и обеспечивающего необходимые характеристики, как бронепокрытия, так и топлива и способствующего снижению дымообразования в процессе работы РДТТ после длительного хранения.

Технический результат достигается за счет того, что защитно-адгезионный подслой (для бронирования зарядов ТРТ) на основе 4,4',4" -трифенилметантриизоцианата с дихлорэтаном, в качестве адгезионной добавки вместо аллилового спирта содержит монометакриловый эфир этиленгликоля в количестве 0,5-1,5 мас.% и катализатор отверждения в количестве от 0,05 до 0,5 мас.% в зависимости от температурно-влажностных условий сушки.

Предлагаемый подслой имеет ряд преимуществ в сравнении с прототипом, содержащим аллиловий спирт, в частности:

- позволяет увеличить прочность скрепления бронепокрытия с поверхностью топливного заряда, содержащего в своем составе компоненты на основе производных полиформальдегидов и тем самым исключает использование дополнительного подслоя на основе ацетата целлюлозы («АЦ»);

- монометакриловый эфир этиленгликоля, продукт практически не гигроскопичный и не требует дополнительной операции (удаление влаги) перед использованием;

- монометакриловый эфир этнленгликоля является малотоксичным продуктом по сравнению с аллиловым спиртом.

Технология приготовления предлагаемого подслоя и нанесение его на топливную шашку близка к имеющемуся подслою и не требует технологического и аппаратурного изменения процесса бронирования зарядов методом литья под давлением.

Ниже (см. таблицу) приводятся примеры рецептур предлагаемого подслоя, его миграционные и адгезионные свойства.

Таблица
Наименование показателей	Ед. изм.	Подслой по прототипу	Предлагаемые составы, примеры №
1	2	3	4	5
1	2	3	4	5	6	7	8
Состав подслоя: - 4,4',4"-трифенилметантриизоцианат	%	19,55-19,85	19,60	19,65	19,70	19,85	19,90
- дихлорэтан	%	78,4-80,0	79,85	79,25	78,65	78,95	79,10
- спирт аллиловый	%	0,5-2,0	-	-	-	-	-
- монометакриловый эфир этиленгликоля	%		0,5	1,0	1,5	1,0	0,5
- дибутилоловодилаурат	%	0,05-0,2	0,05	0,1	0,15	0,2	0,5
Прочность адгезии бронепокрытия к баллиститному топливу
- высокоэнергетическому	Кгс/см2	63,1-68,4	65,7	68,4	69,1	63,6	62,8
- с низкой скоростью горения	Кгс/см2	64,0-66,5*	65,1	65,6	64,3	65,4	63,1
Содержание нитроэфиров в бронепокрытии после хранения в течение 30 суток для зарядов из высокоэнергетического топлива
при 20°С	%	0,54-0,7	0,49	0,51	0,44	0,59	0,63
при 60°С	%	2,38-2,96	2,04	2,45	2,01	2,5	2,85

Продолжение таблицы
Наименование показателей	Ед. изм.	Подслой по прототипу	Предлагаемые составы, примеры №
1	2	3	4	5
Содержание нитроэфиров в бронепокрытии после хранения в течение 22 суток для зарядов из топлива с низкой скоростью горения
при 20°С	%	0,4-0,6	0,39	0,41	0,24	0,51	0,35
при 60°С	%	5,9-7,4	4,81	5,25	4,62	5,86	5,07
Мощность дымообразования после форсированного старения зарядов при температуре испытания 50°С
- высокоэнергетического топлива	м2/с	0,8-1,8	1,0-1,4	0,9-1,2	0,8-1,1	1,2-1,4	0,8-1,0
- топливо с низкой скоростью горения	м2/с	1,2-2,1	1,3-1,8	1,5-2,0	1,4-1,9	1,5-2,0	1,2-1,6
* изделия с дополнительным подслоем на основе «АЦ».

Из данных таблицы видно, что прочность адгезии бронепокрытия к топливу, содержание нитроэфиров в бронепокрытии после хранения и мощность дымообразования после форсированного старения находятся на уровне подслоя, взятого в качестве прототипа. Однако следует отметить, что прочность адгезии к топливу с низкой скоростью горения и содержащему в своем составе компоненты на основе производных полиформальдегидов находится на уровне прототипа, но без нанесения дополнительного подслоя на основе «АЦ». Предлагаемый подслой проверен с положительными результатами путем изготовления натурных бронируемых изделий и проведением их стендовых испытаний.

Защитно-адгезионный подслой для бронирования вкладных зарядов из твердого топлива, включающий 4,4',4"-трифенилметантриизоционат, дихлорэтан и катализатор отверждения дибутилоловодилаурат, отличающийся тем, что в качестве адгезионной добавки содержит монометакриловый эфир этиленгликоля, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

4,4',4"-Трифенилметантриизоционат	19,60-19,90
Дихлорэтан	78,65-79,85
Монометакриловый эфир этиленгликоля(МЭГ)	0,5-1,5
Дибутилоловодилаурат	0,05-0,50