Заряд к легкогазовому оружию - 13 /варианты/

Изобретение относится к метательным взрывчатым веществам, а именно смесевым порохам, используемым в качестве заряда к легкогазовому оружию. Рассмотрены комбинации декаборана с шестью разными окислителями: пятиокисью азота, нитратом аммония, динитрамидом аммония, нитратом бора, нитратом бериллия, шестиокисью азота. Возможно дополнительное включение соединений бора, например бораны, боргидриды, дающие большое количество водорода и бора для увеличения энергетики реакции. Изобретение направлено на повышение начальной скорости снарядов и пуль путем выделения преимущественно водорода, а также регулирование скорости реакции. 7 н. и 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к метательным взрывчатым веществам (далее МВВ), то есть - к смесевым порохам (пора вводить отдельный подкласс - МВВ с выделением водорода или преимущественно водорода), и имеет повышенное по сравнению с другими реакциями выделение водорода.

Известны заряды к легкогазовому оружию, см., например, RU пат. №№2488672, 2490244 и т.п., которые при сгорании выделяют из газов чистый водород или преимущественно водород. Некоторые из таких веществ содержат жидкие или газообразные компоненты, что обеспечивает хорошую энергетику реакции, но не всегда удобно.

Задача и технический результат изобретения - повышение начальной скорости снарядов и пуль путем выделения преимущественно водорода и путем рационального применения двух энергетических реакций - окисление углерода, бора или металлов, и образование нитрида бора. Использование только твердых компонентов. А также регулирование скорости реакции.

Эта цель достигается, во-первых, тем, что происходит реакция «половинного горения» гидридов и боргидридов (то есть окисляется только металл, иногда бор). А во-вторых, тем, что идет вторая энергетическая реакция - реакция бора с азотом с образованием нитрида бора. При температуре 800-1200°С происходит реакция:

То есть на единицу добавленного бора получается добавочное тепловыделение 23,37 кДж/г.Такая добавка улучшит тепловыделение любого МВВ.

Понятно, что количество атомов бора и азота должно относиться как 1:1+-20% (не считая тех случаев, когда бор используется и в качестве основного горючего).

Реакция образования нитрида бора лучше идет в присутствии восстановителей - угля, сажи, графита, графена, водорода. В некоторых реакциях происходит выделение углерода, поэтому в добавочных количествах восстановителя они не нуждаются, в других случаях рекомендуется добавлять мелкодисперсного угля, графита, сажи или графена в количестве 0,0001-1% (оптимально 0,01-0,1%). Присутствие водорода в продуктах реакции уменьшает или даже исключает потребность в углероде.

В МВВ возможны двуэнергетические реакции (две энергетические реакции: кислород металл и азот-бор) типа «боргидрид-окислитель-гидрид» (они рассмотрены мной ранее). В данном изобретении рассмотрено применение твердого декаборана с некоторыми наиболее перспективными окислителями.

Все реакции с боранами представляют собой две параллельные реакции, например, часть декаборана реагирует с кислородом (только бор), а часть - с азотом, содержащимся в окислителе в связанном состоянии.

Соотношение компонентов: декаборан - 37,63%±15%, пятиокись азота - 62,37%±15% (здесь и далее % массовые).

Соотношение компонентов: декаборан - 37,92%±15%, нитрат аммония - 62,08%±15%.

Соотношение компонентов: декаборан - 39,64%±15%, динитрамид аммония - 60,36%±15%.

Соотношение компонентов: декаборан - 33,19%±15%, нитрат бора - 66,81%±15%.

Соотношение компонентов: декаборан - 32,89%±15%, нитрат бериллия - 67,11%±15%.

С недавно открытым соединением N₃O₆ возможна реакция:

Соотношение компонентов: декаборан - 30,69%±15%, шестиокись азота - 69,31%±15%.

Комбинируя эти реакции между собой и/или с реакциями типа «боргидрид-окислитель-гидрид», можно в определенных пределах регулировать скорость реакции.

Для управления скоростью реакции в любой из вышеперечисленных зарядов может быть добавлен гидрид и/или боргидрид металла или бора. При этом последние практически не участвуют в ходе реакции, хотя и участвуют в изменении концентрации реагирующих веществ, практически можно считать, что они лишь претерпевают термическое разложение с выделением водорода.

ПРИМЕР 1: ВеН₂=Ве+Н₂

ПРИМЕР 2: В₂Н₆=2В+3Н₂

Два этих примера дают пример боргидрида.

ПРИМЕР 3: Ве(ВН₄)₂=Be+2В+4Н₂

Все перечисленные водородовыделяющие МВВ значительно повысят обороноспособность нашей страны.

1. Заряд к легкогазовому оружию, отличающийся тем, что имеет следующее соотношение компонентов: декаборан - 37,63±15%, пятиокись азота - 62,37±15%.

2. Заряд к легкогазовому оружию, отличающийся тем, что имеет следующее соотношение компонентов: декаборан - 37,92±15%, нитрат аммония - 62,08±15%.

3. Заряд к легкогазовому оружию, отличающийся тем, что имеет следующее соотношение компонентов: декаборан - 39,64±15%, динитрамид аммония - 60,36±15%.

4. Заряд к легкогазовому оружию, отличающийся тем, что имеет следующее соотношение компонентов: декаборан - 33,19±15%, нитрат бора - 66,81±15%.

5. Заряд к легкогазовому оружию, отличающийся тем, что имеет следующее соотношение компонентов: декаборан - 32,89±15%, нитрат бериллия - 67,11±15%.

6. Заряд к легкогазовому оружию, отличающийся тем, что имеет следующее соотношение компонентов: декаборан - 30,69±15%, шестиокись азота - 69,31±15%.

7. Заряд к легкогазовому оружию по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что дополнительно содержит гидрид и/или боргидрид металла или бора.

8. Заряд к легкогазовому оружию, отличающийся тем, что представляет собой смесь зарядов по любому из пп. 1-7.