Способ изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива

Изобретение относится к производству ракетной техники, а именно к изготовлению зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ). Способ изготовления заряда смесевого ракетного твердого топлива включает последовательное механическое перемешивание окислителя и смеси горюче-связующего на основе полимера с пластификатором, металлическим горючим, технологическими добавками и порционный слив приготовленной топливной массы в корпус. Входящий в состав горюче-связующего метилполивинилтетразольный полимер предварительно, перед смешением с пластификатором и остальными компонентами, сушат при температуре 100-140°С до постоянной массы полимера. В частном случае сушку полимера проводят под вакуумом при температуре 20-100°С. Способ обеспечивает минимальное газовыделение из топлива, вследствие чего обеспечивается физико-химическая стабильность заряда в течение всего гарантийного срока хранения. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к области производства ракетной техники, а именно к изготовлению зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ), которыми могут оснащаться ракетные двигатели.

В состав современных высокоэнергетических СРТТ входят компоненты на основе нитроэфиров. Обеспечение механических характеристик и гарантийных сроков хранения таких топлив осложняется процессами повышенного газовыделения компонентов активного горюче-связующего. Из уровня техники известен способ изготовления зарядов СРТТ по патенту РФ №2230052 (дата публикации 10.06.2004 г.), включающий смешивание окислителя с приготовленной смесью связующего с металлическим горючим, технологическими добавками с последующим сливом приготовленной топливной массы в корпус.

К недостаткам описанного способа следует отнести невозможность гарантированного получения заданных механических характеристик, отсутствие контроля процесса газовыделения из топлива в процессе хранения.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и поэтому принятым за прототип, является способ изготовления зарядов смесевого ракетного топлива по патенту РФ №2534101 (дата публикации 27.11.2014 г.) включающий последовательное механическое перемешивание окислителя с приготовленной смесью горюче-связующего с пластификатором, металлическим горючим, технологическими добавками и слив приготовленной топливной массы в корпус.

К недостаткам прототипа следует отнести низкий уровень механических характеристик, повышенный уровень газовыделения из топлива, что отрицательно влияет на физико-химическую стабильность топлива, приводит к образованию трещин и отслоений и, как следствие, снижает гарантийный срок хранения заряда СРТТ.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка способа изготовления заряда СРТТ, который обеспечивает минимальное газовыделение из топлива, вследствие чего обеспечивается физико-химическая стабильность заряда в течение всего гарантийного срока хранения.

Поставленная задача достигается предлагаемым способом изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива, который включает последовательное механическое перемешивание окислителя и приготовленной смеси горюче-связующего на основе полимера с пластификатором, металлическим горючим, технологическими добавками и порционный слив приготовленной топливной массы в корпус, при этом входящий в состав горюче-связующего метилполивинилтетразольный полимер предварительно, перед смешением с пластификатором и остальными компонентами, сушат при температуре 100-140°С до постоянной массы полимера.

В частном случае, сушку метилполивинилтетразольного полимера проводят под вакуумом при температуре 20-100°С.

Предложенный способ отличается от прототипа тем, что входящий в состав горюче-связующего метилполивинилтетразольный полимер (полимер) предварительно, перед смешением с пластификатором и остальными компонентами, сушат при температуре 100-140°С до постоянной массы полимера.

Под постоянной массой полимера подразумевается масса полимера, которая не меняется в течение 30 минут в течение сушки.

Предварительная сушка полимера позволяет предварительно, до смешения его с остальными компонентами топлива, удалить влагу и другие летучие низкомолекулярные вещества, а также растворенные и капсулированные газы.

В результате повышается полнота удаления газов, что уменьшает газовыделение из топлива в процессе хранения и повышает физико-химическую стабильность заряда, что гарантирует заданный срок хранения заряда.

В частном случае, сушку полимера проводят под вакуумом при температуре 20-100°С.

Используется в случае отсутствия технологической возможности увеличить температуру сушки выше 100°С, например, при сушке полимера в реакторе с водяной рубашкой.

Сушка полимера при температуре выше 140°С может привести к спеканию и деструкции полимера, а при температуре ниже 20°С - к неоправданному увеличению длительности процесса.

Сравнительные исследования показали устойчивое улучшение физико-химической стабильности топлива, изготовленного по предлагаемому способу, по сравнению с известными способами и прототипом.

Ниже приведены результаты исследований газовыделения до и после сушки полимеров. В таблице 1 приведены потери летучих примесей в процессе сушки метилполивинилтетразольного полимера.

Из таблицы 1 видно, что в результате сушки полимера происходит снижение массы полимера за счет летучих примесей для различных партий на 3,6-4,4% масс.

В таблице 2 приведены скорости газовыделения связующих, приготовленных на исходных и высушенных полимерах.

Из таблицы 2 видно, что в результате сушки полимера скорость газовыделения горюче-связующих снизилась на 4-20%.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет простым способом существенно уменьшить газовыделение из топлива и тем самым повысить физико-химическую стабильность заряда в процессе гарантийного срока хранения.

Для пояснения выполнения способа приведены примеры конкретного выполнения, следует отметить, что предлагаемый способ получения зарядов смесевого ракетного топлива, как показали исследования, не зависит от природы окислителя, в качестве которого могут быть выбраны все известные на сегодняшний день окислители, используемые для смесевых ракетных твердых топлив (например, перхлорат аммония, перхлорат калия, аммиачная селитра, динитрамид аммония).

Пример 1

Изготовление зарядов смесевого твердого ракетного топлива проводят последовательным механическим перемешиванием в смесителе горюче-связующего на основе полимера и пластификатора, металлического горючего, окислителя и технологических добавок при температуре 43°С и остаточном давлении 10 мм рт. ст. Предварительно метилполивинилтетразольный полимер (например, метилполивинилтетразол аллилированный) сушат при температуре 140°С в течение 3 часов с последующим приготовлением горюче-связующего, с использованием нитроэфирного пластификатора - нитроглицерина, при остаточном давлении 10 мм рт. ст. и температуре 43°С до полного удаления летучего растворителя. В качестве металлического горючего используют порошкообразный алюминий, в качестве технологической добавки - отвердитель ТОН-2 (ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензол), в качестве окислителя - перхлорат аммония. Полученная топливная масса порционно заливается в корпус или пресс-форму.

Пример 2

Изготовление зарядов смесевого твердого ракетного топлива проводят последовательным механическим перемешиванием в смесителе горюче-связующего на основе полимера и пластификатора, металлического горючего, окислителя и технологических добавок при температуре 45°С при остаточном давлении 10 мм рт. ст. Предварительно метилполивинилтетразольный полимер сушат при температуре 100°С в течение 3 часов с последующим приготовлением горюче-связующего с использованием пластификатора - динитратдиэтиленгликоля при остаточном давлении 10 мм рт. ст. и температуре 45°С до полного удаления летучего растворителя. В качестве металлического горючего используют диборид алюминия, а качестве технологической добавки - отвердитель ТОН-2 (ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензол), в качестве окислителя - перхлорат калия. Полученная топливная масса порционно заливается в корпус или пресс-форму.

Пример 3

Изготовление зарядов смесевого твердого ракетного топлива проводят последовательным механическим перемешиванием в смесителе горюче-связующего на основе полимера и пластификатора, металлического горючего, окислителя и технологических добавок при температуре 48°С, остаточном давлении 10 мм рт. ст. Предварительно метилполивинилтетразольный полимер сушат при температуре 100°С в течение 1 часа при остаточном давлении 10 мм рт. ст. с последующим приготовлением горюче-связующего с использованием нитроэфирного пластификатора - нитроглицерина, при остаточном давлении 10 мм рт. ст. и температуре 48°С до полного удаления летучего растворителя. В качестве металлического горючего используют порошок алюминия. В качестве технологической добавки - отвердитель ТОН-2 (ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензол), в качестве окислителя - перхлорат аммония. Полученная топливная масса порционно заливается в корпус или пресс-форму.

Пример 4

Изготовление зарядов смесевого твердого ракетного топлива проводят последовательным механическим перемешиванием в смесителе горюче-связующего на основе полимера и пластификатора, металлического горючего, окислителя и технологических добавок при температуре 50°С, остаточном давлении 10 мм рт. ст. Предварительно метилполивинилтетразол аллилированный полимер сушат при температуре 30°С в течение 10 часов при остаточном давлении 10 мм рт. ст. с последующим приготовлением горюче-связующего с использованием нитроэфирного пластификатора - нитроглицерина, при остаточном давлении 10 мм рт. ст. до полного удаления летучего растворителя. В качестве металлического горючего используют диборид алюминия. В качестве технологической добавки - отвердитель ТОН-2 (ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензол), в качестве окислителя - динитрамид аммония. Полученная топливная масса порционно заливается в корпус или пресс-форму.

Полученные физико-механические характеристики отвержденной топливной массы представлены в таблице 3, из которой видно, что с использованием осушенного полимера, механические свойства полученных образцов повышаются, а объем газовыделения стабильно снижается.

Изготовленные таким способом заряды полностью соответствуют приемным нормам по физико-химическим характеристикам. Лабораторные испытания подтвердили их работоспособность. В настоящее время предлагаемый способ внедряется в серийное производство.

1. Способ изготовления заряда смесевого ракетного твердого топлива, включающий последовательное механическое перемешивание окислителя и приготовленной смеси горюче-связующего на основе полимера с пластификатором, металлическим горючим, технологическими добавками и порционный слив приготовленной топливной массы в корпус, отличающийся тем, что входящий в состав горюче-связующего метилполивинилтетразольный полимер предварительно, перед смешением с пластификатором и остальными компонентами, сушат при температуре 100-140°С до постоянной массы полимера.

2. Способ изготовления по п.1, отличающийся тем, что сушку полимера проводят под вакуумом при температуре 20-100°С.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к ракетным топливам. Рассмотрены варианты ракетных топлив, включающие нитрат аммония или динитрамид аммония в комбинациях с дибораном, тетрабораном, боргидридом бериллия, гидридом бериллия и бором.

Изобретение относится к области смесевых энергетических материалов, а именно к твердотопливным композициям на основе экологически чистого окислителя нитрата аммония, и может быть использовано в качестве источника рабочего тела энергетических установок ракетно-космической техники гражданского назначения и в газогенераторах различного назначения.

Изобретение относится к ракетным топливам. Рассмотрены ракетные топлива, включающие боргидрид бериллия, алюминия, лития, лития-алюминия или кремния, тетраборан или декаборан в комбинациях с семью разными окислителями: азотной кислотой, пятиокисью азота, нитратом аммония, динитрамидом аммония, нитратом бора, нитратом бериллия, шестиокисью азота.

Изобретение относится к ракетному топливу. Решение основано на том, что бор или бериллий экзотермически реагирует с азотом и увеличивает энергетику реакции.

Изобретение относится к ракетным топливам. Изобретения основано на том, что кислород реагирует только с металлом боргидрида (согласно ряду напряжений), а бор экзотермически реагирует с азотом и увеличивает энергетику реакции.

Изобретение относится к ракетным топливам. Предложены варианты ракетных топлив на основе декаборана в комбинациях с семью разными окислителями: пятиокисью азота, нитратом аммония, динитрамидом аммония, нитратом бора, нитратом бериллия, шестиокисью азота и азотной кислотой.

Изобретение относится к ракетным топливам. Предложены варианты ракетного топлива, включающие боргидрид и гидрид бериллия, лития, алюминия, лития-алюминия или кремния или тетраборан и азотсодержащий окислитель: нитрат аммония, динитрамид аммония, нитрат бора, нитрат бериллия, пятиокись азота, шестиокись азота, азотную кислоту.

Изобретение относится к ракетному топливу, а именно для жидкого, твердого и гибридного ракетного двигателя. Ракетное топливо содержит горючее и окислитель.

Изобретение относится к метательным взрывчатым веществам, а именно смесевым порохам. Изобретения основано на том, что кислород реагирует только с металлом боргибрида (согласно ряду напряжений), а бор экзотермически реагирует с азотом и увеличивает энергетику реакции.

Изобретение относится к смесевым метательным взрывчатым веществам, то есть к смесевым порохам. Метательное взрывчатое вещество основано на том, что бор или бериллий экзотермически реагируют с азотом и увеличивает энергетику реакции.

Изобретение относится к получению сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ включает получение порохового лака, диспергирование его сферических частиц, обезвоживание и отгонку этилацетата из пороха с последующей промывкой, сортировкой водопроводной водой и сушкой.
Изобретение относится к технологии смесевых взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано в детонирующих зарядах, воспламенителях, детонаторах и других взрывных устройствах.

Изобретение относится к производству водоустойчивых эмульсионных взрывчатых веществ. Технологическая линия производства эмульсии содержит последовательно сообщенные аппараты с весоизмерительным устройством, краны, эластичные компенсаторы, фильтры, насосы, проточные электронагреватели.

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ включает загрузку пороховой массы в дисперсионную среду - воду, находящуюся в реакторе, заливку растворителя - этилацетата, приготовление порохового лака, диспергирование его на сферические элементы, обезвоживание их сернокислым натрием и отгонку растворителя из пороховых элементов путем конденсации паров этилацетата в холодильнике в трубном пространстве путем охлаждения их водопроводной водой, подаваемой в межтрубное пространство.

Изобретение относится к устройствам циклического измерения объемов сыпучего материала дозами, а более конкретно к автоматическим дозаторам с внешним управлением для повторяющегося отмеривания и выдачи заданных объемов сыпучего материала, независимо от способа его подачи из накопителя, и предназначен для автоматического объемного отмеривания доз пиротехнических составов для формирования пироэлементов.

Изобретение относится к способу получения зарядов взрывчатых веществ и может быть использовано для получения тонкослойных зарядов из ВВ для различных целей: систем передачи детонации, устройств взрывной логики и др.

Изобретение относится к сферическим порохам для стрелкового оружия. Сферический пироксилиновый порох для 5,6-мм спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения в качестве исходного сырья содержит пироксилин с содержанием оксида азота 213,0-214,0 мл NO/г и до 30 мас.% возвратно-технологических отходов от предшествующих операций, дифениламин, технический углерод, этилацетат и влагу.

Изобретение относится к области производства гранулированных материалов по водно-дисперсионной технологии, в частности сферических порохов (СФП). Способ получения сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата (ЭА) из сферического пороха с последующей промывкой, сортировкой и сушкой.

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ получения одноосновного сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание, отгонку этилацетата из пороховых элементов, последующую промывку, сортировку и сушку, при этом проводят трехкратную горячую промывку 1 мас.

Изобретение относится к области производства промышленных взрывчатых веществ. Способ включает подготовку исходных компонентов в необходимых соотношениях, загрузку в смеситель, смешение компонентов, выгрузку и упаковку готового продукта.

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. При получении пороха высушенный графитованный сферический порох пневмотранспортом через циклон-осадитель подают на наклон для сухого рассева, представляющий собой набор сменных латунных сеток под заданную марку пороха, установленных на подрамнике под углом 20-30° относительно горизонтальной плоскости. Поддон с установленными сетками приводят в движение с частотой 100-120 колебаний в минуту, с верхней сетки собирают крупную фракцию сферического пороха, с поддона собирают мелкую фракцию пороха и отправляют на утилизацию, со средней сетки собирают целевую фракцию сферического пороха и направляют его на мешку и комплектацию общих партий. Изобретение направлено на повышение стабильности баллистических характеристик сферического пороха по скорости полета пули, разбросу скорости полета пуль в серии выстрелов, а также по давлению пороховых газов в канале ствола оружия. 1 табл., 5 пр., 1 ил.

Изобретение относится к производству ракетной техники, а именно к изготовлению зарядов смесевого ракетного твердого топлива. Способ изготовления заряда смесевого ракетного твердого топлива включает последовательное механическое перемешивание окислителя и смеси горюче-связующего на основе полимера с пластификатором, металлическим горючим, технологическими добавками и порционный слив приготовленной топливной массы в корпус. Входящий в состав горюче-связующего метилполивинилтетразольный полимер предварительно, перед смешением с пластификатором и остальными компонентами, сушат при температуре 100-140°С до постоянной массы полимера. В частном случае сушку полимера проводят под вакуумом при температуре 20-100°С. Способ обеспечивает минимальное газовыделение из топлива, вследствие чего обеспечивается физико-химическая стабильность заряда в течение всего гарантийного срока хранения. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 пр.

Наверх