Способ изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива



Способ изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива
Способ изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива
Способ изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива

 


Владельцы патента RU 2592599:

Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" (RU)

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.
Наверх