БАЛЛИСТИТНОЕ ТОПЛИВО

БАЛЛИСТИТНОЕ ТОПЛИВО


RU (11) 2271348 (13) C1

(51) МПК
C06B 25/24 (2006.01)
C06D 5/06 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004131137/02 
(22) Дата подачи заявки: 2004.10.26 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.10.26 
(45) Опубликовано: 2006.03.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2082703 C1, 27.06.1997.

RU 2191765 C1, 27.10.2002. 

RU 2167137 C1, 20.05.2001.

RU 2121470 C1, 10.11.1998. 

GB 2446348 A, 29.01.1992.

GB 2265895 A, 13.10.1993. 

GB 1423338 A, 04.02.1976.

US 3228815 A, 11.01.1966. 
(72) Автор(ы): Жегров Евгений Федорович (RU); Бакулина Нина Ивановна (RU); Телепченков Валентин Ефимович (RU); Беляева Евгения Леонидовна (RU); Керенская Тамара Ивановна (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") (RU) 
Адрес для переписки: 140090, Московская обл., г. Дзержинский, ул. Акад. Жукова, 42, ФГУП "ФЦДТ "Союз" 

(54) БАЛЛИСТИТНОЕ ТОПЛИВО

Изобретение относится к баллиститным топливам. Предложено баллиститное твердое ракетное топливо для фотодиссоционного лазера, содержащее нитроцеллюлозу, нитроглицерин, октоген, углерод технический, централит и дифениламин в качестве стабилизатора химической стойкости и технологические добавки - вазелиновое или индустриальное масло в расплаве с 0,02-0,08 мас.% стеариновокислого цинка в смеси с сульфорицинатом Е. Изобретение направлено на создание баллиститного топлива с высокой скоростью детонации (8080-8250 м/с), улучшенными газодинамическими характеристиками ударной волны и улучшенными структурно-механическими характеристиками. Предлагаемый состав баллиститного топлива имеет высокую плотность - 1,69-1,72 г/см 3. Структурно-механические характеристики топлива позволяют обеспечить крепление заряда в горизонтальном положении в узле накачки фотодиссоционного лазера. 1 ил., 2 табл. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области разработки баллиститных топлив с высокими детонационными характеристиками для использования в качестве источника накачки во взрывных узлах фотодиссоционных лазеров.

Баллиститные топлива с высокими детонационными характеристиками широко используются в качестве взрывчатых веществ в народном хозяйстве: для резки крупногабаритных металлоконструкций, дробления негабаритов при добыче полезных ископаемых, получения и измельчения алмазного порошка и др.

Развитие лазерной техники открыло широкие возможности применения лазеров в промышленности, науке, технике и для военных целей. Одним из направлений является создание взрывного фотодиссоционного лазера с использованием источника энергии заряда твердого топлива во взрывном узле накачки. 

Основными требованиями, предъявляемыми к зарядам взрывного узла накачки, являются высокая скорость детонации, повышенные газодинамические характеристики ударной волны, съем выходной энергии с 1 г топлива, высокие физико-механические характеристики, обеспечивающие возможность крепления заряда в горизонтальном положении; совместимость заряда с рабочим газом, повышенная плотность. Топливо должно быть безопасным при изготовлении, хранении и эксплуатации. 

За рубежом проводятся исследования по созданию лазера за счет возбуждения люминесцентного газа ударной волной, используемой при взрыве. В качестве взрывчатого вещества исследуется возможность использования ракетных топлив.

Полигонные испытания, проведенные в США фирмой «Aerojet», показали высокую эффективность ракетного топлива РЕХМ с присадкой RДХ (гексогена) в качестве взрывчатого вещества.

Однако анализ патентной зарубежной литературы показал практическое отсутствие сведений о составах топлив, используемых в качестве источника накачки во взрывных фотодиссоционных лазерах. Хотя известно, что за рубежом в качестве высокоэнергетического компонента используется 45-47 мас.% октогена в составе модифицированного двухосновного топлива.

Известны баллиститные топлива, используемые в качестве источника энергии взрыва, по патентам РФ №2086524 (БИ №22, 1997), №2082703 (БИ №18, 1997), №2087455 (БИ №23, 1997), №1821466, каждое из которых выполняет специфические требования эксплуатации и не является универсальным топливом.

Баллиститное топливо по патенту РФ №2082703, содержащее нитроцеллюлозу, нитроглицерин, нитрамин-гексоген, стабилизатор химической стойкости - централит и технологические добавки, которое авторами выбрано в качестве ближайшего аналога.

Однако использовать это топливо как источник энергии во взрывных узлах накачки фотодиссоционных лазеров невозможно, так как топливо, несмотря на высокие детонационные характеристики, имеет пониженную плотность и недостаточные газодинамические параметры ударной волны. Структурно-механические характеристики топлива - аналога не обеспечивают возможность крепления заряда в горизонтальном положении.

Технической задачей изобретения является разработка баллиститного топлива с высокой скоростью детонации, улучшенными газодинамическими характеристиками ударной волны, повышенной плотностью и улучшенными структурно-механическими характеристиками.

Задача решается созданием баллиститного ракетного твердого топлива, включающего нитроцеллюлозу, нитрамин, нитроглицерин и дифениламин, технологические добавки - вазелиновое или индустриальное масло в расплаве с 0,02-0,08 мас.% стеариновокислого цинка в смеси с сульфорицинатом Е и дополнительно углерод технический при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нитроглицерин 27,0-33,0 
нитрамин 28,0-32,0 
стабилизатор хим. стойкости: 
централит 0,3-0,7 
дифениламин 0,8-1,2 
технологические добавки 0,6-1,2 
углерод технический 0,1-0,3 
нитроцеллюлоза остальное 


В качестве нитрамина предлагаемое топливо содержит октоген. Октоген в отличие от гексогена имеет более высокую плотность (1,950 вместо 1,816 г/см3) и скорость детонации (9124 вместо 8850 м/с). Вид нитрамина и его содержание в составе топлива обеспечивают необходимые газодинамические параметры ударной волны, детонационные характеристики, высокую скорость детонации и высокую плотность.

Предлагаемое содержание нитроцеллюлозы и нитроглицерина в топливе обеспечивает необходимый уровень структурно-механических характеристик.

Необходимые показатели реологических и технологических характеристик предлагаемого топлива обеспечиваются использованием технологических добавок вазелинового или индустриального масла в расплаве с 0,02-0,08 мас.% стеариновокислого цинка в смеси с сульфорицинатом Е, позволяющими безопасно изготавливать и эксплуатировать заряды во взрывных узлах накачки фотодиссоционных лазеров.

Сульфорицинат Е улучшает адгезионную прочность связи октоген-пороховая матрица, улучшает фильтрационные свойства массы.

Сульфорицинат Е, концентрируясь на поверхности раздела фаз, снижает поверхностное натяжение системы с 35,2 дин/см до 30,5 дин/см, удельное сопротивление осадка с 3,8·105 см-1 до 16·10 5 см-1, тем самым обеспечивается возможность отжима пороховой массы на существующих водоотжимных аппаратах без повышения энергозатрат.

Технический углерод обеспечивает за счет структурирующего эффекта жесткость состава и соответственно заряда, который обладает стабильными геометрическими размерами: отклонение от прямолинейности на длину 900 мм составляет менее 1,5 мм.

Используемые стабилизаторы химической стойкости - дифениламин и централит - обеспечивают последующее длительное хранение и эксплуатацию зарядов из предлагаемого топлива в интервале температур от 223 К до 323 К.

Уровень реологических и термомеханических характеристик предлагаемого топлива обеспечивает возможность промышленного способа производства зарядов из него принятым для отечественных двухосновных топлив высокопроизводительным непрерывным способом.

Конкретные примеры композиции топлива и основные его характеристики представлены в таблице и на чертеже.

Разновременность фронта ударной волны у зарядов предлагаемого топлива несколько ниже, чем у зарядов из топлива - аналога.

Градиент падения скорости ударной волны (замедление темпов падения скорости ударной волны) лучше, чем у топлива - аналога. 

За счет улучшения газодинамических параметров ударной волны достигается повышение эффективности заряда, увеличивается выходная энергия излучения, примерно, на 20%, что позволяет уменьшить массу заряда вдвое при сохранении выходной энергии на уровне топлива - аналога.

Уменьшение массы заряда приводит к уменьшению динамических нагрузок на основание изделия и позволяет увеличить сроки годности взрывного узла накачки фотодиссоционного лазера. 

Значительное уменьшение динамических нагрузок на основание изделия за счет снижения (вдвое) веса заряда по сравнению с зарядами из топлива - аналога позволит в перспективе создать мобильный комплекс для применения в военной технике.





Данные таблицы 1 свидетельствуют, что поставленная задача полностью решается благодаря введенным компонентам и их оптимальному соотношению.

Предлагаемый состав топлива обеспечивает работоспособность взрывного фотодиссоционного лазера и выполнение требований по газодинамическим и комплексу эксплуатационных характеристик.

Таблица 2

Газодинамические параметры предлагаемого состава в сравнении с аналогом 
Наименование показателей Значение показателей 
Скорость детонации, м/с 8100 7900 
Разновременность фронта ударной волны (УВ) на определенных расстояниях от поверхности заряда, мкс: 
- у поверхности заряда 0,30 0,32 
- на расстоянии 120 мм 0,40 0,44 
- на расстоянии 200 мм 0,50 0,53 
Линейный размер неровностей фронта ударной волны, мм: 
- у поверхности заряда 2,5 3,0 
- на расстоянии 120 мм 3,0 3,5 
- на расстоянии 200 мм 3,0 4,0 





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Баллиститное твердое ракетное топливо для фотодиссоционного лазера, включающее нитроцеллюлозу, нитроглицерин, нитрамин, стабилизатор химической стойкости и технологические добавки, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит углерод технический, в качестве нитрамина - октоген, в качестве стабилизатора химической стойкости - централит и дифениламин, а в качестве технологических добавок - вазелиновое или индустриальное масло в расплаве с 0,02-0,08 мас.% стеариново-кислого цинка в смеси с сульфорицинатом Е при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нитроглицерин 27,0-33,0 
Октоген 28,0-32,0 
Централит 0,3-0,7 
Дифениламин 0,8-1,2 
Вазелиновое или индустриальное масло 
в расплаве с 0,02-0,08 мас.% 
стеариново-кислого цинка в смеси с 
Сульфорицинатом Е 0,6-1,2 
Углерод технический 0,1-0,3 
Нитроцеллюлоза Остальное





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к лазерным квантовым генераторам, а именно лазеры и лазерное оборудование:

- твердотельные полупроводниковые лазеры

- газовые лазеры

- химические лазеры

- практическое применение в промышленности, науке и в быту газовых, твердотельных и химических лазеров.


Лазеры. Лазерное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+газовый -лазер".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "лазер" будут найдены слова "лазеры", "лазерный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("лазер!").



Рейтинг@Mail.ru