×
27.06.2013
216.012.5169

Результат интеллектуальной деятельности: ЗАРЯД СТАРОВЕРОВА - 5

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002486434
Дата охранного документа
27.06.2013
Аннотация: Изобретение относится к взрывным зарядам. Заряд содержит горючее вещество - водород, взрыватель с задержкой, оболочку, заполненную гидридом или смесью гидридов с положительной энтальпией образования, или смесь гидридов с положительной и с отрицательной энтальпией образования в таком соотношении, чтобы выделившееся в результате разложения гидридов тепло было достаточным для поддержания лавинообразной реакции разложения гидридов, но недостаточным для самовоспламенения водорода. В геометрическом центре оболочки заряд имеет запал или заряд взрывчатого вещества. Повышается бризантность заряда. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к гражданским и, особенно, к военным взрывным зарядам. Изобретение применимо во всех видах гражданских взрывных работ и во всех военных боеприпасах.

Известны боеприпасы объемного взрыва, см. интернет, Википедия. В них используется взрывообразная реакция горючего вещества, например окиси этилена, с кислородом воздуха, которое смешивается воздухом и поджигается взрывателем с задержкой времени. Однако существующие боеприпасы на химических реагентах недостаточно мощны, а нанобоеприпасы достаточно дороги. А наличие внутреннего разрывного заряда уменьшает массу полезного вещества. Задача изобретения - устранение этих недостатков и усиление поражающих факторов боевого заряда.

Очень хорошей взрываемостью обладает смесь водорода с воздухом, но хранить и доставлять к месту боевого применения водород проблематично. Однако можно использовать вещества, выделяющие водород при термическом разложении. На этом основана идея данного заряда.

Заряд, кроме отдельного взрывателя с задержкой, имеет оболочку, заполненную гидридом или смесью гидридов с положительной энтальпией образования, или смесью гидридов с положительной и с отрицательной энтальпией образования в таком соотношении, чтобы выделившееся в результате разложения гидридов тепло было достаточным для поддержания лавинообразной реакции разложения гидридов, но недостаточным для самовоспламенения водорода, а также заряд имеет в геометрическом центре оболочки запал или заряд взрывчатого вещества (далее ВВ).

Если гидриды находятся в газообразном или сверхкритическом фазовом состоянии, то желательно, чтобы их давление было в оболочке как можно больше. Во-первых, в оболочке будет больше реагентов, а во-вторых, потенциальная энергия сжатого газа в совокупности с теплом реакции разложения может дать собственный достаточно сильный взрыв. Например, если баллон с водородом в форме снаряда при комнатной температуре просто лопнет от внутреннего давления, то осколки и ударная волна будут иметь большую убойную силу, чем при взрыве снаряда с обычным ВВ. Назовем такой взрыв «холодным» взрывом.

Гидридами с положительной энтальпией образования могут быть силаны (моно-, ди-), бораны (ди-, тетра-), фосфины, гидрид германия. С отрицательной энтальпией образования - гидриды бериллия, лития, алюминия, кальция, магния. Возможно использование гидридов интерметаллических соединений (редкоземельных элементов, кальция, магния), а также боргидридов, например боргидрид бериллия или двойной боргидрид алюминия-лития.

При выборе гидридов желательно руководствовать наибольшим процентным содержанием водорода в нем.

Температуру продуктов реакции следует выбирать с учетом тепла, выделившегося при срабатывании заряда ВВ, если он есть (теплом запала можно пренебречь), так, чтобы температура получилась в интервале от температуры разложения самого термостойкого из смеси гидридов (обычно 106-250 градусов С) до температуры самовоспламенения водорода (700 градусов С).

ЗАПАСНОЙ ВАРИАНТ. Если скорость распространения фронта реакции в замкнутом пространстве в данной среде (по аналогии с ВВ назовем ее «скорость детонации») окажется ниже предела требований, предъявляемых к ВВ (достаточно условно этот нижний предел в данном случае можно обозначить как скорость звука в воздухе, то есть в среднем 350 м/сек), то возможны два запасных варианта. Первый - прочность оболочки выбирается из условия ее разрушения при внутреннем давлении, равном 80-95% от максимального давления при окончании реакции. И в этом случае оболочка через некоторое время (доли секунд или даже секунды) саморазрушается, разбрасывая осколки и вызывая ударную волну.

Второй - оболочка делается чуть прочнее (и тяжелее) и выдерживает максимальное давление продуктов реакции. То есть сама она не разрушится. Тогда она после окончания реакции разрезается перфорирующим линейным кумулятивным зарядом, расположенным снаружи или изнутри оболочки. Форма разреза может быть выбрана самая разнообразная: для фугасных зарядов в бомбообразной оболочке выгоден разрез поперек по горизонтальной плоскости, и в этом случае основная энергия ударной волны будет направлена в стороны. А осколочные боеприпасы выгодно резать на мелкие части.

Следует отметить один недостаток данного заряда - заряд с газообразным гидридом желательно (но не обязательно) хранить и применять при температуре, большей критической температуры входящих в него реагентов. Для диборана критическая температура равна 16,7 градуса С, а для моносилана - -3 градуса С. То есть хранить и применять заряд с дибораном нужно при комнатной температуре, для чего в зимнее время или при полете на самолете на большой высоте его может потребоваться аккуратно подогревать, иначе в оболочке может образоваться жидкая фаза реагента. Впрочем, это незначительно снизит мощность заряда, так как распыленный жидкий гидрид, во-первых, сразу испарится, а во-вторых, он ничуть не хуже взорвется и в аэрозольном состоянии.

На оболочке желательно предусмотреть наличие микронасечек или зонной закалки для равномерного дробления, и следовательно, для равномерного рассеивания водорода в атмосфере.

Следует отметить неочевидное, но очень полезное качество данного заряда - очень сильное осколочное действие. В рассмотренном ниже примере температура продуктов реакции составит 420 градусов С, а удельное энерговыделение всего 1,27 кДж/г. Казалось бы, такие параметры не способны придать осколкам убойную силу и создать сильную ударную волну. Но дело в том, что в момент разрыва оболочки в ней будут только твердые мелкодисперсные продукты реакции и чистый водород при давлении около 500 атм (а можно и больше). А скорость звука в водороде при такой температуре составляет 2050 м/сек, что может придать осколкам начальную скорость 1900 м/сек. Разумеется, закон сохранения энергии никто не отменял - кинетическая энергия осколков и ударной волны не может быть больше (да еще с учетом к.п.д.) энергии сжатого газа и энергии разложения гидридов.

То есть такой заряд, как и обычный заряд объемного взрыва, взрывается дважды. Но, если в обычном или в нанозаряде первый взрыв практически безопасен, то в данном заряде сначала образуется поле осколков со скоростью 1900 м/сек, затем сильная ударная волна, создаваемая расширяющимся водородом, и затем второй взрыв - объемный. Причем даже не ясно, какой взрыв окажется сильнее по давлению на фронте ударной волны - первый или второй. То есть такой заряд обладает тройной поражающей способностью: первый «холодный» взрыви его ударная волна, высокоэнергетичные осколки и объемный взрыв.

При этом есть некоторые требования к материалу оболочки: разумеется, он должен иметь высокую прочность на разрыв и отсутствие дефектов, но, кроме этого, он не должен обладать слишком большой пластичностью. Иначе часть энергии первого взрыва бесполезно потратится на его пластическую деформацию.

Можно полезно использовать двойной характер взрыва. Допустим, надо произвести наибольшие разрушения каких-то строений (в боевых или в гражданских целях) - домов, мостов, перекрытий дотов. Зная характер сооружений, можно рассчитать (и проверить вибратором практически) резонансную частоту стен или перекрытий этих зданий, или моста и настроить разницу во времени между первым взрывом и вторым так, чтобы она была кратна периоду собственных колебаний конструкции. Тогда первый взрыв качнет конструкцию, затем она прогнется в обратную сторону, и затем, во время прогиба конструкции в первоначальную сторону, придет вторая ударная волна, которая и разрушит конструкцию.

Такой заряд с качестве противопехотного средства, например ручной гранаты, будет обладать еще одной полезной особенностью. Допустим, первый взрыв гранаты произошел на поверхности земли, и живая сила противника, укрывшись в складках местности или в окопах, не понесла потерь. Но после «холодного» взрыва облако водородо-воздушной смеси, если оно не было подожжено случайным источником огня, взлетит на некоторую высоту (допустим 3-5 метров), и ударная волна от второго взрыва будет направлена под каким-то углом сверху-вниз и может поразить противника в окопах.

Для использования такой тройной поражающей способности данного заряда взрыватель с задержкой должен быть перенастраиваемым с достаточной точностью.

Пример: рассмотрим смесь из двух компонентов - диборана М=27,67, энт=+38,5, процентное содержание водорода 21,9%, удельное тепловыделение +1,39 кДж/г, и моносилана М=32,12, энт=+34,7, процентное содержание водорода 12,5%, удельное тепловыделение +1,08 кДж/г.

Примем начальную температуру заряда 20 градусов С, а желаемую температуру продуктов реакции 420 градусов С. Удельные теплоемкости продуктов обеих реакций при постоянном давлении в данном интервале температур примерно соответственно для диборана 3,94 дж/г и для моносилана 2,43 дж/г. Определим соотношение реагентов, для чего примем количество диборана за «х» и составим энергетический баланс реакции:

1000/1,39х+(1-х)1,08/=400/3,94х+(1-х)2,43/ или
2,5(0,31х+1,08)=2,43+1,51х или
0,775х+2,7=2,43+1,51х или
-0,735х=-0,27 или
х=0,367

то есть заряд должен содержать 36,7% диборана и, естественно, 63,3% моносилана.

Следует отметить, что реакция разложения диборана при постоянном давлении дала бы температуру 350 градусов С, а реакция разложения моносилана - 445 градусов С, а при потоянном объеме для диборана 440 градусов С, а для моносилана 550 градусов С, что также гораздо ниже температуры воспламенения водорода. Это значит, что можно было бы сделать заряд из чистого диборана или моносилана.

Однако не следует завышать эту температуру, так как к.п.д. взрыва, как разновидности теплового двигателя, падает с повышением начальной температуры горючей смеси. А горючей смесью в данном примере является, разумеется, образовавшийся водород, а также выделившиеся бор и кремний, которые при взрыве также могут участвовать в реакции с кислородом воздуха.

Если заряд содержит только запал и не содержит внутреннего заряда ВВ, то не следует выбирать прочность оболочки слишком большой, так как повышение давления в ней вследствие реакции будет не очень большим - в рассмотренном примере примерно в 5 раз. То есть, если первоначальное давление в оболочке было 100 атм, то разрушаться она должна, например, при 400 атм.

Работает заряд так: водород, бор и кремний рассеиваются в воздухе с сильным «холодным» взрывом и образуют осколки со скоростью 1900 м/сек, а затем взрыватель с задержкой подрывает водородовоздушную смесь и она детонирует.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 141-150 of 311 items.
10.08.2015
№216.013.6ac6

Держатель колпачка шприца

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для снятия и надевания колпачка иглы одноразового шприца. С целью защиты руки от укола иглой держатель колпачка иглы одноразового шприца состоит из двух шарнирно или пружинно закрепленных половинок, имеющих между собой конусную в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558892
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6ccc

Боевая машина /варианты/

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. По первому варианту боевая машина содержит двигатель и трансмиссию. Транспортно-боевой отсек имеет две продольно шарнирно закрепленные крышки. Крышки снабжены сервосистемой из гидроцилиндров или электроталрепов и кинематикой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559410
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff0

Мускульный привод староверова (варианты)

Группа изобретений относится к вариантам мускульного привода. Привод по первому варианту содержит педали или рукоятки и крутильную пружину, которая с одного конца соединена с нагрузкой, например с движителем, а с другого конца соединена с обгонной муфтой, закрепленной в станине, и с еще одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560226
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff4

Усиленный патрон /варианты/ и способ его изготовления

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к усиленным патронам и способам их изготовления. Усиленный патрон содержит пулю, гильзу, шашку и капсюль. Шашка состоит из двух или более поперечных слоев пороха с разной скоростью горения. В другом варианте шашка приклеена к задней части пули...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560230
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff5

Пуля-2

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к пулям без центрального тела. Пуля без центрального тела выполнена в виде трех или более крылообразных элементов, лучеобразно расположенных относительно продольной оси. Достигается повышение эффективности пули. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560231
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.08.2015
№216.013.73a7

Парашютная система /варианты/ и система управления ею /варианты/

Группа изобретений относится к оборудованию летательных аппаратов. Варианты парашютных систем отличаются видом системы управления, варианты которой включают пиротехнический заряд, электродвигатель, плавно отпускающий фал рифления по командам системы управления, реле ускорения торможения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561182
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.758e

Система отопления салона автомобиля

Изобретение относится к транспортным средствам с двигателем внутреннего сгорания: автомобилям, боевой, сельскохозяйственной и строительной технике, судам, легкомоторным летательным аппаратам. Система отопления салона содержит вентилятор и электронагревательный элемент, имеющий полную или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561669
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.759e

Оптический прицел и оружие для него /варианты/

Изобретение относится к стрелковому оружию, в частности к оптическому прицелу и оружию для него. Прицел выполнен с оптической осью окуляра, смещенной вниз относительно объектива. Оружие для прицела содержит ствол, прицел, ручки и приклад. Оружие имеет откидной или постоянный второй приклад,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561685
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.09.2015
№216.013.7617

Ракетный двигатель староверова-8 /варианты/

Ракетный двигатель бессоплового типа содержит шашку твердого ракетного топлива, имеющую один или несколько продольных каналов на всю длину шашки заполненных более быстро горящим топливом, чем основное топливо. Наружная поверхность шашки упрочнена трубой из плавящегося или сгораемого материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561820
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.09.2015
№216.013.7fa5

Метательное взрывчатое вещество староверова - 20 /варианты/

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. При этом реализуются тройные (три компонента) и двойные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564274
Дата охранного документа: 27.09.2015
Showing 141-150 of 311 items.
10.08.2015
№216.013.6ac6

Держатель колпачка шприца

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для снятия и надевания колпачка иглы одноразового шприца. С целью защиты руки от укола иглой держатель колпачка иглы одноразового шприца состоит из двух шарнирно или пружинно закрепленных половинок, имеющих между собой конусную в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558892
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6ccc

Боевая машина /варианты/

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. По первому варианту боевая машина содержит двигатель и трансмиссию. Транспортно-боевой отсек имеет две продольно шарнирно закрепленные крышки. Крышки снабжены сервосистемой из гидроцилиндров или электроталрепов и кинематикой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559410
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff0

Мускульный привод староверова (варианты)

Группа изобретений относится к вариантам мускульного привода. Привод по первому варианту содержит педали или рукоятки и крутильную пружину, которая с одного конца соединена с нагрузкой, например с движителем, а с другого конца соединена с обгонной муфтой, закрепленной в станине, и с еще одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560226
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff4

Усиленный патрон /варианты/ и способ его изготовления

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к усиленным патронам и способам их изготовления. Усиленный патрон содержит пулю, гильзу, шашку и капсюль. Шашка состоит из двух или более поперечных слоев пороха с разной скоростью горения. В другом варианте шашка приклеена к задней части пули...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560230
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff5

Пуля-2

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к пулям без центрального тела. Пуля без центрального тела выполнена в виде трех или более крылообразных элементов, лучеобразно расположенных относительно продольной оси. Достигается повышение эффективности пули. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560231
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.08.2015
№216.013.73a7

Парашютная система /варианты/ и система управления ею /варианты/

Группа изобретений относится к оборудованию летательных аппаратов. Варианты парашютных систем отличаются видом системы управления, варианты которой включают пиротехнический заряд, электродвигатель, плавно отпускающий фал рифления по командам системы управления, реле ускорения торможения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561182
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.758e

Система отопления салона автомобиля

Изобретение относится к транспортным средствам с двигателем внутреннего сгорания: автомобилям, боевой, сельскохозяйственной и строительной технике, судам, легкомоторным летательным аппаратам. Система отопления салона содержит вентилятор и электронагревательный элемент, имеющий полную или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561669
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.759e

Оптический прицел и оружие для него /варианты/

Изобретение относится к стрелковому оружию, в частности к оптическому прицелу и оружию для него. Прицел выполнен с оптической осью окуляра, смещенной вниз относительно объектива. Оружие для прицела содержит ствол, прицел, ручки и приклад. Оружие имеет откидной или постоянный второй приклад,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561685
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.09.2015
№216.013.7617

Ракетный двигатель староверова-8 /варианты/

Ракетный двигатель бессоплового типа содержит шашку твердого ракетного топлива, имеющую один или несколько продольных каналов на всю длину шашки заполненных более быстро горящим топливом, чем основное топливо. Наружная поверхность шашки упрочнена трубой из плавящегося или сгораемого материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561820
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.09.2015
№216.013.7fa5

Метательное взрывчатое вещество староверова - 20 /варианты/

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. При этом реализуются тройные (три компонента) и двойные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564274
Дата охранного документа: 27.09.2015
+ добавить свой РИД