Результат интеллектуальной деятельности: ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ ЗАРЯД ДЛЯ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании, отработке и изготовлении зарядов к ракетным двигателям твердого топлива (РДТТ), особенно к управляемым реактивным снарядам.

В настоящее время проблема уменьшения дымности выстрела для противотанковых, зенитных и других управляемых реактивных снарядов, использующих в каналах управления излучения различной природы: лазерное, радио, инфракрасное (ИК), видимый спектр имеет решающее значение. Это связано с тем, что управляющий сигнал в значительной степени поглощается, рассеивается и искажается в дымовом шлейфе РДТТ. Одним из основных источников дыма в РДТТ, как известно, является бронепокрытие заряда.

В связи с этим, в последние годы разработаны новые бронесоставы с низкой мощностью дымообразования. Одним из лучших среди них является термопластичное бронепокрытие на основе ацетилцеллюлозы. Этот состав отличает не только низкая мощность дымообразования, но и высокая технологичность, в силу возможности применения при бронировании метода литья под давлением на термопластавтомате.

Однако внедрение этого бронесостава в конструкции вновь отрабатываемых и модернизируемых зарядов показало, что в процессе хранения зарядов резко снижается термостойкость бронепокрытия, увеличивается его вынос при горении заряда, вследствие чего возрастает дымообразование. Кроме того, появляется вероятность образования прогара бронепокрытия в процессе работы двигателя. Перечисленные отрицательные факторы имеют место в связи с тем, что в процессе хранения в ацетилцеллюлозное бронепокрытае мигрирует значительное количество пластификатора пороха (нитроглицерин). При этом и из самого бронепокрытия экссудирует (выпотевает) пластификатор (ацетилтриэтилцитрат). Установлено, что нитроглицерин мигрирует тем больше, чем больше экссудирует пластификатор из бронепокрытия.

Бронепокрытие в значительной степени насыщенное нитроглицерином, становится более горючим, увеличивается его вынос из камеры, что увеличивает дымообразование.

В опубликованных зарубежных патентах предлагается для предотвращения миграции наносить промежуточный антимиграционный слой (подслой) между бронепокрытием и зарядом (заявка N 2444930, ФРГ; заявка N 1440310, Великобритания и др.).

Недостатком такого подхода являются трудности подбора материала антимиграционного слоя, который должен обеспечивать адгезию как к пороху, так и к бронепокрытию. Эти трудности приводят к тому, что появляется еще один слой (клеящий) для крепления антимиграционного подслоя на порохе. Конструкция такого заряда является нетехнологичной. Кроме того, предлагаемые подслои на основе полиуретана, бутилкаучука, полиэтилена, полихлорвинила, фенолформальдегида и др., как это известно по литературным данным, являются весьма дымными. Тем самым эффект стабилизации дымности заряда в пределах гарантийных сроков хранения достигается за счет значительного (зачастую недопустимого) возрастания дымности у "свежих" зарядов.

В качестве прототипа патентуемого изобретения выбрано изобретение по заявке N 1440310, кл. F 3 A, Великобритания. Существенными общими признаками прототипа и патентуемого объекта являются: назначение - заряд твердого топлива к ракетному двигателю, наличие бронепокрытия в составе заряда, материал бронепокрытия - на основе ацетилцеллюлозы, наличие в конструкции заряда слоя (подслоя), препятствующего миграции нитроглицерина.

Недостатками прототипа являются дымность антимиграционного слоя (бутилкаучук с хлорсульфидированным полиэтиленом), и прикрепляющего его к пороху клеящего слоя (двойной слой фенолформальдегида и поливинилформаля), нетехнологичность конструкции (в силу многослойности). Кроме того, прототип не обеспечивает стабильности характеристик ацетилцеллюлозного бронепокрытия, заряда в целом, из которого в процессе хранения экссудирует пластификатор.

Целью изобретения является создание заряда твердого топлива бронированного ацетилцеллюлозным бронепокрытием с малым дымообразованием как в "свежем" виде, так и в процессе хранения.

Указанная цель достигается за счет применения в конструкции заряда экранирующего пленочного покрытия, наносимого поверх основного бронепокрытия (см. чертеж).

Наличие предлагаемого экранирующего пленочного слоя предотвращает экссудацию пластификаторов из ацетилцеллюлозного бронепокрытия и значительно снижает миграцию нитроглицерина в него. При этом увеличивается огнестойкость бронепокрытия и снижается скорость его уноса при горении заряда. В результате уменьшается дымность бронепокрытия в процессе хранения.

Новизну технического решения патентуемого изобретения характеризует тот факт, что слой, препятствующий миграции, как бы "извлекается" с границы "порох - бронепокрытие" и переносится на внешнюю поверхность бронепокрытия. Это значительно облегчает процесс выбора материала этого слоя, упрощает конструкцию заряда в целом (исключаются промежуточные слои на границе "порох - антимиграционный слой") и позволяет стабилизировать характеристики бронепокрытия и заряда за счет прекращения экссудации пластификатора.

Кроме того, введение в конструкцию заряда пленочного экранирующего покрытия позволяет обеспечить работоспособность заряда при меньшей толщине бронепокрытия, что дает возможность за счет уменьшения массы бронировки увеличить массу пороха в объеме заряда. В итоге повышается суммарный импульс тяги заряда и снижается его стоимость (стоимость малодымного ацетилцеллюлозного бронепокрытия на порядок выше стоимости баллиститного пороха).

В качестве материала экранирующего пленочного покрытия может быть использован синтетический клей "Лейконат". Клей можно наносить на заряд методом окунания, что позволяет без особых затруднений механизировать этот процесс.

На чертеже изображена патентуемая конструкция заряда:
1 - пороховая шашка;
2 - бронепокрытие;
3 - пленочный экранирующий слой.

Патентуемая конструкция проверена эксплуатационными и баллистическими испытаниями на зарядах с размерами 71/0-102 мм 86/0-140 мм, 113/0-217 мм к маршевым двигателям противотанковых управляемых реактивных снарядов. Результаты испытаний удовлетворительные. Уровень дымообразования на маршевом режиме работы двигателя, в случае применения экранирующего слоя, уменьшился на 8-10%. Толщина слоя составляла ≈ 0,1 мм. Материал слоя - клей "Лейконат". Оценка производилась на зарядах, прошедших форсированное хранение при 60^oC в течение до 30 суток (эквивалент 10...15-летнего срока хранения).