×
10.07.2019
219.017.abb2

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАРЯДОВ СМЕСЕВОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
02230052
Дата охранного документа
10.06.2004
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области производства ракетной техники, а именно к изготовлению зарядов смесевого твердого топлива. Способ включает подготовку окислителя, приготовление смеси связующего с металлическим горючим и добавками, а также смеси отвердителя, подготовку корпусов двигателей, приготовление топливной массы смешением, полимеризацией, распрессовкой, дефектоскопией. При изготовлении заряда предварительно определяют оптимальный размер частиц фракции окислителя, со среднемассовым размером частиц в интервале 0,5-15 мкм, при котором достигается минимальный свободный объем смеси дисперсных компонентов топлива, при массовой доле этой фракции в составе окислителя, обеспечивающей требуемую скорость горения заряда. Использование изобретения позволяет снизить вязкость топливной массы, что способствует более качественному изготовлению зарядов. 3 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области производства ракетной техники, а именно к изготовлению зарядов смесевого твердого топлива (СТТ), которыми могут оснащаться ракетные двигатели, например, систем залпового огня.

Известен способ изготовления зарядов СТТ [1, с.96-98], [2], включающий стадии (фазы):

- измельчение окислителя и металлического горючего;

- приготовление горючего-связующего в виде жидко-вязкой системы;

- смешение всех компонентов в смесителе с последующей деаэрацией (вакуумированием) топливной массы;

- подготовка корпусов с нанесением защитно-крепящего (бронирующего) состава, установкой формующей канал оснастки, с нанесенным антиадгезионным покрытием;

- формование (отливка) заряда;

- полимеризация;

- распрессовка (извлечение формующей канал оснастки);

- дефектоскопия.

Недостатком этого способа является невозможность достичь равномерного распределения металлического горючего по объему топлива, что может приводить к неоднородности баллистических, физико-механических и других характеристик различных частей заряда.

Известен также “Способ изготовления зарядов смесевого твердого топлива” [3], принятый авторами за прототип, в котором вышеназванный недостаток устранен введением операции предварительного смешения металлического горючего (как правило, алюминия) с полимерным связующим. Данный способ включает следующие стадии (фазы):

- подготовка окислителя;

- приготовление смеси компонентов связующего с металлическим горючим алюминием и другими добавками;

- приготовление смеси компонентов отвердителя;

- подготовка корпусов двигателей;

- приготовление топливной массы;

- формование заряда;

- полимеризация;

- распрессовка;

- дефектоскопия.

К недостаткам данного способа можно отнести невозможность гарантированного получения требуемых реологических свойств топливной массы, обеспечивающих качественное изготовление заряда.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления зарядов СТТ, обеспечивающего минимальный уровень вязкости топливной массы при изготовлении заряда.

Поставленная задача решается следующим образом. В известном способе изготовления зарядов смесевого твердого топлива, включающем подготовку окислителя с измельчением, фракционированием и смешиванием в определенном соотношении различных фракций, приготовление смеси связующего с металлическим горючим и технологическими добавками, а также смеси компонентов, отвердителя, приготовление топливной массы, подготовку корпусов двигателей с дальнейшим формованием, полимеризацией, распрессовкой и дефектоскопией, при этом при измельчении и фракционировании окислителя готовят мелкую фракцию со среднемассовым размером частиц, который выбирают из интервала 0,5-15 мкм, обеспечивающим достижение минимального свободного объема дисперсных компонентов топлива, при массовой доле мелких фракций в составе окислителя, обеспечивающей требуемую скорость горения топлива.

Итак, существенным отличием предлагаемого способа изготовления зарядов СТТ является то, что на стадии подготовки окислителя перед измельчением определяют необходимый среднемассовый размер частиц мелкой фракции окислителя. При этом он должен быть таким, чтобы при массовой доле мелкой фракции в составе окислителя, обеспечивающей требуемую скорость горения заряда, “свободный объем” (суммарный объем, незанятый частицами) смеси всех дисперсных компонентов топлива (окислителя, металлического горючего и добавок) был минимальным. Поскольку именно при минимальном “свободном объеме” смеси дисперсных компонентов достигается минимальная вязкость топливной массы.

Среднемассовый размер частиц мелкой фракции целесообразно назначать из интервала 0,5-15,0 мкм. При размере частиц менее 0,5 мкм резко возрастает стоимость изготовления, а также снижается стабильность характеристик топлива, в частности скорости горения. При размере частиц мелкой фракции окислителя более 15 мкм становится проблематично обеспечить минимальный “свободный объем” смеси дисперсных компонентов.

Для обеспечения вышеприведенных требований следует приготовить (измельчить и отфракционировать) ряд образцов мелкой фракции окислителя со среднемассовыми размерами частиц из интервала 0,5-15,0 мкм. Измельчение производят, например, на помольно-ваккумной установке. После этого готовят образцы смесей дисперсных компонентов топлива с такой долей мелкой фракции в составе окислителя, при которой обеспечивается требуемая скорость горения топлива. Далее определяют “свободный объем” этих смесей. “Свободный объем” может определяться, например, замером объема жидкости, заполняющей свободное пространство между частицами смеси дисперсных компонентов после ее уплотнения. Среднемассовый размер частиц мелкой фракции окислителя образца, на котором получено минимальное значение “свободного объема” смеси дисперсных компонентов, принимают как оптимальный для изготовления мелкой фракции окислителя топлива самого заряда.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления заряда СТТ включает следующие стадии:

- подготовка окислителя, включающая операции сушки, измельчения, фракционирования и смешения в определенном соотношении фракции; при этом мелкую фракцию окислителя готовят со среднемассовым размером частиц, выбираемым из интервала 0,5-15 мкм таким, чтобы при нем достигался минимальный “свободный объем” смеси дисперсных компонентов топлива при заданной массовой доле мелкой фракции в смеси окислителя, определяемой требуемой скоростью горения топлива заряда;

- приготовление смеси связующего с металлическим горючим алюминием и добавками;

- приготовление смеси компонентов отвердителя;

- подготовка корпусов двигателей, включающая нанесение на его внутренние стенки защитно-крепящего состава и установку формующей канал технологической оснастки;

- приготовление топливной массы, включающей операции дозирования, смешения всех компонентов в смесителе, с последующим вакуумированием;

- формование (заливка в корпус двигателя);

- полимеризация;

- распрессовка (извлечение технологической оснастки для формования каналов и заряда);

- дефектоскопия;

В некоторых случаях, с целью обеспечения точности выдерживания фракционного состава окислителя (исключения расфракционирования при загрузках-выгрузках), целесообразно полученные на фазе подготовки окислителя фракции предварительно не смешивать, а вводить их в состав топлива на фазе приготовления топливной массы, по-фракционно загружая в смеситель.

По предлагаемому способу изготовлены и испытаны образцы зарядов СТТ. Ставилась задача создать заряд СТТ, где топливо имеет скорость горения (25,0±0,2) мм/с при 20°С и давлении 100 кгс/см2 (10 МПа), при минимально достигаемой вязкости топливной массы. Топливо образцов зарядов включало 65% окислителя-перхлората аммония, 9% полимерного связующего, 18% металлического горючего-алюминия, 8% катализатора и технологических добавок. В качестве мелкой фракции готовились фракции перхлората аммония со среднемассовым размером частиц 0,5; 4 и 15 мкм.

Результаты изготовления и испытания пробных образцов представлены в табл. 1-3. "Свободный объем" смесей дисперсных компонентов определялся замером объема инертной жидкости, остающейся между частицами после уплотнения смеси путем центрифугирования. Величина “свободного объема” приводится в относительных единицах (отношение суммарного объема, незанятого частицами, т.е. “пустот”, к объему, занимаемому смесью дисперсных компонентов).

Как следует из данных табл.1, достигнуть требуемую скорость горения топлива заряда с использованием мелкой фракции окислителя со среднемассовым размером частиц 15 мкм не удалось не при какой ее массовой доле в смеси окислителя. Данные табл.2 и 3 показывают, что задача обеспечения скорости горения (25,0±0,2) мм/с решается использованием мелких фракций окислителя: со средним размером частиц 4 мкм, при ее массовой доле в составе окислителя 20%, а также со среднемассовым размером 15 мкм при ее массовой доле в составе окислителя 35%. При этом в первом случае (табл.2, образец 3) смесь дисперсных компонентов топлива имеет "свободный объем", равный 0,125 единицам, а вязкость топливной массы равна 160 Па·с. Во втором случае (табл.3, образец 6) “свободный объем” равен 0,209 единицам, а вязкость топливной массы - 600 Па·с. В результате для изготовления заряда предлагается использовать первый вариант (табл.1, образец 3): мелкую фракцию готовят со среднемассовым размером 4 мкм, а ее массовую долю в составе окислителя берут равной 20%.

Таким образом, в описываемом примере изготовление заряда по предложенному способу позволило понизить вязкость топливной массы с 600 до 160 Па·с, что способствует более качественному изготовлению зарядов.

Источники информации

1. Григорьев А.И. Твердые ракетные топлива. М.: Химия, 1969, 116 с.

2. Фахрутдинов И.Х., Котельников А.В. Конструкция и проектирование ракетных двигателей твердого топлива. М.: Машиностроение, 1987. с.43-45.

3. Патент РФ №2170721.

Способизготовлениязарядовсмесевоготвердоготоплива,включающийподготовкуокислителясизмельчением,фракционированиемисмешиваниемвопределенномсоотношенииразличныхфракций,приготовлениесмесисвязующегосметаллическимгорючимитехнологическимидобавками,атакжесмесикомпонентовотвердителя,приготовлениетопливноймассы,подготовкукорпусовдвигателейсдальнейшимформованием,полимеризацией,распрессовкойидефектоскопией,отличающийсятем,чтоприизмельченииифракционированииокислителяготовятмелкуюфракциюсосреднемассовымразмеромчастиц,которыйвыбираютизинтервала0,5-15мкм,обеспечивающегодостижениеминимальногосвободногообъемасмесидисперсныхкомпонентовтоплива,примассовойдолемелкихфракцийвсоставеокислителя,обеспечивающейтребуемуюскоростьгорениятоплива.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 46 items.
20.02.2019
№219.016.bc99

Заряд ракетного твердого топлива

Заряд ракетного твердого топлива содержит корпус, жесткоскрепленный с корпусом топливный заряд и защитно-крепящий слой. Защитно-крепящий слой представляет собой листовой каландрованный материал и изготовлен на основе высокопрочного этиленпропилендиенового каучука с порошкообразными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002262612
Дата охранного документа: 20.10.2005
20.02.2019
№219.016.bce3

Способ изготовления изделия из взрывчатого состава

Изобретение относится к технологии взрывчатых веществ, в том числе смесевых твердых ракетных топлив. Предложен способ изготовления изделия из взрывчатого состава, включающий дозирование жидковязких и порошкообразных компонентов, перемешивание их в вертикальном смесителе с планетарными мешалками...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002288204
Дата охранного документа: 27.11.2006
20.02.2019
№219.016.bcfc

Установка центробежного бронирования

Установка центробежного бронирования относится к области изготовления вкладных зарядов твердого ракетного топлива. Установка выполнена в виде центрифуги, содержит ротор с кольцевым коллектором, камеру, охватывающую ротор, расходные емкости и привод. Установка снабжена дозатором компонентов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002246560
Дата охранного документа: 20.02.2005
20.02.2019
№219.016.bd07

Форма литьевая

Изобретение относится к технологии изготовления ракетных зарядов твердого топлива и предназначено для нанесения бронепокрытия на боковую поверхность зарядов. Форма литьевая содержит матрицу, крышку и толкатель, при этом она снабжена двумя полувтулками с конической наружной поверхностью,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002248275
Дата охранного документа: 20.03.2005
20.02.2019
№219.016.bd94

Способ бронирования вкладных зарядов твердого ракетного топлива бронесоставом с вязкостью более 4000 пуаз и живучестью до 10 минут

Изобретение относится к области изготовления вкладных зарядов твердого ракетного топлива, преимущественно используемых в ракетных системах различного назначения. Способ включает заливку бронесостава в зазор между бронируемым зарядом и формой под действием центробежной силы, направленной вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002259981
Дата охранного документа: 10.09.2005
20.02.2019
№219.016.bdd8

Заряд ракетного твердого топлива

Заряд ракетного твердого топлива содержит корпус и прочноскрепленный с ним топливный блок с каналом круглой формы и щелевой частью. Канал выполнен с соотношением диаметров в щелевой и круглой части 1,10...1,13. Вершины щелей расположены на конической поверхности с полууглом раскрытия 5...8,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02221158
Дата охранного документа: 10.01.2004
20.02.2019
№219.016.be18

Твердотопливный заряд для ракетного двигателя

Твердотопливный вкладной заряд для вращающегося ракетного двигателя выполнен с утопленными внутрь камеры сгорания сопловыми бобышками. В сопловой части заряда со стороны его наружной поверхности выполнены пазы. Профиль пазов эквидистантно сопряжен в продольном и поперечном сечениях с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02211350
Дата охранного документа: 27.08.2003
20.02.2019
№219.016.be23

Способ бронирования заряда термопластичного топлива

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к разработке способов бронирования зарядов твердого ракетного топлива. Согласно изобретению способ бронирования заряда термопластичного топлива на основе ацетилцеллюлозы и аммиачной селитры, содержащего β-2,4-динитрофеноксиэтанол,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02215723
Дата охранного документа: 10.11.2003
01.03.2019
№219.016.c900

Способ смешения компонентов взрывчатого состава

Изобретение относится к области смешения взрывчатых составов, содержащих полидисперсный порошкообразный окислитель и жидковязкие компоненты в смесителе непрерывного действия. Способ включает запыление линии пневмотранспорта перед первым транспортированием порошкообразного окислителя на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002263094
Дата охранного документа: 27.10.2005
01.03.2019
№219.016.c954

Способ смешения компонентов взрывчатых составов

Изобретение относится к способам смешения компонентов взрывчатых составов с применением смесителя непрерывного действия. Предложен способ смешения компонентов взрывчатого состава, который включает приготовление порошкообразного окислителя в смесителе периодического действия, выгрузку в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002280630
Дата охранного документа: 27.07.2006
Showing 1-10 of 52 items.
20.02.2019
№219.016.bc99

Заряд ракетного твердого топлива

Заряд ракетного твердого топлива содержит корпус, жесткоскрепленный с корпусом топливный заряд и защитно-крепящий слой. Защитно-крепящий слой представляет собой листовой каландрованный материал и изготовлен на основе высокопрочного этиленпропилендиенового каучука с порошкообразными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002262612
Дата охранного документа: 20.10.2005
20.02.2019
№219.016.bcfc

Установка центробежного бронирования

Установка центробежного бронирования относится к области изготовления вкладных зарядов твердого ракетного топлива. Установка выполнена в виде центрифуги, содержит ротор с кольцевым коллектором, камеру, охватывающую ротор, расходные емкости и привод. Установка снабжена дозатором компонентов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002246560
Дата охранного документа: 20.02.2005
20.02.2019
№219.016.bd94

Способ бронирования вкладных зарядов твердого ракетного топлива бронесоставом с вязкостью более 4000 пуаз и живучестью до 10 минут

Изобретение относится к области изготовления вкладных зарядов твердого ракетного топлива, преимущественно используемых в ракетных системах различного назначения. Способ включает заливку бронесостава в зазор между бронируемым зарядом и формой под действием центробежной силы, направленной вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002259981
Дата охранного документа: 10.09.2005
20.02.2019
№219.016.bdd8

Заряд ракетного твердого топлива

Заряд ракетного твердого топлива содержит корпус и прочноскрепленный с ним топливный блок с каналом круглой формы и щелевой частью. Канал выполнен с соотношением диаметров в щелевой и круглой части 1,10...1,13. Вершины щелей расположены на конической поверхности с полууглом раскрытия 5...8,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02221158
Дата охранного документа: 10.01.2004
20.02.2019
№219.016.bdf9

Наполнитель для повышения огнеэррозионной стойкости литьевых бронесоставов на основе ненасыщенных полиэфирных смол и способ его получения

Предлагаемое изобретение относится к ракетной технике и касается разработки наполнителя с целью повышения огнеэррозионной стойкости, механической и адгезионной прочности бронесоставов различных типов. Данный наполнитель получают методом соединения органического наполнителя -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02225424
Дата охранного документа: 10.03.2004
20.02.2019
№219.016.be18

Твердотопливный заряд для ракетного двигателя

Твердотопливный вкладной заряд для вращающегося ракетного двигателя выполнен с утопленными внутрь камеры сгорания сопловыми бобышками. В сопловой части заряда со стороны его наружной поверхности выполнены пазы. Профиль пазов эквидистантно сопряжен в продольном и поперечном сечениях с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02211350
Дата охранного документа: 27.08.2003
20.02.2019
№219.016.be22

Вкладной заряд медленногорящего твердого топлива

Изобретение относится к области создания бронированных зарядов твердого топлива. Согласно изобретению вкладной заряд медленногорящего твердого топлива на основе аммиачной селитры и ацетилцеллюлозного связующего бронируют двухслойным покрытием по боковой поверхности и покрытием по торцевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02215722
Дата охранного документа: 10.11.2003
20.02.2019
№219.016.c4d3

Заряд твердого ракетного топлива

Заряд твердого ракетного топлива, прочно скрепленного с корпусом ракетного двигателя, имеет центральный цилиндрический канал, переходящий в щелевой участок с равномерно увеличивающимися по высоте щелями. Профиль щели в поперечном сечении на расстоянии не менее 1/3 ее высоты от поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02196916
Дата охранного документа: 20.01.2003
20.02.2019
№219.016.c4f1

Устройство для термогазохимической обработки продуктивного пласта

Используется в нефтегазодобывающей промышленности для термогазохимической обработки продуктивного пласта. Устройство содержит бескорпусный заряд из твердотопливного материала, который соединен с кабелем-тросом и выполнен в виде сплошной цилиндрической шашки с воспламенителем и центральным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02151282
Дата охранного документа: 20.06.2000
01.03.2019
№219.016.ca0d

Способ бронирования твердотопливных зарядов

Изобретение относится к изготовлению вкладных бронированных твердотопливных зарядов, преимущественно используемых в ракетных системах различного назначения. Способ включает нанесение адгезионного подслоя на топливную шашку, сушку подслоя, установку и центрирование ее в пресс-форме, разогрев...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02209135
Дата охранного документа: 27.07.2003
+ добавить свой РИД