×
10.11.2015
216.013.8c96

Результат интеллектуальной деятельности: ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО СТАРОВЕРОВА - 20 /ВАРИАНТЫ/

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002567597
Дата охранного документа
10.11.2015
Аннотация: Изобретение относится к смесевым взрывчатым веществам. Взрывчатое вещество основано на том, что бор или бериллий экзотермически реагируют с азотом и увеличивают энергетику реакции. При этом реализуются тройные (три компонента) и двойные двуэнергетические (реакции азот - бор, металл - кислород) реакции, где первый компонент - боргидрид металла, второй - окислитель, содержащий связанный азот, и третий - металл или бор, где соотношение первых двух компонентов берется исходя из баланса «бор - азот», а затем количество третьего компонента берется исходя из баланса «кислород - металл и, если он есть в третьем компоненте, бор», а водород не окисляется и выделяется в результате реакции. Изобретение обеспечивает повышение давления на фронте ударной волны путем выделения преимущественно водорода, за счет применения двух энергетических реакций - окисление углерода, бора или металлов и образование нитрида бора, и обеспечивает повышенное по сравнению с другими реакциями тепловыделение. Также достигается регулирование скорости горения заряда. 31 н. и 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к смесевым взрывчатым веществам, далее ВВ (пора вводить отдельный подкласс - ВВ с выделением водорода или преимущественно водорода) и имеет повышенное по сравнению с другими реакциями тепловыделение.

Известны ВВ, выделяющие водород, см., например, пат. №№2486436, 2486437 «Заряд Староверова - 7 и 10», состоящие из взрывоопасной смеси веществ. Они имеют хорошее тепловыделение, но не максимальное.

Задача и технический результат изобретения - повышение давления на фронте ударной волны путем выделения преимущественно водорода, и путем рационального применения двух энергетических реакций - окисление углерода, бора или металлов и образование нитрида бора. А также регулирование скорости реакции.

Эта цель достигается, во-первых, тем, что происходит реакция «половинного горения» гидридов и боргидридов (то есть окисляется только металл, иногда бор). А во-вторых, тем, что идет вторая энергетическая реакция - реакция бора с азотом с образованием нитрида бора. При температуре 800-1200 градусов С происходит реакция:

То есть на единицу добавленного бора получается добавочное тепловыделение 23,37 кДж/г. Такая добавка улучшит тепловыделение любого ВВ.

Понятно, что количество атомов бора и азота должно относиться как 1:1±20% (не считая тех случаев, когда бор используется и в качестве основного горючего).

Однако возможна реакция образования не только нитрида бора, но и нитридов металлов. По теплотворной способности реакции с бором может состязаться только бериллий - удельная энтальпия образования нитрида бора - 10,18 кДж/г, а нитрида бериллия - 10,54 кДж/г.

Реакция образования нитридов лучше идет в присутствии восстановителей - угля, сажи, графита, графена, водорода. В некоторых реакциях происходит выделение углерода, поэтому в добавочных количествах восстановителя они не нуждается, в других случаях рекомендуется добавлять мелкодисперсного угля, графита, сажи или графена в количестве 0,0001-1% (оптимально 0,01-0,1%). Присутствие водорода в продуктах реакции уменьшает или даже исключает потребность в углероде.

ВАРИАНТ 1. Высокая энергетика реакции и достаточно большое выделение водорода будет у ВВ, реализующих тройные (три компонента) двуэнергетические реакции (две тепловыделяющих реакции) боргидрида бериллия, и/или боргидрида лития, и/или боргидрида алюминия, и/или боргидрида лития-алюминия, и/или боргидрида кремния с окислителем, содержащим связанный азот, и с третьим компонентом - гидридом бериллия, и/или гидридом лития, и/или гидридом алюминия, и/или гидридом лития-алюминия, и/или гидридом кремния, и/или гидридом бора, где соотношение первых двух компонентов берется исходя из баланса «бор - азот», а затем количество третьего компонента берется исходя из баланса «кислород - металл и, если он есть в третьем компоненте, бор», а водород не окисляется и выделяется в результате реакции.

Наиболее логично использовать одинаковые металлы в первом и в третьем компонентах, но возможно сочетание разных металлов или металла и бора, например, боргидрид бериллия, окислитель и гидрид лития-алюминия; или боргидрид бериллия, окислитель и тетраборан.

Логичным будет также использование боранов в тех ВВ, где первым компонентом является боргидрид алюминия или кремния, так как горение бора дает большее тепловыделение, нежели горение алюминия или кремния (по убыванию тепловыделения реально применимые элементы расположены так: бериллий, литий, бор, алюминий кремний, магний).

ПРИМЕР 1. При герметизации полости взрывного устройства во время хранения возможна следующая реакция с пятиокисью азота:

Соотношение компонентов: боргидрид бериллия - 20,88%±15%, пятиокись азота - 56,6%±15%, гидрид бериллия - 23,12%±10% (здесь и далее - масс.%).

Тепловыделение достаточно высокое - 17,76 кДж/г.

Может пойти побочная реакция образования воды из водорода, но при таких температурах гидрид бериллия или сам бериллий будут реагировать с водяными парами и разлагать воду обратно до водорода.

Может пойти побочная реакция образования оксида бора, но в присутствии вышеназванных восстановителей он будет реагировать с азотом с образованием нитрида бора.

ВАРИАНТ 2. Однако в качестве третьего компонента в предыдущем случае может быть взят первый компонент, и бор при этом будет не только связывать азот, а и являться горючим. То есть такое ВВ реализует двухкомпонентную двуэнергетическую реакцию боргидрида бериллия, и/или боргидрида лития, и/или боргидрида алюминия, и/или боргидрида лития-алюминия, и/или боргидрида кремния с окислителем, содержащим связанный азот, где соотношение компонентов берется исходя из двух балансов: «азот - бор» и «кислород - металл плюс бор», а водород не окисляется и выделяется в результате реакции.

ПРИМЕР 2а.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 46,84%±15%, динитрамид аммония - 53,16%±15% (здесь и далее - масс.%).

ПРИМЕР 2б.

Соотношение компонентов: боргидрид алюминия - 48,99%±15%, динитрамид аммония - 51,01%±15%.

Как сказано выше, такое ВВ целесообразно в основном для боргидридов алюминия и кремния. Для лития оно нецелесообразно. Но так как литий плохо разделяется от алюминия, то с экономической точки зрения целесообразно использовать комплексное соединение - боргидрид лития-алюминия. В этом случае использование связанного диборана, находящегося в боргидриде, целесообразно.

ПРИМЕР 2в.

Соотношение компонентов: боргидрид лития - 46,75%±15%, динитрамид аммония - 53,25%±15%.

Реакция боргидрида лития-алюминия представляет собой сумму реакций \4\ и \5\.

ВАРИАНТ 3. Как сказано выше, еще большей удельной энтальпией образования, чем нитрид бора, обладает нитрид бериллия. То есть такое ВВ реализует двухкомпонентную двуэнергетическую реакцию гидрида бериллия с окислителем, содержащим связанный азот, где соотношение компонентов берется исходя из баланса «бериллий - азот плюс кислород», а водород не окисляется и выделяется в результате реакции. То есть на единицу добавленного бериллия тепловыделение составит 21,47 кДж/г (это несколько хуже, чем у бора - 23,37 кДж/г).

ПРИМЕР 3.

Соотношение компонентов: гидрид бериллия - 44,96%±15%, пятиокись азота - 55,04%±5%. Тепловыделение несколько меньше, чем в реакции \2\ - 17,14 кДж/г (против 17,76 кДж/г).

ВАРИАНТ 4. Несколько большее тепловыделение можно получить в трехкомпонентном ВВ, реализующем реакцию боргидрида бериллия, и/или боргидрида лития, и/или боргидрида алюминия, и/или боргидрида лития-алюминия, и/или боргидрида кремния с окислителем, содержащим связанный азот, и с третьим компонентом - бериллием, и/или литием, и/или алюминием, и/или кремнием, и/или бором, и/или магнием, где соотношение первых двух компонентов берется исходя из баланса «бор - азот», а затем количество третьего компонента берется исходя из баланса «кислород - металл и, если он есть в третьем компоненте, бор», а водород не окисляется и выделяется в результате реакции. Однако водорода в такой реакции выделится значительно меньше, чем в варианте 1.

ПРИМЕР 4.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 10,05%±5%, пятиокись азота - 45,25%±15%, магний - 44,70%±15%. Разумеется, если бы вместо магния использовать бериллий, тепловыделение было бы значительно больше. Но применение дешевых и нетоксичных кремния, алюминия, магния целесообразно во взрывных устройствах, где удельные показатели не очень существенны - в противопехотных и противотанковых минах, саперных взрывных устройствах и т.п. Как и в варианте 1, экономически целесообразно использовать одинаковые металлы в первом и в третьем компонентах. Рассмотрим некоторые варианты таких реакций.

СОЕДИНЕНИЯ БЕРИЛЛИЯ.

Бериллий дает наилучшее тепловыделение - при «половинном горении» (только металл) в кислороде бериллий дает наибольшую теплоту реакции - 23,91 кДж/г-смеси.

Рассмотрим реакции наиболее энергетичных бериллия и боргидрида бериллия с разными окислителями.

Соотношение компонентов: боргидрид бериллия - 35,27%±10%, динитрамид аммония (далее ДНА) - 56,52%±15%, бериллий - 8,21%±5%.

При герметизации полости ракетного двигателя возможна следующая реакция с пятиокисью азота:

Соотношение компонентов: боргидрид бериллия - 21,18%±10%, пятиокись азота - 59,10%±15%, бериллия - 19,72%±10%.

Возможна реакция боргидрида бериллия с нитратом бора и бериллием:

Соотношение компонентов: боргидрид бериллия - 18,00%±15%, нитрат бора - 61,04%±20%, бериллий - 20,96%±10%.

Возможна реакция боргидрида бериллия и гидрида бериллия с нитратом бериллия:

Соотношение компонентов: боргидрид бериллия - 18,63%±15%, нитрат бериллия - 64,02%±20%, бериллий - 17,35%±10%.

Возможна реакция с нитратом аммония:

Соотношение компонентов: боргидрид бериллия - 28,30%±15%, нитрат аммония 58,53%±20%, бериллий - 13,17%±10%.

С недавно открытым веществом N3O6 возможна реакция:

Соотношение компонентов: боргидрид бериллия - 24,53%±10%, шестиокись азота - 58,33%±15%, бериллий - 17,14%±10%.

СОЕДИНЕНИЯ ЛИТИЯ-АЛЮМИНИЯ.

Более дешевой химической реакцией может быть также тройная (участвуют три компонента) двуэнергетическая (идут две энергетических реакции: кислород-металл и азот-бор) реакция лития или алюминия и их соединений с участием бора. Литий обладает вторым после бериллия тепловыделением на единицу смеси - 19,93 кДж/г, а алюминий - на четвертом месте - 16,43 кДж/г-смеси. Но алюминий обладает другими достоинствами - он недефицитен и нетоксичен. Литий трудно разделяется с алюминием, и поэтому наиболее распространено их комплексное соединение.

Соотношение компонентов: боргидрид лития - 36,46%±10%, динитрамид аммония - 51,92%±15%, литий - 11,62%±5% (здесь и далее - масс.%).

Или возможна такая же реакция с алюминием:

Соотношение компонентов: боргидрид алюминия - 37,33%±10%, динитрамид аммония - 48,58%±15%, алюминий - 14,09%±5%.

Реакция с боргидридом и гидридом лития-алюминия является сумой этих двух реакций (и далее также следует иметь в виду, что реакция с литием-алюминием эквивалентна двум реакциям - с литием и с алюминием):

Соотношение компонентов: боргидрид лития-алюминия - 37,12%±10%, динитрамид аммония - 49,38%±15%, литий и алюминий (здесь и далее - сплав в соотношении атомов 1:1) - 13,50%±5%.

Возможна реакция с более доступным нитратом аммония безводным:

Соотношение компонентов: боргидрид лития-алюминия - 29,04%±10%, нитрат аммония - 49,84%±15%, литий и алюминий - 21,12%±10%.

Высокоэнергетична реакция с пятиокисью азота:

Соотношение компонентов: боргидрид лития-алюминия - 20,96%±10%, пятиокись азота - 48,54%±15%, литий и алюминий - 30,50%±10%.

Соотношение компонентов: боргидрид лития-алюминия - 12,30%±10%, нитрат бора - 51,91%±15%, литий и алюминий - 35,79%±10%.

Соотношение компонентов: боргидрид лития-алюминия - 17,64%±10%, нитрат бериллия - 50,30%±15%, литий и алюминий - 32,06%±10%.

С недавно открытым веществом N3O6 возможна реакция:

Соотношение компонентов: боргидрид лития-алюминия - 24,61%±10%, шестиокись азота - 48,55%±15%, литий и алюминий - 26,84%±10%.

СОЕДИНЕНИЯ КРЕМНИЯ.

Кремний находится на пятом месте по тепловыделению реакции с кислородом - 15,06 кДж/г-смеси. Но он обладает другим достоинством - это один из наиболее широко распространенных в природе элементов, и его оксид совершенно не токсичен.

Могут использоваться боргидрид кремния и кремний с разными окислителями.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 28,79%±10%, нитрат аммония безводного - 52,71%±15%, кремний - 18,50%±10%.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 36,50%±10%, динитрамид аммония - 51,78%±15%, кремний - 11,72±10%.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 21,03%±10%, пятиокись азота - 51,95%±15%, кремний - 27,02±10%.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 12,39%±10%, нитрат бора - 55,78%±15%, кремний - 31,83%±10%.

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 17,70%±10%, нитрат бериллия - 53,87%±15%, кремний - 28,43±10%.

С недавно открытым веществом N3O6 возможна реакция:

Соотношение компонентов: боргидрид кремния - 24,58%±10%, шестиокись азота - 51,73%±15%, кремний - 23,69±10%.

Все перечисленные водородовыделяющие РТ значительно повысят обороноспособность нашей страны.

Комбинируя различные компоненты, можно в некоторых пределах управлять скоростью реакции.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 311.
10.01.2013
№216.012.1827

Шасси для посадки при боковом ветре (варианты)

Изобретение относится к авиации и касается посадки самолетов при боковом ветре. Стойки шасси содержат механизм уменьшения и/или увеличения высоты стоек в выпущенном положении, а для неубирающегося шасси - в основном положении. Стойки шасси также могут содержать механизм наклона фюзеляжа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471675
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19ce

Осколочный боеприпас староверова (варианты) и устройство для его применения (варианты)

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к осколочным и осколочно-фугасным боеприпасам. Осколочный боеприпас содержит заряд взрывчатого вещества (ВВ) и осколкообразующую рубашку. Боеприпас закреплен на подшипниках на валу и имеет наклонные аэродинамические поверхности и/или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472098
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2400

Способ форсажа турбодвигателя и двигатель для его реализации (варианты)

Способ форсажа турбодвигателя заключается в подаче в камеру сгорания и/или перед компрессором и/или в ступень компрессора горючей жидкости или газа в количестве, обеспечивающем полное сгорание части их и охлаждение образовавшихся газов путем испарения излишков горючей жидкости или газа. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474718
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c0e

Легкогазовое орудие староверова (варианты)

Изобретение относится к области артиллерии. Легкогазовое орудие выполнено в двух вариантах. По первому варианту легкогазовое орудие содержит ствол, затвор, снаряд и заряд зернистого пороха или пористую пороховую шашку, или жидкое метательное взрывчатое вещество. Орудие имеет герметичный затвор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476805
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c15

Вращающийся осколочный заряд повышенной эффективности (варианты)

Изобретение относится к осколочно-фугасным боеприпасам, в частности к вращающимся осколочным зарядам повышенной эффективности. Вращающийся осколочный заряд содержит два или несколько слоев готовых осколков или осколкообразующих рубашек и заряд взрывчатого вещества. В первом варианте исполнения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476812
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c16

Осколочный заряд повышенной эффективности (варианты)

Изобретение относится к осколочным боеприпасам, в частности к осколочным зарядам повышенной эффективности. Осколочный заряд содержит взрывчатку, взрыватель и осколкообразующую рубашку. В первом варианте исполнения заряда рубашка выполнена из двух слоев с продольными и кольцевыми насечками или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476813
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c17

Заряд (варианты)

Изобретение относится к взрывным боеприпасам, в частности к осколочным зарядам. Заряд содержит взрывчатку и взрыватель. В первом варианте исполнения заряда вокруг взрывчатки компактно уложена кольцевая цепь или трос. Во втором варианте исполнения вокруг взрывчатки компактно уложена цепь или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476814
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e7f

Орудие староверова (варианты)

Изобретение относится к области артиллерии, преимущественно дальнобойной. Орудие выполнено в четырех вариантах. По первому варианту орудие содержит ствол, заряд и снаряд. Между зарядом и снарядом имеется сужение канала в форме реактивного сопла, состоящего из конфузора и диффузора. По второму...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477434
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2e80

Легкогазовое орудие староверова - 2

Изобретение относится к области артиллерии и к огнестрельному оружию - к снайперским винтовкам. Легкогазовое орудие содержит ствол, затвор, снаряд и заряд зернистого пороха или пористую пороховую шашку, или жидкое метательное взрывчатое вещество. В зарядной каморе кроме метательного взрывчатого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477435
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.04.2013
№216.012.3622

Ручной зажимающий инструмент (варианты)

Изобретение относится к ручным зажимающим инструментам. Инструмент содержит два одноплечих рычага на общей оси, на концах которых имеются рабочие губки. На первом рычаге имеется дугообразная зубчатая рейка, проходящая сквозь, или рейки, проходящие по бокам второго рычага, а на втором рычаге...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479411
Дата охранного документа: 20.04.2013
Показаны записи 1-10 из 311.
10.01.2013
№216.012.1827

Шасси для посадки при боковом ветре (варианты)

Изобретение относится к авиации и касается посадки самолетов при боковом ветре. Стойки шасси содержат механизм уменьшения и/или увеличения высоты стоек в выпущенном положении, а для неубирающегося шасси - в основном положении. Стойки шасси также могут содержать механизм наклона фюзеляжа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471675
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19ce

Осколочный боеприпас староверова (варианты) и устройство для его применения (варианты)

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к осколочным и осколочно-фугасным боеприпасам. Осколочный боеприпас содержит заряд взрывчатого вещества (ВВ) и осколкообразующую рубашку. Боеприпас закреплен на подшипниках на валу и имеет наклонные аэродинамические поверхности и/или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472098
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2400

Способ форсажа турбодвигателя и двигатель для его реализации (варианты)

Способ форсажа турбодвигателя заключается в подаче в камеру сгорания и/или перед компрессором и/или в ступень компрессора горючей жидкости или газа в количестве, обеспечивающем полное сгорание части их и охлаждение образовавшихся газов путем испарения излишков горючей жидкости или газа. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474718
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c0e

Легкогазовое орудие староверова (варианты)

Изобретение относится к области артиллерии. Легкогазовое орудие выполнено в двух вариантах. По первому варианту легкогазовое орудие содержит ствол, затвор, снаряд и заряд зернистого пороха или пористую пороховую шашку, или жидкое метательное взрывчатое вещество. Орудие имеет герметичный затвор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476805
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c15

Вращающийся осколочный заряд повышенной эффективности (варианты)

Изобретение относится к осколочно-фугасным боеприпасам, в частности к вращающимся осколочным зарядам повышенной эффективности. Вращающийся осколочный заряд содержит два или несколько слоев готовых осколков или осколкообразующих рубашек и заряд взрывчатого вещества. В первом варианте исполнения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476812
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c16

Осколочный заряд повышенной эффективности (варианты)

Изобретение относится к осколочным боеприпасам, в частности к осколочным зарядам повышенной эффективности. Осколочный заряд содержит взрывчатку, взрыватель и осколкообразующую рубашку. В первом варианте исполнения заряда рубашка выполнена из двух слоев с продольными и кольцевыми насечками или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476813
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c17

Заряд (варианты)

Изобретение относится к взрывным боеприпасам, в частности к осколочным зарядам. Заряд содержит взрывчатку и взрыватель. В первом варианте исполнения заряда вокруг взрывчатки компактно уложена кольцевая цепь или трос. Во втором варианте исполнения вокруг взрывчатки компактно уложена цепь или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476814
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e7f

Орудие староверова (варианты)

Изобретение относится к области артиллерии, преимущественно дальнобойной. Орудие выполнено в четырех вариантах. По первому варианту орудие содержит ствол, заряд и снаряд. Между зарядом и снарядом имеется сужение канала в форме реактивного сопла, состоящего из конфузора и диффузора. По второму...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477434
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2e80

Легкогазовое орудие староверова - 2

Изобретение относится к области артиллерии и к огнестрельному оружию - к снайперским винтовкам. Легкогазовое орудие содержит ствол, затвор, снаряд и заряд зернистого пороха или пористую пороховую шашку, или жидкое метательное взрывчатое вещество. В зарядной каморе кроме метательного взрывчатого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477435
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.04.2013
№216.012.3622

Ручной зажимающий инструмент (варианты)

Изобретение относится к ручным зажимающим инструментам. Инструмент содержит два одноплечих рычага на общей оси, на концах которых имеются рабочие губки. На первом рычаге имеется дугообразная зубчатая рейка, проходящая сквозь, или рейки, проходящие по бокам второго рычага, а на втором рычаге...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479411
Дата охранного документа: 20.04.2013
+ добавить свой РИД