×
13.01.2017
217.015.83b7

ТВЕРДОЕ ГОРЮЧЕЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к прикладной химии, а именно к твердым горючим (ТГ) для прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД) активно-реактивных снарядов (АРС). Твердое горючее содержит органическое горючее-связующее, ультрадисперсный порошок высокоэнергетического металла и карборан и/или фенилкарборан. В качестве горючего-связующего ТГ содержит смесь эпоксидной смолы, дибутилфталата, отвердителя и диаминдиолеата при определенном соотношении компонентов. Состав ТГ обеспечивает сохранение целостности изготовленных из него газогенерирующих элементов в условиях больших перегрузок АРС при выстреле из орудия и его работе путем улучшения механических характеристик ТГ при одновременно высоких энергетических и других характеристиках. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к прикладной химии, а именно к твердым горючим (ТГ) для прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД) активно-реактивных снарядов (АРС).

Особенность твердых горючих для таких устройств заключается в том, что помимо высокого уровня энергетических характеристик (объемной и массовой удельных теплот сгорания) они должны обладать высоким уровнем прочности и низкой деформативностью, обеспечивающими целостность изготовленных из него газогенерирующих элементов (ГГЭ) в условиях больших перегрузок, действующих на АРС при выстреле из орудия и его работе.

Известен ряд ТГ для ПВРД: патент США №6736912, патент США №3986909, каждое из которых содержит органическое горючее-связующее и ультрадисперсный порошок высокоэнергетического металла.

Основным недостатком указанных аналогов являются относительно низкий уровень энергетических характеристик. Это ведет к низким величинам скорости и дальности полета активно-реактивных снарядов с использованием таких ТГ и в конечном итоге к отсутствию или низкой эффективности таких снарядов при поражении заданной цели.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является ТГ по патенту РФ №2288207 (опубл. 27.11.2006 г), принятое за прототип, содержащее органическое горючее-связующее, ультрадисперсный порошок высокоэнергетического металла и карборан или фенилкарборан.

Данное ТГ по сравнению с другими аналогами имеет преимущество: более высокий уровень энергетических характеристик. Однако оно имеет низкую прочность и высокую деформативность. При таких механических характеристиках ТГ в условиях указанных выше перегрузок АРС могут разрушаться изготовленные из твердого горючего ГГЭ, что приводит к аномальности работы ПВРД активно-реактивных снарядов или их разрыву.

Задачей предлагаемого изобретения является создание ТГ, обеспечивающего сохранение целостности изготовленных из него ГГЭ в условиях больших перегрузок АРС при выстреле из орудия и его работе путем улучшения механических характеристик ТГ при одновременном сохранении достоинств в части энергетических и других характеристик на уровне прототипа.

Поставленная задача решается предлагаемым твердым горючим, которое содержит органическое горючее-связующее, ультрадисперсный порошок высокоэнергетического металла, карборан и/или фенилкарборан. Особенность заключается в том, что в качестве горючего-связующего оно содержит смесь эпоксидной смолы, дибутилфталата, отвердителя и диаминдиолеата при следующем соотношении компонентов, мас. %:

эпоксидная смола 14-39
дибутилфталат 0,5-5
отвердитель 1,4-4
диаминдиолеат 0,1-0,7
карборан и/или фенилкарборан 0,1-20
ультрадисперсный порошок
высокоэнергетического металла остальное

В частности, твердое горючее в качестве отвердителя содержит полиэтиленполиамин или триэтаноламин.

В частности, твердое горючее в качестве ультрадисперсного порошка высокоэнергетического металла содержит порошок бора, алюминия, магния, или высокодисперсный порошок лигатуры бора, или их смесь в любом сочетании.

В частности, ультрадисперсный порошок высокоэнергетического металла дополнительно содержит порошок циркония.

Эпоксидная смола в смеси с пластификатором - дибутилфталатом (ДБФ), отвердителем (полиэтиленполиамином или триэтаноламином) и поверхностно-активным веществом (ПАВ) - диаминдиолеатом (имеющим техническое название "катионат-7") в составе ТГ является горючим-связующим. Эти компоненты обеспечивают, в основном, уровень технологических и механических характеристик ТГ и в сравнительно меньшей мере определяют его энергетические характеристики. Карборан или фенилкарборан и ультрадисперсные порошки высокоэнергетических металлов: бора, алюминия, магния, лигатур бора, циркония и их смеси в основном обеспечивают уровень энергетических характеристик ТГ.

Технология приготовления заявляемого ТГ и изготовления из него ГГЭ использует применяемые в технике способы и оборудование. Она включает следующие основные операции: смешение смеси эпоксидной смолы, пластификатора, ПАВ и отвердителя, порционное последовательное введение в смесь ультрадисперсного порошка высокоэнергетического металла и карборана или фенилкарборана со смешением каждой порции вводимых порошков с предыдущей смесью, формование изделия из смешанной и отвакуумированной массы в технологическую оснастку или корпус АРС методом литья под небольшим давлением или методом свободного литья, отверждение изделия в технологической оснастке или корпусе при температуре не более температуры начала разложения состава ТГ и выпрессовку изделия из оснастки.

Оптимальные температура и время смешения массы и температурно-временные режимы отверждения зависят от качества компонентов, объема смешиваемой массы и вида смесителя, массы и размера изделия и подбираются опытным путем для каждого вида изделия.

В Таблице приведены характеристики заявляемой композиции ТГ для различного процентного содержания компонентов в сравнении с прототипом.

Составы ТГ №2-7 показали оптимальные результаты. Эти составы при использовании всех рассмотренных компонентов и при всех соотношениях между ними имеют энергетические характеристики не ниже уровня этих характеристик прототипа (Таблица). При этом они по сравнению с прототипом имеют существенно более высокий уровень прочности (в 5-6 раз по сравнению с максимальной прочностью прототипа) и значительно меньший верхний предел относительной деформации (примерно в 6-12 раз).

Уменьшение содержания эпоксидной смолы в составе ТГ менее 14%, несмотря на одновременное максимальное увеличение содержаний пластификатора смолы - ДБФ (более 5%) и поверхностно-активного вещества - диаминдиолеата (более 0,7%), при максимальном снижении содержания отвердителя (менее 1,4%) ведет к существенному ухудшению технологических свойств (прежде всего к значительному повышению вязкости) смешиваемой массы ТГ и невозможности изготовления из нее изделий по указанным технологиям.

Повышение содержания смолы более 39% даже при одновременном максимальном увеличении содержания отвердителя (более 4%) и предельном уменьшении содержаний поверхностно-активного вещества - диаминдиолеата (менее 0,1%) и пластификатора ДБФ (менее 0,5%) нецелесообразно ввиду того, что при этом механические характеристики практически не улучшаются (то есть происходит насыщение рецептуры отвердителем), но при этом значительно снижаются энергетические характеристики ТГ.

Сравнение заявляемого ТГ с прототипом показывает, что они содержат три одинаковых компонента: горючее-связующее, карборан или фенилкарборан и ультрадисперсный порошок высокоэнергетического металла.

Но заявляемое ТГ в качестве горючего-связующего включает новые вещества -эпоксидную смолу, отвердитель (триэтаноламин или полиэтилен-полиамин), пластификатор - дибутилфталат, поверхностно-активное вещество - диаминдиолеат. В качестве ультрадисперсного высокоэнергетического порошка металла оно может включать новые вещества: высокодисперсные порошкообразные лигатуры бора (бор-алюминий, бор-магний, бор-никель или их смеси) и может содержать высокодисперсный порошок циркония. При этом соотношения между компонентами заявляемого ТГ и прототипа также отличаются.

Преимуществом заявляемого ТГ по сравнению с прототипом является существенно более высокий уровень прочности и значительно меньшая деформативность при сохранении энергетических характеристик на том же уровне.

Также как и прототип, заявляемое ТГ не способно к детонации и стабильно при хранении.

Сравнение заявляемого ТГ с прототипом и известными аналогами показывает, что в технике отсутствует твердое горючее, в составе которого используются эпоксидная смола, отвердитель (в качестве которого используется (полиэтиленполиамин, или триэтаноламин, или их смесь), диаминдиолеат, дибутилфталат, высокодисперсная порошкообразная лигатура бора (бор-алюминий, бор-магний, бор-титан или их смеси) и высокодисперсный порошок циркония, а также предложенное сочетании компонентов.

Но именно использование указанных компонентов и такое их сочетание обусловило решение поставленной задачи по созданию состава ТГ, обеспечивающего существенное улучшение механических характеристик при одновременном сохранении достоинств ТГ на уровне прототипа.

Модельные образцы ГГЭ массой 50 г из предлагаемого ТГ и прототипа прошли испытания в специальной установке при выстреле с перегрузкой до 25000g. При этом образцы из предлагаемого ТГ сохранили целостность в этом испытании, а образцы из прототипа разрушились.

Заявляемое ТГ не вызывает принципиальных затруднений при изготовлении из него малогабаритных изделий по известным технологиям. Используемые в нем компоненты производятся промышленностью.

Таким образом, предлагаемое техническое решение практически реализуемо и позволяет удовлетворить существующую потребность в твердом горючем для ПВРД АРС с повышенным уровнем механических характеристик.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 78.
10.05.2013
№216.012.3d91

Способ получения нитраминопропионитрила

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения нитраминопропионитрила. Способ включает взаимодействие нитриминодипропионитрила с 10%-ным водным раствором гидроокиси щелочного металла, подкисление кислотой, экстракцию этилацетатом и выделение целевого продукта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481328
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4094

Способ изготовления литьевых зарядов взрывчатого вещества

Изобретение относится к технологии изготовления зарядов взрывчатых веществ (ВВ), заливаемых в корпус, и может быть использовано при создании новых или совершенствовании существующих технологических процессов изготовления зарядов методом заливки в корпус. Способ изготовления литьевых зарядов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482102
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.07.2013
№216.012.5413

Способ получения 1,4-диоксан-2,3-диола

Изобретение относится к способу получения 1,4-диоксан-2,3-диола, который является реагентом для получения гетероциклических азотсодержащих соединений (в частности, пиразинов), а также используется в фотографии. Способ включает конденсацию глиоксаля с этиленгликолем при нагревании с удалением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487126
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.09.2013
№216.012.6846

Способ высотных испытаний крупногабаритного рдтт и установка для его осуществления

При высотных испытаниях ракетного двигателя создают разрежение за счет предварительного вакуумирования пространства вокруг двигателя, эжектирующих свойств струи продуктов сгорания в диффузоре и инжекции дополнительного газа в выхлопную магистраль. Запуск диффузора обеспечивают до момента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492341
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.10.2013
№216.012.7a71

Ракетный двигатель твердого топлива

Ракетный двигатель твердого топлива содержит корпус с днищами, скрепленный с ним по наружной поверхности заряд твердого топлива, по крайней мере, с одним торцом, раскрепленным от элементов корпуса, и центральным сквозным или глухим каналом, снабженным компенсатором поверхности горения топлива....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497007
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.02.2014
№216.012.a1da

Способ получения холодных инертных газообразных продуктов сгорания твердотопливного заряда в газогенераторе

Изобретение может быть использовано для систем подъема затонувших объектов, в средствах дистанционного экстренного перекрытия нефте- и газопроводов, в средствах выброса и распыления специальных жидкостей при нейтрализации аварийных выделений газов и веществ на производствах, приведения в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507149
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.02.2014
№216.012.a6fd

Способ изготовления зарядов стт и формообразующая оснастка для его осуществления

При изготовлении зарядов смесевого твердого топлива формообразующий сердечник разделяют по длине на ступицы и иглу. Через переднее дно сквозь весь корпус вводят штангу, к которой крепят первую ступицу и нижнюю часть формообразующих элементов. Вводят штангу со ступицей и формообразующими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508464
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.05.2014
№216.012.c1b4

Способ определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой

Изобретение относится к области проведения испытаний по оценке прочности клеевого соединения материалов в ракетной технике. Предлагаемый способ определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой из твердого ракетного топлива включает использование двух жестких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515337
Дата охранного документа: 10.05.2014
27.05.2014
№216.012.cb11

Взрывчатый состав

Изобретение относится к нитроэфирсодержащим взрывчатым веществам 2-го класса, которые могут быть использованы в патронированном виде для взрывания крепких пород в обводненных проходческих и очистных забоях на подземных горных работах, не опасных по газу и пыли, при взрывании шпуровыми зарядами....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517751
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.07.2014
№216.012.e4e6

Способ изготовления газогенерирующего элемента для низкотемпературного газогенератора

Изобретение относится к прикладной химии, а именно к способу изготовления газогенерирующего элемента для низкотемпературного твердотопливного газогенератора. Способ включает приготовление раствора связующего в промежуточном растворителе, подготовку компонентов, смешение массы, приготовление из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524388
Дата охранного документа: 27.07.2014
Показаны записи 1-10 из 78.
10.05.2013
№216.012.3d91

Способ получения нитраминопропионитрила

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения нитраминопропионитрила. Способ включает взаимодействие нитриминодипропионитрила с 10%-ным водным раствором гидроокиси щелочного металла, подкисление кислотой, экстракцию этилацетатом и выделение целевого продукта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481328
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4094

Способ изготовления литьевых зарядов взрывчатого вещества

Изобретение относится к технологии изготовления зарядов взрывчатых веществ (ВВ), заливаемых в корпус, и может быть использовано при создании новых или совершенствовании существующих технологических процессов изготовления зарядов методом заливки в корпус. Способ изготовления литьевых зарядов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482102
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.07.2013
№216.012.5413

Способ получения 1,4-диоксан-2,3-диола

Изобретение относится к способу получения 1,4-диоксан-2,3-диола, который является реагентом для получения гетероциклических азотсодержащих соединений (в частности, пиразинов), а также используется в фотографии. Способ включает конденсацию глиоксаля с этиленгликолем при нагревании с удалением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487126
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.09.2013
№216.012.6846

Способ высотных испытаний крупногабаритного рдтт и установка для его осуществления

При высотных испытаниях ракетного двигателя создают разрежение за счет предварительного вакуумирования пространства вокруг двигателя, эжектирующих свойств струи продуктов сгорания в диффузоре и инжекции дополнительного газа в выхлопную магистраль. Запуск диффузора обеспечивают до момента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492341
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.10.2013
№216.012.7a71

Ракетный двигатель твердого топлива

Ракетный двигатель твердого топлива содержит корпус с днищами, скрепленный с ним по наружной поверхности заряд твердого топлива, по крайней мере, с одним торцом, раскрепленным от элементов корпуса, и центральным сквозным или глухим каналом, снабженным компенсатором поверхности горения топлива....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497007
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.02.2014
№216.012.a1da

Способ получения холодных инертных газообразных продуктов сгорания твердотопливного заряда в газогенераторе

Изобретение может быть использовано для систем подъема затонувших объектов, в средствах дистанционного экстренного перекрытия нефте- и газопроводов, в средствах выброса и распыления специальных жидкостей при нейтрализации аварийных выделений газов и веществ на производствах, приведения в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507149
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.02.2014
№216.012.a6fd

Способ изготовления зарядов стт и формообразующая оснастка для его осуществления

При изготовлении зарядов смесевого твердого топлива формообразующий сердечник разделяют по длине на ступицы и иглу. Через переднее дно сквозь весь корпус вводят штангу, к которой крепят первую ступицу и нижнюю часть формообразующих элементов. Вводят штангу со ступицей и формообразующими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508464
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.05.2014
№216.012.c1b4

Способ определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой

Изобретение относится к области проведения испытаний по оценке прочности клеевого соединения материалов в ракетной технике. Предлагаемый способ определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой из твердого ракетного топлива включает использование двух жестких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515337
Дата охранного документа: 10.05.2014
27.05.2014
№216.012.cb11

Взрывчатый состав

Изобретение относится к нитроэфирсодержащим взрывчатым веществам 2-го класса, которые могут быть использованы в патронированном виде для взрывания крепких пород в обводненных проходческих и очистных забоях на подземных горных работах, не опасных по газу и пыли, при взрывании шпуровыми зарядами....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517751
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.07.2014
№216.012.e4e6

Способ изготовления газогенерирующего элемента для низкотемпературного газогенератора

Изобретение относится к прикладной химии, а именно к способу изготовления газогенерирующего элемента для низкотемпературного твердотопливного газогенератора. Способ включает приготовление раствора связующего в промежуточном растворителе, подготовку компонентов, смешение массы, приготовление из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524388
Дата охранного документа: 27.07.2014
+ добавить свой РИД