БАЛЛИСТИТНОЕ ТОПЛИВО Российский патент 1998 года по МПК C06B25/22 C06D5/06 

Изобретение относится к области разработки баллиститных топлив, в особенности малодымных с пониженной скоростью горения.

Известно использование за рубежом при производстве бездымных топлив нитроаминов-гексогена, октогена, а также сочетания их триаминогуанидиннитратом, который снижает температуру сгорания, а продукты сгорания более низкомолекулярны ("Star", 1985, 23, N13, p.202). Введение нитроаминов вносит изменения в закономерности горения топлива. Скорость горения нитроаминов снижает скорость горения топлива за счет эндотермического плавления и течения расплавленного нитроамина по поверхности горения. Нитроамин, растекаясь по поверхности, заставляет топливо гореть с более низкими скоростями, близкими к индивидуальному нитроамину. Скорость горения бездымных зарубежных топлив составляет 5,1 - 7,1 мм/с при P=6 МПа ("AJAA paper", 1974, N202, 8pp., "AJAA paper", 1980, N165, 8pp.).

Известные баллиститные топлива по заявкам Великобритании N1279961, МКИ C 06 D 5/06, опубл. 28.06.72; N2265895, МКИ C 06 B 25/18, опубл. 13.10.93; N2246348, МКИ C 06 B 25/18, опубл. 29.01.92 содержат гексоген и различные модификаторы горения. Однако ввиду принципиального различия зарубежных технологий производства малодымных баллиститных топлив от отечественной технологии прямых аналогов предлагаемого состава среди зарубежных топлив не найдено.

Баллиститное топливо по заявке Великобритании N2246348, как имеющее наибольшее количество общих основных компонентов: нитроцеллюлоза, нитроглицерин, гексоген, стабилизатор химстойкости - дифениламин, технологические добавки - масло (канделлильский воск), модификаторы скорости горения, позволяющие регулировать ее в широком диапазоне и прочие добавки, выбрано в качестве прототипа.

Технологической задачей изобретения является разработка топлива с пониженной скоростью горения и оптически прозрачным составом продуктов сгорания, высокими баллистическими характеристиками в широком диапазоне давлений 2-16 МПа.

Задача достигается за счет введения в состав топлива N, N'-динитропиперазина (дазина), в качестве модификаторов скорости горения оксида свинца (глет свинцовый), кобальта (II, III) оксида и диоксида титана, введения дополнительного стабилизатора химической стойкости централита и технологической добавки - вазелинового масла в расплаве с 0,2-0,08 мас.% стеариновокислого цинка или стеариновокислого свинца при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нитроглицирин - 29,1-30,5
Гексоген - 8,0-10,0
Дифениланил - 0,4-0,8
Централит - 0,3-0,7
N, N'-Динитропиперазин - 17,1-19,0
Оксид свинца - 1,6-2,1
Кобальта (II, III)оксид - 0,3-0,7
Диоксид титана - 1,7-2,5
Вазелиновое масло в расплаве с 0,02-0,08 мас.% стеариновокислого цинка или стеариновокислого свинца - 0,3-0,5
Нитроцеллюлоза (коллоксилин) - Остальное
В таблице проведены примеры выполнения и основные характеристики предлагаемого состава топлива.

Снижение скорости горения топлива достигается за счет введения циклического динитроамина - дазина (ТУ 84-520-362-82), который имеет более низкую скорость горения, чем другие нитроамины (гексоген, октоген и др.). Введение дазина способствует повышению эффективности действия входящих в состав катализаторов горения - оксидов металлов, что приводит к улучшению баллистических характеристик в более широком интервале давлений 2-16 МПа. Кроме того, при введении дазина улучшается оптическая прозрачность продуктов сгорания топлива. Входящий в состав гексоген является высокоэнергетическим компонентом, обеспечивающим необходимый уровень энергетических характеристик топлива.

Введение в состав топлива дополнительного пластификатора централита повышает безопасность производства, переработки и, главное, обеспечивает последующее длительное хранение и эксплуатацию зарядов из топлива.

Использование вазелинового масла в расплаве с 0,02-0,08 мас.% стеариновокислого цинка или стеариновокислого свинца обеспечивает необходимую технологичность состава при переработке и комплекс механических и реологических характеристик топлива, позволяющий безопасно эксплуатировать заряды в двигателе.

Предлагаемый состав баллиститного топлива, благодаря указанному сочетанию компонентов, характеризуется улучшенными баллистическими характеристиками, показатель V в законе скорости горения составляет 0,2-0,22 в диапазоне давлений 3-10 Мпа в 0,26-0,28 в широком диапазоне давлений от 2 до 16 МПа. Состав предлагаемого топлива устойчиво горит при низком давлении 2 МПа. Механическая прочность предлагаемого состава высока.

Высока оптическая прозрачность предлагаемого состава топлива, она составляет 2-4 м²/кг.

Предлагаемое баллиститное топливо изготавливается и перерабатывается по существующей известной технологии производства отечественных двухосновных топлив.

Изобретение относится к области баллиститных топлив, в частности к малодымным с пониженной скоростью горения. Техническим результатом изобретения является разработка топлива с пониженной скоростью горения, оптически прозрачным составом продуктов сгорания и высокими баллистическими характеристиками в широком диапазоне давлений. Баллиститное топливо включает, мас.%: нитроглицерин 29,1-30,5 гексоген; 8-10 дифениламин 0,4-0,8; централит 0,3-0,7; N, N^'-динитропиперазин 17,1-19,0; оксид свинца 1,6-2,1; кобальта (II, III) оксид 0,3-0,7; диоксид титана 1,7-2,5; вазелиновое масло в расплаве с 0,02-0,08 мас. % стеариновокислого цинка или стеариновокислого свинца 0,3-0,5; нитроцеллюлоза (коллоксилин) остальное. Изготовление осуществляется по известной технологии производства двухосновных топлив. 1 табл.

Баллиститное топливо, включающее нитроцеллюлозу, нитроглицерин, гексоген, стабилизатор химической стойкости дифениламин, модификатор скорости горения и технологические добавки, отличающееся тем, что оно содержит N, N'-динитропиперазин, в качестве модификаторов скорости горения оксид свинца, кобальта (II, III) оксид и диоксид титана, в качестве стабилизатора химической стойкости дополнительно централит и технологическую добавку - вазелиновое масло в расплаве с 0,02 - 0,08 мас.% стеариновокислого цинка или стеариновокислого свинца при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нитроглицерин - 29,1 - 30,5
Гексоген - 8,0 - 10,0
Дифениламин - 0,4 - 0,8
Централит - 0,3 - 0,7
N,N'-динитропиперазин - 17,1 - 19,0
Оксид свинца - 1,6 - 2,1
Кобальта (II, III) оксид - 0,3 - 0,7
Диоксид титана - 1,7 - 2,5
Вазелиновое масло в расплаве с 0,02 - 0,08 мас.% стеариновокислого цинка или стеариновокислого свинца - 0,3 - 0,5
Нитроцеллюлоза (коллоксилин) - Остальноеа