СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАРЯДОВ СМЕСЕВОГО РАКЕТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА С ПРОГНОЗИРУЕМЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ Российский патент 2003 года по МПК C06B21/00 C06D5/00 

Изобретение относится к способам получения зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ) с прогнозируемыми характеристиками.

В качестве прототипа рассмотрено промышленное производство заряда СРТТ способом свободного литья [1], включающее следующие технологические фазы: входной контроль качества исходных компонентов; подготовку к смешению исходных компонентов, промежуточных технологических смесей; подготовку к заполнению корпусов двигателей, пресс-форм; получение топливной массы (ТМ); формование и отверждение зарядов; распрессовку и концевые операции. При такой технологии прогнозирование параметров СРТТ производится по результатам испытаний контрольных образцов (КО) на этапе входного контроля качества исходных компонентов.

Недостатком указанного способа является малая точность прогнозирования характеристик ТМ. Это связано с тем, что в КО недостаточно отражен рецептурный состав и технология изготовления ТМ в основном смесителе, т.к., во-первых, при дозировке компонентов для основного смесителя, где изготавливается заряд СРТТ, и для малых смесителей, в которых изготавливаются КО, используются разные дозирующие весы, оборудование для дозирования и смешения компонентов, а, во-вторых, сказывается существенное отличие процесса смешения в основном смесителе от смешения в малых смесителях. Кроме того, суммарное время изготовления серии зарядов СРТТ довольно велико из-за продолжительной операции отверждения КО.

Технической задачей изобретения является сокращение времени техпроцесса и создание способа получения зарядов СРТТ с прогнозируемыми характеристиками, позволяющего более точно прогнозировать параметры этих зарядов.

Эта задача решается в способе получения зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ), включающем входной контроль качества исходных компонентов СРТТ, смешение исходных компонентов для получения топливной массы в смесителе и слив ее в пресс-форму, операцию смешения компонентов СРТТ для получения топливной массы проводят сначала в основном смесителе без отвердителя и катализатора. Затем отбирают части полученной топливной массы в малые смесители и добавляют в них разные порции отвердителя и катализатора, смешивают, изготавливают образцы зарядов. По этим образцам определяют характеристики и по полученным результатам дозируют отвердитель и катализатор в основной смеситель. Затем смешивают и сливают полученную топливную массу в пресс-форму.

Таким образом, применение предложенного способа при изготовлении серии зарядов позволяет изготавливать КО только 1 раз в начале изготовления этой серии, однако, при изготовлении каждого заряда добавляется более кратковременная операция изготовления и испытаний модельных образцов (МО) из полуфабриката ТМ.

Это делается следующим образом. Сначала проводят входной контроль качества исходных компонентов, дозирование, загрузку и смешение компонентов в основном смесителе и получают полуфабрикат ТМ без отвердителя и катализатора. Затем часть полуфабриката ТМ отбирается из основного смесителя в малые смесители. В эти смесители добавляют разные порции отвердителя, катализатора, проводят смешение и изготовление МО. Эти образцы ускорено отверждают при повышенной температуре по сравнению с обычным процессом отверждения заряда СРТТ. Затем проводят испытания МО по определению характеристик ТМ (скорость горения, физико-механические и другие характеристики). По результатам этих испытаний проводят прогнозирование характеристик заряда СРТТ с учетом статистических коэффициентов прогнозирования. После этого выполняют окончательное дозирование и дозагрузку отвердителя и катализатора в полуфабрикат ТМ, находящийся в основном смесителе. Полученную ТМ окончательно смешивают и сливают в пресс-форму для изготовления заряда СРТТ, а также в пресс-формы для изготовления аттестационных образцов, по которым определяются окончательные характеристики заряда. На основании сравнения характеристик МО и аттестационных образцов производится вывод о точности прогнозирования характеристик.

В случае использования предлагаемого способа прогнозирования характеристик при изготовлении зарядов СРТТ точность прогнозирования повышается по сравнению с прототипом из-за лучшей представительности СРТТ в модельных образцах по отношению к ТМ в основном смесителе, т.к. в них находится один и тот же полуфабрикат ТМ. Это объясняется тем, что уменьшаются ошибки дозирования по сравнению с прототипом из-за существенно меньшего количества дозирующих взвешиваний с применением различных больших и малых дозирующих весов и тем, что для изготовления полуфабриката ТМ для МО и заряда СРТТ не используется разное технологическое оборудование, как в случае способа, описанного в прототипе. Ускорение времени изготовления зарядов осуществляется за счет уменьшения времени полимеризации и отверждения МО при повышенной температуре. При прогнозировании характеристик с учетом переноса значений характеристик с малого объема массы на промышленный объем основного смесителя обычно используются переходные коэффициенты прогнозирования.

Применение предложенного способа представлено на примере технологии изготовления и прогнозирования характеристик зарядов СРТТ, заполненных в пяти корпусах РДТТ из 5 основных смесителей.

В табл. 1 показан процесс изготовления и прогнозирования характеристик заряда СРТТ с использованием МО.

Для сравнения в табл. 2 показана технология изготовления и прогнозирования характеристик заряда СРТТ при использовании КО, как в прототипе.

При изготовлении 5 зарядов выполняются следующие операции (обозначения операций взяты из табл. 1 и 2):
КО+ПФ+МО+ТМ+АО=372+44+28+504+12=960 часов
ПФ+МО+ТМ+АО=44+28+504+12=588 часов
ПФ+МО+ТМ+АО=44+28+504+12=588 часов
ПФ+МО+ТМ+АО=44+28+504+12=588 часов
ПФ+МО+ТМ+АО=44+28+504+12=588 часов
Итого: 3312 часа
При изготовлении 5 зарядов с использованием способа, описанного в прототипе, выполняются следующие операции:
КО+ПФ+ТМ+АО=372+44+504+12=932 часа
КО+ПФ+ТМ+АО=372+44+504+12=932 часа
КО+ПФ+ТМ+АО=372+44+504+12=932 часа
КО+ПФ+ТМ+АО=372+44+504+12=932 часа
КО+ПФ+ТМ+АО=372+44+504+12=932 часа
Итого: 4660 часов
Как видно из расчетов, суммарное время изготовления пяти зарядов снижено на 1348 часов, т.е. почти на 40% по сравнению с прототипом. Проведенные исследования СРТТ, зарядов из них и последующие испытания РДТТ с зарядами, изготовленными описанным способом, показали, что полученные СРТТ имеют реологические, физико-механические и баллистические характеристики, близкие к заданным. При этом была получена более высокая точность прогнозирования параметров и снижено количество брака из-за неверного прогнозирования характеристик зарядов.

Литература
1. Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь. Под ред. Б.П. Жукова. - Янус-К, 2000, с.461.

Изобретение относится к способам получения зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ). Согласно изобретению способ получения зарядов СРТТ с прогнозируемыми характеристиками включает смешение компонентов СРТТ для получения топливной массы без отвердителя и катализатора в основном смесителе, отбирают части полученной топливной массы в малые смесители и добавляют в них разные порции отвердителя и катализатора, смешивают, изготавливают образцы зарядов, а по полученным результатам дозагружают отвердитель и катализатор в основной смеситель, смешивают и сливают полученную топливную массу в пресс-форму. Изобретение направлено на создание способа получения зарядов СРТТ с прогнозируемыми характеристиками, позволяющего более точно прогнозировать параметры зарядов. 2 табл.

Способ получения зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ) с прогнозируемыми характеристиками, включающий входной контроль качества исходных компонентов СРТТ, смешение исходных компонентов для получения топливной массы в смесителе и слив ее в пресс-форму, отличающийся тем, что смешение компонентов СРТТ для получения топливной массы без отвердителя и катализатора проводят в основном смесителе, затем отбирают части полученной топливной массы в малые смесители и добавляют в них разные порции отвердителя и катализатора, смешивают, изготавливают образцы зарядов, а по полученным результатам дозагружают отвердитель и катализатор в основной смеситель, смешивают и сливают полученную топливную массу в пресс-форму.