ЗАЩИТНО-АДГЕЗИОННЫЙ ПОДСЛОЙ ДЛЯ БРОНИРОВАНИЯ ВКЛАДНЫХ ЗАРЯДОВ ИЗ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 2006 года по МПК C09D175/00 

Предлагаемое изобретение относится к области ракетной техники, а именно к вкладным зарядам баллиститного твердого топлива, в частности к области создания защитно-адгезионных подслоев для скрепления бронепокрытия с поверхностью заряда и может быть использовано при отработке и изготовлении зарядов твердого ракетного топлива (ТРТ).

Конструкции вкладных зарядов из баллиститных твердых топлив, бронированных по определенным поверхностям, широко используются в ракетной технике, особенно для двигателей активно-реактивных систем (АРС), противотанковых управляемых реактивных снарядов (ПТУРС) и др. Создание высокоточных управляемых реактивных снарядов, в том числе с наиболее современными методами наведения на цель (по лазерному и радиолучу) осложняется низкой надежностью передачи команд на борт снаряда при наличии существенной задымленности трассы полета.

Основные источники дыма при работе управляемых реактивных снарядов - продукты сгорания твердого топлива и терморазложения бронепокрытия.

В настоящее время широко используются бронепокрытия на основе ацетата целлюлозы, обладающие низкой мощностью дымообразования. Однако в процессе длительного хранения зарядов снижается термостойкость ацетилцеллюлозного бронепокрытия, увеличивается мощность дымообразования из-за миграции пластификатора топлива - нитроглицерина в бронепокрытие. Все это приводит к изменению химического состава как топлива, так и бронепокрытия.

Для уменьшения миграции нитроглицерина из топлива в бронепокрытие на топливо наносится защитно-адгезионный подслой.

Известен защитно-адгезионный подслой (патент RU 2217460) для бронирования зарядов ТРТ, состоящий из 20% раствора 4,4',4"-трифенилметантриизоцианата в дихлорэтане, а в качестве адгезионной добавки в него вводится аллиловый спирт в количестве 0,5-2%. Подслой отверждается на поверхности топливной шашки при температуре 15-35°С под действием оловоорганического катализатора в течение 0,75-6,0 ч. Данный состав адгезионного подслоя по патенту RU 2217460 выбран авторами в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Однако в процессе изготовления зарядов с использованием защитно-адгезионного подслоя по указанному патенту выявлены следующие недостатки:

- в силу ряда объективных причин производство аллилового спирта ограничено;

- при бронировании зарядов из топлив, содержащих компоненты на основе производных полиформальдегидов, необходимо нанесение дополнительного подслоя на основе ацетата целлюлозы, так как производные полиформальдегидов существенно снижают адгезию ацетилцеллюлозного бронепокрытия к топливу через известный защитно-адгезионный подслой.

- Аллиловый спирт гигроскопичен и требует при использовании его в составе защитно-адгезионного подслоя дополнительной операции удаления влаги с 2% до 0,05%.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание адгезионного подслоя, свободного от упомянутых недостатков, обладающего высокой защитной способностью от миграционных процессов в системе «топливо-бронепокрытие» и обеспечивающего необходимые характеристики, как бронепокрытия, так и топлива и способствующего снижению дымообразования в процессе работы РДТТ после длительного хранения.

Технический результат достигается за счет того, что защитно-адгезионный подслой (для бронирования зарядов ТРТ) на основе 4,4',4" -трифенилметантриизоцианата с дихлорэтаном, в качестве адгезионной добавки вместо аллилового спирта содержит монометакриловый эфир этиленгликоля в количестве 0,5-1,5 мас.% и катализатор отверждения в количестве от 0,05 до 0,5 мас.% в зависимости от температурно-влажностных условий сушки.

Предлагаемый подслой имеет ряд преимуществ в сравнении с прототипом, содержащим аллиловий спирт, в частности:

- позволяет увеличить прочность скрепления бронепокрытия с поверхностью топливного заряда, содержащего в своем составе компоненты на основе производных полиформальдегидов и тем самым исключает использование дополнительного подслоя на основе ацетата целлюлозы («АЦ»);

- монометакриловый эфир этиленгликоля, продукт практически не гигроскопичный и не требует дополнительной операции (удаление влаги) перед использованием;

- монометакриловый эфир этнленгликоля является малотоксичным продуктом по сравнению с аллиловым спиртом.

Технология приготовления предлагаемого подслоя и нанесение его на топливную шашку близка к имеющемуся подслою и не требует технологического и аппаратурного изменения процесса бронирования зарядов методом литья под давлением.

Ниже (см. таблицу) приводятся примеры рецептур предлагаемого подслоя, его миграционные и адгезионные свойства.

ТаблицаНаименование показателейЕд. изм.Подслой по прототипуПредлагаемые составы, примеры №1234512345678Состав подслоя:
- 4,4',4"-трифенилметантриизоцианат%19,55-19,8519,6019,6519,7019,8519,90- дихлорэтан%78,4-80,079,8579,2578,6578,9579,10- спирт аллиловый%0,5-2,0------ монометакриловый эфир этиленгликоля% 0,51,01,51,00,5- дибутилоловодилаурат%0,05-0,20,050,10,150,20,5Прочность адгезии бронепокрытия к баллиститному топливу       - высокоэнергетическомуКгс/см²63,1-68,465,768,469,163,662,8- с низкой скоростью горенияКгс/см²64,0-66,5*65,165,664,365,463,1Содержание нитроэфиров в бронепокрытии после хранения в течение 30 суток для зарядов из высокоэнергетического топлива       при 20°С%0,54-0,70,490,510,440,590,63при 60°С%2,38-2,962,042,452,012,52,85

Продолжение таблицыНаименование показателейЕд. изм.Подслой по прототипуПредлагаемые составы, примеры №12345Содержание нитроэфиров в бронепокрытии после хранения в течение 22 суток для зарядов из топлива с низкой скоростью горения       при 20°С%0,4-0,60,390,410,240,510,35при 60°С%5,9-7,44,815,254,625,865,07Мощность дымообразования после форсированного старения зарядов при температуре испытания 50°С       - высокоэнергетического топлива м²/с0,8-1,81,0-1,40,9-1,20,8-1,11,2-1,40,8-1,0- топливо с низкой скоростью горениям²/с1,2-2,11,3-1,81,5-2,01,4-1,91,5-2,01,2-1,6* изделия с дополнительным подслоем на основе «АЦ».

Из данных таблицы видно, что прочность адгезии бронепокрытия к топливу, содержание нитроэфиров в бронепокрытии после хранения и мощность дымообразования после форсированного старения находятся на уровне подслоя, взятого в качестве прототипа. Однако следует отметить, что прочность адгезии к топливу с низкой скоростью горения и содержащему в своем составе компоненты на основе производных полиформальдегидов находится на уровне прототипа, но без нанесения дополнительного подслоя на основе «АЦ». Предлагаемый подслой проверен с положительными результатами путем изготовления натурных бронируемых изделий и проведением их стендовых испытаний.

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности, к разработке защитно-адгезионного подслоя для скрепления бронепокрытия с поверхностью заряда при бронировании вкладных зарядов твердого ракетного топлива двухосновного (баллиститного) типа. Предложен подслой, содержащий 4,4',4"-трифенилметантриизоцианат, дихлорэтан, монометакриловый эфир этиленгликоля в качестве адгезионной добавки и дибутилоловодилаурат в качестве катализатора отверждения. Изобретение направлено на создание подслоя, позволяющего увеличить прочность скрепления бронепокрытия с поверхностью топливного заряда, содержащего в своем составе компоненты на основе производных полиформальдегидов, исключить использование дополнительного подслоя на основе ацетата целлюлозы, обладающего высокой защитной способностью от миграционных процессов в системе «топливо-бронепокрытие» и обеспечивающего стабильность баллистических характеристик зарядов с бронепокрытием в процессе хранения. 1 табл.

Защитно-адгезионный подслой для бронирования вкладных зарядов из твердого топлива, включающий 4,4',4"-трифенилметантриизоционат, дихлорэтан и катализатор отверждения дибутилоловодилаурат, отличающийся тем, что в качестве адгезионной добавки содержит монометакриловый эфир этиленгликоля, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

4,4',4"-Трифенилметантриизоционат 19,60-19,90Дихлорэтан 78,65-79,85Монометакриловый эфир этиленгликоля(МЭГ) 0,5-1,5Дибутилоловодилаурат 0,05-0,50