Изобретение относится к области ракетной техники и касается разработки заливочной композиции с охлаждающим эффектом температуры газов и минимальным уровнем дымообразования в процессе работы двигателя для бронирования зарядов из баллиститного топлива диаметром до 300 мм, длиной до 700 мм.
Известно, что для создания рецептуры заливочной композиции в основном используются различные полимерные материалы и смолы, такие как эпоксидные смолы, тиоколы, нитрильные и полибутадиеновые каучуки, уретановые полимеры, а также производные метакриловой кислоты.
Многочисленные опыты отработки зарядов из баллиститного топлива показали, что для бронирования их наилучшие результаты дают бронесоставы, в которых в качестве исходных продуктов используются мономеры, такие как метилметакрилат (ММА) и бутилметакрилат (БМА). Заливочные композиции на основе других материалов мало пригодны из-за недостаточной адгезии к баллиститному топливу, высокой вязкости и отсутствия прозрачности.
Существует множество составов, включающих в себя ММА или БМА, полиэфирные смолы, слюду, отвержденные перекисью метилэтилкеона в сочетании с нафтенатом кобальта, перекисью бензоила с диметила-нилином и т.д. (патент 2215721 РФ, 2220937 РФ).
Несмотря на пригодность для бронирования и скрепления зарядов с камерой двигателя известными бронирующими составами, ни один из них не обладает свойством охлаждения температуры газов в процессе работы двигателя и прозрачностью, которая обеспечивает визуальный контроль при осмотре готовых зарядов.
В патентах Франции 2211491 кл. C 08 F 45/54, С 08 К 1/60 и США 3846372 кл. 260-45.75R (С 08 F 45/62), № 3825520 заявл. 12.72 г. приводятся сведения о снижении дымности поливинилхлоридных и полистирольных композиций с помощью добавок фталоцианитов переходных материалов кобальта, марганца, дициклопентандиенила железа, эфиров фосфорной кислоты и окиси ванадия. Например, полимерная композиция, не выделяющая дыма при горении, содержит полистирол, пламягаситель (октобромди-винил) и орталонианина в количестве 25,4%. Композицию перемешивают при температуре 130-150°С, затем прессуют под давлением 70-105 кг/см2, при этом количество дыма, выделяемого при горении, составляет 4,7%.
Однако описанные в патентах композиции не могут быть использованы в качестве бронепокрытий в связи с недостаточной адгезией их к твердым ракетным топливам, а технология нанесения их на поверхность изделий методом прессования на термопластавтоматах не применима для зарядов диаметром до 300 мм, длиной до 700 мм.
Известно, что эфиры метакриловой кислоты хорошо совмещаются с нитроцеллюлозой, поэтому обладают хорошей адгезией к порохам на основе нитроцеллюлозы.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является заливочная композиция для бронирования по патенту РФ № 2220937 от 10.01.04 г. на основе ненасыщенной полиэтиленгликольмалеинатной смолы в сочетании с раствором в бутилметакрилате механо-химической смеси (полибутилметакрилата и молотой слюды), а также содержащего в качестве катализатора отверждения - перекись бензоила в количестве от 0,6 до 1,4%.
Данная заливочная композиция обладает высокими физико-механическими и адгезионными характеристиками и позволяет снизить полимеризационную усадку бронесостава, но не обладает охлаждающим эффектом отработанных газов и низкой дымностью. Наличие в рецептуре состава полимерных смол дает повышенную задымленность, из-за чего не обеспечивается полный комплекс требований конструкторской документацией внутрибаллистических характеристик.
Технической задачей, решаемой в рамках настоящего изобретения, является создание такой заливочной композиции, которая обладает охлаждающим эффектом отработанных газов, малой дымностыо, низкой вязкостью, а также высокими физико-механическими и адгезионными характеристиками.
Технический результат достигается за счет того, заливочная композиция для бронирования заряда из баллиститного топлива, содержит полибутилметакрилат, бутилметакрилат и дополнительно метилметакрилат, причем полибутилметакрилат растворен в смеси бутилметакрилата и метилметакрилата, а в качестве инициатора и активатора отверждения содержит перекись бензоила и дополнительно диметиланилин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ценным техническим свойством заливочной композиции на основе мономеров метилметакрилата и бутилметакрилата является прозрачность и бесцветность, что значительно упрощает контроль качества приклея бро-непокрытия к поверхности заряда, а за счет хорошей набухаемости поверхностного слоя топлива обеспечивается хорошая адгезионная прочность.
Приготовление заливочной композиции осуществляется в обычных мешателях, снабженных вакуумной линией. В смеси мономеров растворяют перекись бензоила при перемешивании, затем вводят полибутилметакрилат и перемешивают до получения однородной сиропообразной массы.
Диметиланилин вводят перед непосредственным использованием заливочной композиции и вакуумируют в течение 10-15 мин, при остаточном давлении не более 20 мм рт.ст. при температуре 15-20°С.
Бронирование зарядов производят методом заливки в зазор между зарядом и технологической оснасткой.
Полимеризацию заливочной композиции проводят при температуре 20 - 30°С в течение 10-24 часов или при температуре 60-65°С в течение 5-7 часов.
В таблице 1 приведена рецептура заливочной композиции в сравнении с прототипом. В таблице 2 приведены свойства и время отверждения прототипа и предлагаемой заливочной композиции.
Рецептура прототипа и предлагаемой заливочной композиций
Из таблиц 1 и 2 видно, что предлагаемый состав обладает высокими прочностными характеристиками, одинаковым временем отверждения с прототипом, низкой вязкостью, обеспечивающей заливку изделий в форму с возможностью бронирования изделий с различной толщиной бронепокрытия и удовлетворительной прочностью адгезии к топливу. Основным достоинством предлагаемой заливочной композиции является малая дымность бронепокрытия, которая составляет всего 0,9-1,2 м2/сек, и охлаждающий эффект температуры газов с 2200 до 800°С.
Заявляемые пределы соотношения компонентов определялись экспериментальным путем и являются оптимальными для обеспечения требуемых характеристик, заданных конструкторской документацией. Данной заливочной композицией бронировались заряды диаметром до 300 мм, длиной до 700 мм. Толщина бронепокрытия колеблется от 2 до 5 мм в зависимости от требований конструкторской документации. Отверждение заливочной композиции (бронесостава) производили при температуре 20-30°С в течение 10-24 часов. После отверждения заливочной композиции заряды распрессовывали и осматривали по внешнему виду. Бронепокрытие на всех типах зарядов было качественное, монолитное без отслоений и усадочных явлений, хорошо просматривалась поверхность зарядов и дефектов. Качество бронепокрытия удовлетворяло требованиям конструкторской и технической документации.
С использованием предлагаемой заливочной композиции отработан технологический процесс бронирования зарядов из баллиститного ракетного топлива различного диаметра и различной длины и опробован на ФГУП «Пермский завод им. С.М.Кирова»
Изготовление зарядов с использованием данной заливочной композиции позволяет:
- упростить осмотр забронированных изделий;
- обеспечить надежную адгезионную прочность к баллиститному топливу;
- обеспечить безопасность технологического процесса;
- обеспечить охлаждение (снижение) температуры отработанных газов в камере сгорания с 2200 до 800°С;
- обеспечить низкую дымность.
Таким образом, заявляемая заливочная композиция на основе смеси мономеров бутилметакрилата и метилметакрилата, в которой растворен полибутилметакрилат, с инициатором и активатором отверждения в виде сочетания перекиси бензоила с диметиланилином обладает прозрачностью, низкой дымностью газов и охлаждающим эффектом температуры газов в камере сгорания с 2200 до 800°С. Данная заливочная композиция позволяет изготавливать качественные заряды, обеспечивать их работоспособность, обеспечить безопасность технологического процесса при бронировании зарядов, обеспечить прозрачность и охлаждение отработанных газов.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ОГНЕЭРОЗИОННОСТОЙКИЙ БРОНИРУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ЗАРЯДА ИЗ БАЛЛИСТИТНОГО ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА | 2006 |
|
RU2316528C1 |
ОГНЕЭРОЗИОННОСТОЙКАЯ ЗАЛИВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ С ПОВЫШЕННОЙ ДЕФОРМАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТЬЮ | 2003 |
|
RU2261240C1 |
БРОНИРУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ЗАРЯДОВ ИЗ БАЛЛИСТИТНОГО ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА | 2003 |
|
RU2261239C2 |
БРОНЕСОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ЗАРЯДА ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА | 2009 |
|
RU2412969C1 |
ЗАЛИВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БРОНИРОВАНИЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ ВКЛАДНЫХ ЗАРЯДОВ ИЗ ДВУХОСНОВНЫХ ТОПЛИВ | 2002 |
|
RU2220937C1 |
НАПОЛНИТЕЛЬ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ОГНЕЭРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ЛИТЬЕВЫХ БРОНЕСОСТАВОВ НА ОСНОВЕ НЕНАСЫЩЕННЫХ ПОЛИЭФИРНЫХ СМОЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 2003 |
|
RU2225424C1 |
КАРУСЕЛЬНО-ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СПОСОБ БРОНИРОВАНИЯ ЗАРЯДА ИЗ БАЛЛИСТИТНОГО ТОПЛИВА СО СКРЕПЛЕНИЕМ ЕГО ПО ОДНОМУ ИЗ ТОРЦОВ С КОРПУСОМ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2007 |
|
RU2360895C1 |
СПОСОБ БРОНИРОВАНИЯ ВКЛАДНОГО ЗАРЯДА ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА | 2001 |
|
RU2215721C2 |
ЗАЛИВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БРОНИРОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ВКЛАДНЫХ ЗАРЯДОВ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ ИЗ ДВУХОСНОВНЫХ ТОПЛИВ | 2001 |
|
RU2215727C2 |
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2005 |
|
RU2287003C1 |
Изобретение относится к области ракетной техники. Предложена заливочная композиция для бронирования заряда из баллиститного топлива, включающая полибутилметакрилат, бутилметакрилат, метилметакрилат и в качестве инициатора и активатора отверждения перекись бензоила и диметиланилин, причем полибутилметакрилат растворен в смеси бутилметакрилата и метилметакрилата. Изобретение позволяет обеспечить изготовление качественных изделий с требуемым уровнем физико-механических и адгезионных характеристик, позволяет снизить дымность газов, а также снизить температуру отработанных газов с 2200 до 800°С. 2 табл.
Заливочная композиция для бронирования заряда из баллиститного топлива, включающая полибутилметакрилат, бутилметакрилат и в качестве инициатора и активатора отверждения перекись бензоила, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит метилметакрилат, причем полибутилметакрилат растворен в смеси бутилметакрилата и метилметакрилата, а инициатор и активатор отверждения дополнительно содержит диметиланилин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ЗАЛИВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БРОНИРОВАНИЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ ВКЛАДНЫХ ЗАРЯДОВ ИЗ ДВУХОСНОВНЫХ ТОПЛИВ | 2002 |
|
RU2220937C1 |
ЗАЛИВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БРОНИРОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ВКЛАДНЫХ ЗАРЯДОВ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ ИЗ ДВУХОСНОВНЫХ ТОПЛИВ | 2001 |
|
RU2215727C2 |
RU 2003123549 А, 27.02.2005 | |||
US 6026749 А, 22.02.2000 | |||
US 5069133 А, 03.12.1991 | |||
Способ получения эфиров канифоли | 1984 |
|
SU1326597A1 |
ОСНАЩЕННЫЙ ПЯТЬЮ ОБЪЕКТИВАМИ ФОТОАППАРАТ С ПОДВИЖНОЙ МАСКОЙ ДЛЯ ОДИНОЧНЫХ ИЛИ УЧЕТВЕРЕННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ | 1994 |
|
RU2142154C1 |
Авторы
Даты
2006-09-10—Публикация
2005-06-06—Подача