ЛЬДООБРАЗУЮЩЕЕ ТОПЛИВО Российский патент 2008 года по МПК A01G15/00 

Льдообразующее топливо может быть использовано в метеорологии для искусственного вызывания осадков, рассеивания туманов и предназначено для применения в зарядах маршевых двигателей противоградовых ракет.

Известен способ искусственного вызывания осадков, включающий воздействие на переохлажденную часть облака кристаллизующим реагентом. В качестве последнего используют металлическое серебро, воздействие которым осуществляют в виде аэрозоля, патент 4411252/30-15 от 15.04.88.

Недостатком данного способа является использование искрового генератора с серебряными электродами для получения металлического серебряного аэрозоля, в связи с чем возникают трудности при его техническом осуществлении для практических целей.

Аналогом изобретения, принятым за прототип, является также льдообразующее топливо для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы по патенту №2226340 от 10.04.2004 г., содержащее компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Синтетический диеновый каучук2,93-3,27Инертный пластификатор4,72-13,22Пластификатор-катализатор скорости горения0,00-8,00Хиноловый эфир0,35-0,39Эпоксидно-диановая смола0,50-1,00Йодид серебра1,00-8,00Йодид аммония10,00-14,00Перхлорат аммонияостальное

Недостатком данного топлива является:

- использование синтетического диенового каучука с молекулярной массой (180...200)·1000, требующего дополнительных трудозатрат;

- низкий удельный импульс тяги при Рк/Ра=40/1 кгс/см²;

- низкий уровень прочности топлива при плюс 50°С (0,09...0,2 МПа) и при минус 40°С (0,2 МПа);

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка унитарного льдообразующего топлива без сопроводителя (йодида аммония) на горючесвязующем, содержащем олигомер ПДИ-ЗАК (полидиенуретан с концевыми эпоксидными группами) отверждаемый низкомолекулярным каучуком СКД-КТР (бутадиеновый каучук с концевыми карбоксильными группами), обеспечивающая:

- повышение прочности топлива до 0,49 МПа при плюс 50°С и до 3,0 МПа при минус 40°С, что обеспечивает эксплуатацию зарядов как при отрицательных (менее минус 40°С), так и при положительных (более плюс 50°С) температурах;

- повышение расчетного единичного импульса топлива при Рк/Ра=40/1 кгс/см², что позволит увеличить дальность полета противоградовой ракеты на 5...10%;

- снижение вязкости топливной массы до 600 Па·с и увеличение растекаемости до 120% при 40°С обеспечит качественное формование зарядов методом свободного литья или литья под небольшим давлением;

- использование горючесвязующего на основе олигомера ПДИ-ЗАК, у которого молекулярная масса (4...6)·1000, не требует предварительной пластификации, что сокращает трудозатраты на изготовление топливной массы, а значит и стоимость заряда.

Технический результат достигается за счет того, что предложенное льдообразующее топливо, содержащее перхлорат аммония, йодид серебра и инертный пластификатор или его смесь с пластификатором-катализатором скорости горения, дополнительно в качестве горючесвязующего содержит олигомер ПДИ-ЗАК (полидиенуретан с концевыми эпоксидными группами), отверждаемый низкомолекулярным каучуком СКД-КТР (бутадиеновый низкомолекулярный каучук с концевыми карбоксильными группами), а в качестве охладителя - гидразодикарбонамид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Олигомер ПДИ-ЗАК (ТУ 38.103410-99)6,7-7,2Низкомолекулярный каучук СКД-КТР (ТУ 00393-99)3,0-3,5Инертный пластификатор0,8-6,3Пластификатор-катализатор скорости горения0,5-6,0Гидразодикарбонамид6,0-7,5Йодид серебра4,0Перхлорат аммонияостальное.

В таблице приведены рецептуры испытанных льдообразующих топлив и их характеристики:

- единичный импульс топлива при Рк/Ра=40/1 кгс/см²;

- прочность топлива при минус 5 и 40°С, а также при плюс 50°С;

- вязкость, растекаемость топливной массы при 40°С;

- льдообразующая активность при скорости обдува 100 м/с в горизонтальной аэродинамической трубе на стенде и по методике ИЭМ.

Применение в качестве горючесвязующего олигомера ПДИ-ЗАК (полидиенуретан с концевыми эпоксидными группами), отверждаемого низкомолекулярным каучуком СКД-КТР (бутадиеновый низкомолекулярный каучук с концевыми карбоксильными группами), обеспечивает высокий уровень прочности 0,49 МПа при 50°С и 3,0 МПа при минус 40°С и позволит эксплуатировать заряды в широком температурном диапазоне от минус 40°С до 50°С.

При сгорании льдообразующего топлива, принятого за прототип, за соплом образуется конденсат в виде йодистого серебра, который является основным определяющим фактором льдообразующей эффективности.

Предлагаемое льдообразующее топливо скомпоновано без сопроводителя (йодида аммония) и при сгорании его за соплом образуется конденсат в виде элементарного серебра.

Компоновка без сопроводителя (йодида аммония) позволила повысить расчетный единичный импульс при Рк/Ра=40/1 кгс/см² до 207,6 с, что увеличит дальность полета противоградовой ракеты на 5...10% в область развивающихся (потенциально-градоопасных) облаков.

Аэрозольные частицы серебра обуславливают льдообразующую способность предлагаемого топлива с высокой кинетической активностью.

Процесс кристаллизации переохлажденного облака происходит в течение двух минут после введения аэрозоля.

Комплекс характеристик льдообразующего топлива позволяет использовать его в зарядах различного конструктивного оформления (вкладные, прочноскрепленные с корпусом двигателя, торцевые, канальные).

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы. Льдообразующее топливо содержит йодид серебра, перхлорат аммония, инертный пластификатор или его смесь с пластификатором-катализатором скорости горения. В качестве горючесвязующего топливо содержит олигомер, отверждаемый низкомолекулярным каучуком СКД-КТР. В качестве охладителя топливо содержит гидразодикарбонамид. Состав имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:

олигомер 6,7-7,2; низкомолекулярный каучук СКД-КТР 3,0-3,5; инертный пластификатор 0,8-6,3; пластификатор-катализатор скорости горения 0,5-6,0; гидразодикарбонамид 6,0-7,5; йодид серебра 4,0; перхлорат аммония остальное. Такой состав льдообразующего топлива позволит ему выполнять одновременно две функции - генератора активных центров кристаллизации переохлажденных облачных капель и источника энергии для движения противоградовой ракеты. 1 табл.

Льдообразующее топливо, содержащее йодид серебра, перхлорат аммония, инертный пластификатор или его смесь с пластификатором-катализатором скорости горения, отличающееся тем, что в качестве горючесвязующего содержит олигомер, отверждаемый низкомолекулярным каучуком СКД-КТР, а в качестве охладителя гидразодикарбонамид, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Олигомер6,7-7,2Низкомолекулярный каучук СКД-КТР3,0-3,5Инертный пластификатор0,8-6,3Пластификатор-катализатор скорости горения0,5-6,0Гидразодикарбонамид6,0-7,5Йодид серебра4,0Перхлорат аммонияостальное