БАЛЛИСТИТНОЕ ТВЕРДОЕ РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО Российский патент 2010 года по МПК C06B25/24 C06B23/00 C06D5/06 

Изобретение относится к области разработки баллиститных твердых ракетных топлив (БТРТ) к различным системам ракетной техники (ПТУРс и др.).

При разработке твердых ракетных топлив баллиститного типа в качестве энергетической добавки используются, в основном, октоген, гексоген, дазин, вещество Ц-2, порошки металлического алюминия, магния или их смеси. Введение указанных добавок в состав топлив приводит к значительному повышению показателя "ν" в законе скорости горения до 0,6…0,8. Использование обычных каталитических добавок в баллиститных топливах - свинцово-медных, свинцово-никелевых соединений, соединений свинца, меди, кобальта и др. с различными органическими лигандами (Патенты RU 2191765, 2189371, 2179165) не приводит к достижению требуемого показателя "ν" - не более 0,3 в рабочем диапазоне давлений 80-120 кгс/см². Известен модификатор скорости горения баллиститных топлив по патенту 2140945 от 10.11.1999 г, МПК С06В 47/02, который используется для обеспечения высокой зависимости скорости горения от давления (показатель "ν" до 0,9).

В качестве прототипа принято топливо по патенту 2191765 от 27.10.2007 г, МПК С06В 25/22, С06D 5/06, в котором модификатором горения является свинцово-медный комплекс фталевой кислоты (ФМС), технический углерод и карбонат кальция. Для обеспечения повышенной энергетики в состав введен октоген.

Технической задачей изобретения является разработка модификатора горения для БТРТ, обеспечивающего малую зависимость скорости горения от давления.

Технический результат изобретения достигается за счет использования модификатора, состоящего из свинцово-медного (ФМС) или свинцово-никелевого (ФНС) комплекса фталевой кислоты, технического углерода, 1,2-дибутоксибензола, хром(III)-медь(II) окиси, или двуокиси титана, или дисилицида титана, или карбоната кальция в сочетании с полезным соотношением компонентов БТРТ.

Предлагаемый модификатор горения представляет собой механическую смесь компонентов следующего соотношения, мас.%:

ФМС или   ФНС 1,5…4,0 Технический углерод 0,1…1,0 1,2-дибутоксибензол 0,5…2,0 Хром(III)-медь(II)-окись или   двуокись титана или дисилицид   титана или карбонат кальция 0,4…3,0 Топливо остальное

Патентуемое изобретение поясняется на примерах, приведенных в таблице.

Наименование показателя Прототип Обр.1 Обр.2 Обр.3 Обр.4 Обр.5 Обр.6 ФМС 1,5-4,2 1,5 4,0 - - - - ФНС - - - 1,5 4,0 3,0 2,0 Технический углерод 0,2-1,1 0,7 0,1 1,0 0,5 0,8 0,7 1,2-дибутоксибензол - 2,0 0,5 1,0 1,5 1,3 1,5 Карбонат кальция 0,4-2,3 0,4 - - - - - Двуокись титана - - 2,0 - 1,0 - - Дисилицид титана - - - - - 2,0 - Хром(III)-медь(II) окись - - - 3,0 - - 0,4 Топливо Остальное 95,4 93,4 93,5 93,0 92,9 95,4 Показатель "ν" в законе горения 0,2-0,73 Минус 0,09 0,22 0,12 0,15 0,13 0,1 Скорость газовыделения При 100°С, cм³/г.ч   0,042 0,06 0,046 0,051 0,036 0,055 Единичный импульс, J₁, кг·с/кг при Pк/Ра=40/1 кгс/см² 213-220,9 220,8 219,9 220,0 219,8 219,5 220,5

Из приведенных примеров видно, что введение дополнительного компонента модификатора - 1,2-дибутоксибензола способствует значительному снижению зависимости скорости горения от давления в рабочем диапазоне для изделий ракетной техники. Механизм снижения зависимости скорости горения от давления заключается в повышении качества распределения основного катализатора горения ФМС или ФНС в топливной массе за счет его частичного растворения в 1,2-дибутоксибензоле и распределения в массе в виде раствора на молекулярном уровне. Растворимость данных компонентов в 1,2-дибутоксибензоле в диапазоне температур 20…50°С составляет:

ФМС - 12 г/л, ФНС - 22 г/л (по данным ФГУП «НИИПМ»).

Дополнительным положительным эффектом предлагаемого комплексного модификатора является обеспечение высокой химической стойкости, заключающейся в меньшей в 1,5-3,0 раза скорости газовыделения при нагревании при 100°С, что приводит к повышению гарантийных сроков хранения составов, содержащих указанный модификатор.

Изобретение относится к баллиститным твердым ракетным топливам. Баллиститное твердое ракетное топливо содержит модификатор горения, который состоит из свинцово-медного комплекса фталевой кислоты или свинцово-никелевого комплекса фталевой кислоты в качестве катализатора горения, хром (III) - медь (II) - окиси или двуокиси титана, или дисилицида титана, или карбоната кальция в качестве стабилизатора горения, технического углерода и 1,2-дибутоксибензола. Катализатор горения содержится в топливе в количестве 1,5-4,0 мас.%, стабилизатор горения 0,4-3,0 мас.%, технический углерод 0,1-1,0 мас.%, 1,2-дибутоксибензол 0,5-2,0 мас.%. Изобретение обеспечивает малую зависимость скорости горения топлива от давления, а также повышенную химическую стойкость топлива. 1 табл.

Баллиститное твердое ракетное топливо, содержащее модификатор горения, отличающееся тем, что модификатор горения состоит из свинцово-медного комплекса фталевой кислоты или свинцово-никелевого комплекса фталевой кислоты в качестве катализатора горения, хром (III) - медь (II) - окись или двуокиси титана, или дисилицида титана, или карбоната кальция в качестве стабилизатора горения, технического углерода и 1,2-дибутоксибензола, причем катализатор горения содержится в топливе в количестве 1,5-4,0 мас.%, стабилизатор горения 0,4-3,0 мас.%, технический углерод 0,1-1,0 мас.%, 1,2-дибутоксибензол 0,5-2,0 мас.%.