ВЗРЫВЧАТАЯ КОМПОЗИЦИЯ ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ Российский патент 2013 года по МПК C06B25/00 C06B31/42 

Изобретение относится к взрывчатым веществам, предназначенным для снаряжения боеприпасов различного назначения и для применения в горнодобывающей промышленности.

Известна взрывчатая композиция (патент US №3865035 с приоритетом от 11.02.1975 г.), состоящая из 10-20 мас.% полимерного связующего (например, полибутадиена), 10-30 мас.% окислителя перхлоратного типа (перхлората металла или аммония), 5-20 мас.% металлического порошка (алюминия или магния) и 40-50 мас.% высокомощного взрывчатого вещества (гексогена или октогена). Данная композиция отличается повышенной чувствительностью к механическим воздействиям и действию ударной волны с очень высоким уровнем этих характеристик при содержании в композиции высокомощного взрывчатого вещества (ВВ) 45 мас.% и более. Повышенная чувствительность композиции ограничивает возможности ее применения как в горном деле, так и в качестве снаряжения боеприпасов.

Наиболее близкой к сущности предлагаемого изобретения является композиция в соответствии с патентом РФ №2215725 с приоритетом от 23.05.2002 г., включающая в свой состав органическое невзрывчатое горючее в количестве 6-15 мас.%, металлическое горючее 0,1-35 мас.%, бризантное ВВ 0,1-39 мас.%, окислитель перхлоратного типа - остальное.

Указанная композиция в качестве окислителя перхлоратного типа может содержать перхлорат аммония, или перхлорат калия, или их смесь, а также нитрат аммония или нитрат калия.

В качестве органического невзрывчатого горючего в ней используются вещества из группы: графит, древесная мука, парафин или полимер, выбранный из ряда: полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, полиуретан, фторопласт, полибутадиен, полиакриламид или их смесь.

В качестве металлического горючего состав может содержать порошкообразный алюминий, или его сплав с бором, или магний.

В качестве бризантного ВВ композиция может содержать нитросоединение, или ВВ нитроаминного типа, или их смесь, в том числе гексоген, или октоген, или тротил и др.

К недостаткам композиции, выбранной в качестве прототипа, относится снижение параметров ее фугасного и метательного действия при применении в боеприпасах малых калибров и необходимость применения массивных дополнительных детонаторов для инициирования детонационного процесса в ней вследствие низкой реакционной способности используемых в ее составе органических материалов в условиях резкого падения давления за детонационным фронтом вследствие прихода волн разряжения в реакционную смесь на начальных стадиях деформации корпуса малогабаритного боеприпаса. Наличие массивных дополнительных детонаторов в боеприпасе является причиной снижения суммарной энергетики действия боеприпасов, так как применяемые в них индивидуальные ВВ значительно уступают по теплоте взрыва смесевой композиции, выбранной в качестве прототипа.

Целью предлагаемого изобретения является создание взрывчатой композиции, реализующей заложенный в ней энергетический потенциал в боеприпасах различных калибров, в том числе и в малогабаритных, и не нуждающейся для приведения ее в действие в массивных детонаторах, снижающих суммарную энергию взрыва боеприпаса.

Поставленная цель решена тем, что во взрывчатой композиции, состоящей из неорганического окислителя, бризантного взрывчатого вещества, металлического и органического невзрывчатого горючего, в качестве органического невзрывчатого горючего используются вещества из группы: уротропин, или аминотетразол, или индустриальное масло, или дибутилфталат, или фторкаучук, или дивинильный каучук, или смеси перечисленных горючих при следующем содержании компонентов в композиции, мас.%:

Органическое невзрывчатое горючее 1-20 Металлическое горючее 10-40 Бризантное взрывчатое вещество 20-60 Неорганический окислитель 5-35

Дополнительно взрывчатая композиция может содержать в своем составе от 1 до 15 мас.% фторопласта, или графита, или их смеси, исключающие в сочетании с остальными перечисленными компонентами влагопоглощение композицией при применении ее для наполнения негерметичных корпусов боеприпасов.

В качестве бризантного взрывчатого вещества композиция может содержать флегматизированный гексоген, или флегматизированный октоген, или тротил, или диаминодинитроэтилен, или их смеси.

В качестве металлического горючего в композиции применяются алюминий, или магний, или их сплав, или смеси перечисленных металлов.

В качестве неорганического окислителя в состав композиции могут входить вещества из группы: перхлорат аммония, или перхлорат калия, или нитрат аммония, или нитрат гидразина.

Органические материалы, входящие в состав заявленной композиции, обладают повышенной реакционной способностью в сочетании с другими компонентами, включенными в ее состав, что обуславливает выделение значительной части потенциальной химической энергии на ранних стадиях взрыва в пределах детонационного фронта и на этапе расширения продуктов первичной детонации. Повышенная реакционная способность выбранных органических горючих композиций обеспечивает устойчивое распространение детонации и повышенные уровни энерговыделения в корпусах боеприпасов малых габаритов на ранних стадиях взрывчатого превращения и исключает необходимость применения массивных дополнительных детонаторов для приведения в действие композиции и тем самым обеспечивается увеличение суммарной энергии взрыва боеприпасов различных габаритов при использовании в них разработанной смеси вместо композиции, выбранной в качестве прототипа. При применении композиции в качестве снаряжения негерметичных боеприпасов введение в ее состав дополнительно фторопласта, или графита, или их смесей исключает проникновение влаги к компонентам и тем самым обеспечивается стабильность характеристик и свойств композиции при длительном хранении и эксплуатации. В таблице №1 приводятся примеры различных вариантов реализации композиции, а в таблице №2 результаты определения их энергетики в макетах боеприпасов различных габаритов и при различных соотношениях масс композиции и инициирующего заряда.

Данные, представленные в таблице 2, свидетельствуют, что альтернативные варианты разработанной композиции существенно превосходят прототип по параметрам взрыва при их действии в макетах боеприпасов диаметром менее 70 мм, даже при использовании мощных дополнительных детонаторов (массой более 30% от массы композиции) и существенно превосходят композицию прототипа в боеприпасах диаметром 70 мм при массе дополнительного инициирующего заряда менее 30% от массы композиции в макете. Из результатов экспериментов также следует, что у вариантов композиции №17 и №18, выходящих за пределы заданного диапазона соотношений компонентов, наблюдается явно выраженная зависимость энергии взрыва от массы инициирующего заряда и снижение уровня ее максимальных значений.

Таблица 1 Наименование компонентов прототип Содержание компонентов, мас.% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Органическое горючее из группы: древесная мука, парафин, графит, полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, полиуретан, фторопласт, полибутадиен, полиакриламид или их смесь 6-15                                     Органическое горючее из группы:                                       уротропин,                                   22   аминотетразол,   1 20 10 10 10 10 20               1 10   0,5 индустриальное масло,                 10                     дибутилфталат,                   10       1           фторкаучук,                     10       1         дивинильный каучук,                       10               смесь уротропина и фторкаучука                         10             Неорганический окислитель:                                       перхлорат аммония,   35 5 20         20 20 20 20 20         4   нитрат аммония,         20                       20     перхлорат калия, остальное         20                           нитрат гидразина,             20             35 35       38 смесь нитрата гидразина с перхлоратом аммония               5               35       Бризантное взрывчатое вещество:                                       флегматизированный гексоген,   24 60 45         45 45 35 45 45         64 18,5 флегматизированный октоген,         45     60                 45     тротил, 0,1-39         45                   24       диаминодинитроэтилен,             45                         смесь флегматизированного гексогена и тротила                           24 24         Металлическое горючее:                                       алюминий,   40 10 25         25 25 25 25 25         10 43 магний, 0,1-35       25   25             40 40   25     сплав алюминия и магния           25   15               40       Гидрофобные добавки:                                       графит,   5                                 фторопласт,             1                       смесь графита с фторопластом                   15       1        

Таблица 2 Характеристика вариантов композиции прототип Варианты исполнения композиции 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Удельная теплота взрыва (ккал/кг) различных вариантов композиции при массе инициирующего заряда более 30% от массы композиции в макетах боеприпасов диаметром                                       20 мм 1310 1750 1750 1740 1750 1740 1740 1780 1740 1770 1740 1730 1740 1750 1740 1770 1740 1670 1650 40 мм 1420 1770 1770 1770 1780 1780 1750 1800 1790 1780 1770 1750 1760 1760 1770 1790 1770 1700 1690 70 мм 1800 1820 1820 1820 1830 1820 1830 1820 1820 1830 1810 1820 1820 1810 1830 1820 1820 1790 1700 Удельная теплота взрыва (ккал/кг) композиции в зарядах диаметром 70 мм при массе инициирующего заряда, составляющей                                       10% 1200 1780 1760 1770 1780 1770 1760 1790 1760 1780 1750 1740 1750 1760 1740 1780 1770 1590 1540 20% 1350 1800 1780 1790 1820 1810 1820 1810 1780 1790 1780 1760 1770 1770 1780 1800 1800 1670 1620 30% 1790 1820 1810 1820 1830 1810 1830 1820 1810 1800 1820 1810 1820 1810 1820 1820 1810 1720 1700 от массы композиции в заряде                                      

Таким образом, экспериментально подтверждены преимущества разработанной композиции перед составом-прототипом, особенно явно выраженные при действии малогабаритных зарядов вследствие повышенной реакционной способности, используемых в ее составе, органических горючих и выбранного соотношения компонентов.

Изобретение относится к взрывчатым композициям и может быть использовано в боеприпасах различного назначения и в горном деле. Взрывчатая композиция содержит, мас.%: 20-60 бризантного взрывчатого вещества - флегматизированного гексогена или октогена, или тротила, или диаминодинитроэтилена, или их смеси, 5-35 неорганического окислителя - перхлората аммония или перхлората калия, или нитрата аммония, или нитрата гидразина, 10-40 металлического горючего-алюминия или магния, или их сплава, или их смеси и в качестве органического невзрывчатого горючего 1-20 - уротропина, или аминотетразола, или индустриального масла, или дибутитилфталата, или фторкаучука, или дивинильного каучука или различных сочетаний перечисленных горючих. Повышенная реакционная способность невзрывчатых органических горючих на детонационном фронте и на ранних стадиях расширения продуктов детонации обеспечивает повышенную степень реализации химического потенциала композиции в энергию взрыва и исключает необходимость применения массивных дополнительных детонаторов для ее инициирования, что обеспечивает повышенную эффективность действия боеприпасов и зарядов различных габаритов, в том числе и малогабаритных. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Взрывчатая композиция повышенной мощности, включающая неорганический окислитель-перхлорат аммония или перхлорат калия, или нитрат аммония, или нитрат гидразина, бризантное взрывчатое вещество - флегматизированные гексоген или октоген, или тротил, или диаминодинитроэтилен или их смеси, металлическое горючее - алюминий или магний, или их сплав или их смеси, отличающаяся тем, что в качестве органического невзрывчатого горючего она содержит уротропин, или аминотетразол, или индустриальное масло, или дибутилфталат или фторкаучук, или дивинильный каучук, или различные сочетания перечисленных горючих при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Органическое невзрывчатое горючее 1-20 Металлическое горючее 10-40 Бризантное взрывчатое вещество 20-60 Неорганический окислитель 5-35

2. Взрывчатая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она может дополнительно содержать для снижения гигроскопичности фторопласт или графит, или их смеси в количестве от 1 до 15 мас.% (сверх 100%).