ЛЬДООБРАЗУЮЩЕЕ ТВЕРДОЕ ТОПЛИВО НА НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ ОСНОВЕ Российский патент 2016 года по МПК C06D5/06 C06B25/18 A01G15/00 

Изобретение относится к области твердых ракетных топлив, используемых в маршевых двигателях противоградовых ракет с целью активного воздействия на атмосферные облака для борьбы с градом, стимулирования осадков, рассеивания облаков и туманов.

К настоящему времени для маршевых двигателей противоградовых ракет разработаны льдообразующие твердые топлива, выполняющие одновременно функции генератора активных центров кристаллизации переохлажденных облачных капель и источника энергии для движения ракеты. Известен состав льдообразующего твердого топлива по патенту России №2108314, содержащий, масс. %: тринитрат глицерина или его смесь с динитратом диэтиленгликоля - от 27,1 до 36,9%, йодат меди - от 5 до 40%, йодид серебра - от 0,4 до 4,0%, окись железа - от 0,1 до 10,0%, централит - от 0,5 до 3,0%, вазелиновое масло - от 0,5 до 1,2%, стеарат цинка - от 0,01 до 0,1%, углерод технический - от 0,1 до 4,0%, нитроцеллюлоза - остальное, и взятый за прототип патент РФ №2289561, дополнительно содержащий (%): дибутилфталат - от 0,5 до 6,0; полиакриламид - от 0,1 до 1,5 и соли трехвалентных металлов (железа, хрома, алюминия) - от 0,01 до 0,1 сверх 100%.

Недостатком этих составов является невысокая скорость горения при низких давлениях (от 10 до 20 кгс/см²), что не позволяет некоторым противоградовым изделиям обеспечить требуемое время работы заряда при давлении от 10 до 20 кгс/см², являющемся оптимальным для выхода активных центров кристаллизации в продуктах сгорания ракетного двигателя.

Технической задачей изобретения является разработка состава льдообразующего твердого топлива со скоростью горения не менее 7,0 мм/с при давлении 15 кгс/см², пустотным импульсом не менее 200 с при Рк/Ра=40/1, степенным показателем "ν" в законе горения не более 0,5 при низких давлениях и выходом активных центров кристаллизации не менее 10¹³ 1/г при температуре минус 10°С и не менее 10¹² при температуре минус 6°С.

Технический результат достигается тем, что состав, содержащий нитроцеллюлозу, тринитрат глицерина, или динитрат диэтиленгликоля, или их смесь, централит, дибутилфталат, вазелиновое или индустриальное масло, йодид серебра, йодат меди, окись или гидроокись железа, углерод технический, стеарат цинка, полиакриламид, соли трехвалентного металла, например нитрат, хлорид или сульфат железа, хрома или алюминия, дополнительно содержит окись или гидроокись висмута при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Тринитрат глицерина,   динитрат диэтиленгликоля   или их смесь 21,0-30,0 Йодат меди 5,0-24,0 Йодид серебра 1,0-4,0 Окись или гидроокись железа 0,5-5,0 Централит 0,9-3,0 Вазелиновое или индустриальное масло 0,5-1,2 Стеарат цинка 0,01-0,1 Углерод технический 0,5-3,0 Дибутилфталат 0,5-6,0 Полиакриламид 0,1-1,0 Окись или гидроокись висмута 0,5-5,0 Соль (нитрат, хлорид или сульфат)   трехвалентного металла (Fe, Cr, Al) 0,01-0,1 Нитроцеллюлоза остальное

Состав готовят общепринятым для технологии баллиститных порохов способом.

Пример получения заявленного состава

В реактор с мешалкой заливается вода с температурой 20-30°С в количестве, обеспечивающем соотношение состав/вода ≈ 1/7, и последовательно вводятся компоненты - нитроцеллюлоза, расплав стеарата цинка в индустриальном или вазелиновом масле, окись или гидроокись висмута, йодид серебра, йодат меди, окись или гидроокись железа, углерод технический, смесь тринитрата глицерина, динитрата диэтиленгликоля или их смеси с централитом и дибутилфталатом, водный 0,5-1% раствор полиакриламида, раствор соли трехвалентного металла, например железа хлорида. После ввода каждого компонента производится перемешивание в течение не менее 5 мин. После ввода всех компонентов производится перемешивание не менее 1 часа. После перемешивания полученная масса отжимается на центрифуге, отжатая масса протирается через протирочный барабан. Крошка после протирочного барабана вальцуется на вальцах при температуре 80-90°С. Полотно после вальцев режется на "таблетку". "Таблетка" сушится в сушилке при температуре 70-90°С в течение 1-4 ч и далее прессуется на гидро- или шнек-прессе в шнур, из которого режутся изделия требуемой длины.

Рецептуры прототипа, состава, требования к нему и свойства образцов состава приведены в таблице.

Изобретение относится к твердым ракетным топливам, используемым в изделиях для активного воздействия на облака при борьбе с градом и грозами, стимулирования и интенсификации осадков, рассеивания облаков и туманов. Льдообразующее твердое топливо на нитроцеллюлозной основе содержит тринитрат глицерина, или динитрат диэтиленгликоля, или их смесь, йодид серебра, йодат меди, окись или гидроокись железа, централит, вазелиновое или индустриальное масло, стеарат цинка, углерод технический, дибутилфталат, полиакриламид, соль трехвалентного металла (Fe, Cr, Al), окись или гидроокись висмута и нитроцеллюлозу. Разработанный состав имеет скорость горения не менее 7,0 мм/с при давлении 15 кгс/см², пустотный импульс не менее 200 с при Рк/Ра=40/1, степенной показатель ν в законе горения не более 0,5 при низких давлениях и выход активных центров кристаллизации не менее 10¹³ 1/г при температуре минус 10°C и не менее 10¹² при температуре минус 6°C. 1 табл.

Льдообразующее твердое топливо на нитроцеллюлозной основе, включающее нитроцеллюлозу, тринитрат глицерина или динитрат диэтиленгликоля или их смесь, централит, дибутилфталат, вазелиновое или индустриальное масло, йодид серебра, йодат меди, окись или гидроокись железа, углерод технический, стеарат цинка, полиакриламид, соли трехвалентного металла, например железа, хрома или алюминия, отличающееся тем, что оно содержит окись или гидроокись висмута при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тринитрат глицерина, динитрат диэтиленгликоля   или их смесь 21,0-30,0 Йодат меди 5,0-24,0 Йодид серебра 1,0-4,0 Окись или гидроокись железа 0,5-5,0 Централит 0,9-3,0 Вазелиновое или индустриальное масло 0,5-1,2 Стеарат цинка 0,01-0,1 Углерод технический 0,5-3,0 Дибутилфталат 0,5-6,0 Полиакриламид 0,1-1,0 Окись или гидроокись висмута 0,5-5,0 Соль трехвалентного металла Fe, Cr, Al 0,01-0,1 Нитроцеллюлоза остальное