Brevet FR2000500A1 — publié le 19690905

les exigences envers les charges propulsives solides pour des propulseurs mixtes moteur fusée-statoréacteur sont sévères» En effet, on demande que lors de la combustion,, ^incomplète au cours de la phase fusée, il y ait formation de gaz ayant une teneur élevée 5 en hydrogène ou en hydrocarbures inférieurs saturés facilement combustibles et/ou en composés hydrogénés de l'azote, de façon qu'au cours de la phase statoréacteur on puisse obtenir avec 1*oxygène de l'air des gaz réactifs qui assurent un rendement élevé ainsi qu'un rendement spécifique élevé. En outre, les gaz de combustion 10 doivent avoir une température assez élevée pour qu'un processus de combustion avantageux puisse être maintenu. En outre, au cours de la phase fusée, il ne doit pas y avoir de séparation de carbone, ou de suie ou de résidus encore combustibles. Ces séparations provoquent d'une part au cours de la phase fusée une baisse de la tempé-15 rature de l'écoulement gazeux et d'autre part, elles ne sont pas susceptibles de réagir avec l'air au cours du fonctionnement comme statoréacteur. Une telle charge propulsive solide doit donc fournir lors de sa combustion ou lors de sa décomposition avec l'oxygène de l'air 20 des substances combustibles et de façon prépondérante de l'hydrogène. De telles charges propulsives solides utilisées jusqu'ici, à base de polybutadiènes, de polyesters, de polyamides, de polyurétha-nes, etc... n'ont pas donné satisfaction complète ou présentent des inconvénients, même quand on leur ajoute divers additifs tels 25 que les ferrocènes, etc... Pour éviter les inconvénients précités, on utilise selon l'invention pour obtenir une substance de base pour charges propulsives solides pour les propulseurs mixtes moteur fusée-statoréacteur, des composés pauvres en hydrocarbures et en même temps très riches en 30 hydrogène et contenant une teneur élevée en azote combiné hautement énergétique, sous forme de groupements cyano ou de groupements hy-drazine et/ou d'autres additifs ayant une énergie élevée, avec déficit en oxydants et en particulier en perchlorates. De telles charges propulsives solides fournissent lors de la 35 libération d'énergie en phase fusée, malgré la combustion incomplète par décomposition exothermique de leur partie combustible, un gaz dé poussée ayant un rendement élevé et possédant les propriétés désirées précitées et qui au cours du fonctionnement comme statoréacteur çroduit par combustion complète avec l'oxygène de l'air, 40 une poussée maximale. Par le déficit en oxydant en particulier en 69 00969 2000500 NH^ClO^ au cours de la phase fusée et par la teneur extrêmement élevée en hydrogène dans la charge propulsive, il est possible de produire pour le fonctionnement comme statoréacteur un mélange gazeux facilement combustible et qui réagit avec l'oxygène de l'air, 5 sous forme d'un mélange azote - hydrogène contenant éventuellement de l'ammoniac et/ou des hydrocarbures, ce mélange se trouvant à l'intérieur des limites d'allumage au cours du fonctionnement comme statoréacteur. Les charges propulsives solides selon l'invention, se cârac-10 térisent par une teneur en : 4-aminodihydrazino-l,2,4-triazol 4-aminodihydrazino-l,2,4-hydrocarbonate 4-aminodihydrazino-l,2,4-carbonate 4-aminodihydrazino-l,2,4-thiocyanate 15 4-aminodihydrazino-l,2,4-cyanure Triaminoguanidine Triamin oguanidinohydrocarbonate Triaminoguanidinocarbonate ïriaminoguanidinohydr o suif o cyanure 20 Tr iam inogaanidino suif o cyanure Ir iaminoguanidino cyanure Une addition de dihydrazinodicyanodiimine 0^ Hg Ng permet d'augmenter de façon correspondante la température de combustion dans la phase fusée. On peut utiliser comme autres additifs des mé-25 taux pulvérisés tels que Be, Mg, Al, Bf Zr, etc..., des hydrures de li, N'a, Be, K, etc..., des alanates et des boranates de li, Ha, E, Be, etc..., des alkyles Al, Mg, Zn, etc..., les métaux li, ITa, K, etc... sous forme colloïdale, des ferrocènes, des nickelocènes ou des cobaltocènes etc... et en outre des plastifiants, des cataly-30 seurs et/ou des produits tensioactifs. A titre d'exemples non limitatifs pour les charges propulsives solides, on peut citer les suivants dans lesquels les parties s'entendent en poids : 1°) 72 parties environ de sulfocyanure de 4-aminodihydrazino-l,2, 35 4-triazol, 20 parties environ de poudre de magnésium, 8 parties environ de liant, 650 parties environ de HH^OlO^, 1-5 parties d'additifs divers, 69 00969 J 2000500 2°) 67,5 parties environ de cyanure de 4-aminodihydrazino-1,2,4-triazol, 25,0 parties environ de HaAlH^, 7,5 parties environ de liant, 5 600 parties environ de HÏÏ^CIO^, 1-5 parties environ d'additifs divers. 3°) 62 parties environ de cyanure de 4-aminodihydrazino-l,2,4-triazol, 20 parties environ de poudre de magnésixmi, 10 8 parties environ de liant, 600 parties environ de HH^OIO^, 1-5 parties environ d'additifs divers. 4°) 75 parties environ de cyanure de triaminoguanidine, 20 parties environ de dihydrazinodicyanodiimine, 15 15 parties environ de liant, 650 parties de HH^ClO^ 1-5 parties environ d'additifs divers 5°) 75 parties environ de-cyanure de triaminoguanidine, 25 parties environ de ÏTaAlH^, 20 8 parties environ de liant, 650 parties environ de ES^ClO^, 1-5 parties environ d'additifs divers. Pour préparer la charge propulsive solide, on incorpore dans le prépolymère ou dans le liant, d'abord les combustibles précités, 25 on homogénéise les deux composés puis on y incorpore l'oxydant, c'est-à-dire le perchlorate d'ammonium (ITH^CIO^). Après un nouveau mélange, on ajoute les additifs sous protection d'azote et on homogénéise. On effectue le durcissement par stockage ou par une faible élévation de température avec ou sans addition d'un durcisseur. 30 On entend par "additifs divers" des plastifiants, des cataly seurs et des durcisseurs connus. A la place de perchlorate d'ammonium on peut également utiliser le perchlorate de potassium, à la place de dihydrazinodicyano-diamine on peut également utiliser un métal finement pulvérisé tel 35 que Mg, Al, etc.. 69 00969 2000500 - KETŒMIOAIIOHS - 1.- Charge propulsive solide pour des propulseurs mixtes moteur fusée-statoréacteur, caractérisée par le fait qu'elle contient par rapport à la teneur en carboneP une teneur extrêmement élevée en hydrogène et une teneur élevée en azote combiné hautement énergétique, sous forme de groupements cyanc ou de groupements hydrazine et/ou d'autres additifs hautement énergétiques avec un déficit en oxydant et' en particulier en perchlorate. 2.- Charge propulsive solide suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle contient : 72 parties environ de suifocyanure de 4-aminodihydrazino- 1,2,4-triazol, 20 parties environ de poudre de magnésium, 8 parties environ de liant, 650 parties environ de 010^ et éventuellement, 1-5 parties d'additifs divers. 3*— Charge propulsive solide suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle contient : 67,5 parties environ de cyanure de 4-aminodihydrazino- 1,2,4-triazol, 25 parties environ de UaAlH^, 7,5 parties environ de liant, 600 parties environ de HH^CIO^ et éventuellement, 1-5 parties environ d'additifs divers. 4.- Charge propulsive solide suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle contient : 62 parties environ de cyanure de 4-aminodihydrazino-l,2, 4-triazol, 20 parties environ de poudre de magnésium, 8 parties environ de liant, 600 parties environ de NH^CIO^, et éventuellement, 1-5 parties environ d'additifs divers. 5.- Charge propulsive solide suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle contient : 75 parties environ de cyanure de triaminoguanidine, 20 parties environ de dihydrazinodicyanodiimine, 15 parties environ de liant, 65O parties environ de HH^ClO^, et éventuellement, 1-5 parti®environ d'additifs divers. 6.» Charge propulsive solide suivant la revendication 1, ca 69 00969 2000500 ractérisée par le fait qu'elle contient : 75 parties environ de cyanure de triaminoguanidine, 25 parties environ de ÎTaAlH^, 8 parties environ de liant, 5 650 parties environ de HH^CIO^, et éventuellement, 1-5 parties environ d'additifs divers» 7.- Charge propulsive^xu^rant la revendication 5 caractérisée par le fait qu'on remplace la dihidrazinodicyaaodiimine par un métal finement pulvérisé tel que le magnésium, l'aluminium, etc... 10 8.- Charge propulsive solide suivant les revendications 1 à 6 caractérisée par le fait qu'à la place de perchlorate d'ammonium (KH^CIO^) on utilise du perchlorate de potassium. 9.- Procédé de préparation de charges propulsives solides suivant les revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on 15 mélange d'abord, à température usuelle, dans le prépolymère liquide ou visqueux d'un liant, les combustibles précités, qu'on les homogénéise et qu'on y incorpore ensuite comme oxydant le perchlorate d'ammonium (KH^ClO^) ou le perchlorate de potassium, qu'on mélange le tout soigneusement et qu'on y ajoute les additifs, sous 20 protection d'azote, qu'on homogénéise ensuite et qu'on effectue enfin le durcissement par stockage ou par une élévation faible de température avec ou sans addition d'un durcisseur.