БАЛЛИСТИТНОЕ ТВЕРДОЕ РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО
BALLISTIC SOLID ROCKET PROPELLANT

Изобретение относится к области разработки баллиститных твердых ракетных топлив (БТРТ) к различным системам ракетной техники (ПТУРс и др.).
2
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/см. 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, cм<sup>3</sup>/г.ч
0,042
0,06
0,046
0,051
0,036
0,055
Единичный импульс, J<sub>1</sub>, кг·с/кг при Pк/Ра=40/1 кгс/см<sup>2</sup>
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.