ТАРА ИЗ БАЗАЛЬТОВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ БОЕПРИПАСОВ

Полезная модель относится к области хранения и транспортировки боеприпасов и может быть использована для создания тары для боеприпасов, таких как артиллерийские снаряды, гранаты, мины, ракеты и т.п.
К таре для боеприпасов в соответствии с «Тактико-техническими требованиями» (утв. 16.02.2010) предъявляются повышенные требования к ударной прочности, термо- и огнестойкости. А именно:
- тара должна обеспечивать сохранность находящихся в ней боеприпасов и безопасное обращение с ними после падения с высоты 2,0 м в любом положении на любое основание (грунт, бетон, рельсы, стальная плита);
- огнестойкость тары и ее комплектующих должна быть не менее 0,25 часа (15 минут), недолжна воспламеняться от открытого огня, не должна способствовать распространению пламени по ее поверхности при длительном (до 20 минут) воздействии локального источника загорания;
- теплоизолирующая способность тары с упакованными боеприпасами должна исключать нагрев боеприпаса до температуры 170° в течение 15 минут интенсивного воздействия огня.
Известно изобретение (патент РФ №2347181, МПК F42B 39/00, МПК F41C 33/06, опубл. 20.02.2009), относящееся к металлической таре для боеприпасов. Недостатками такого вида тары являются: низкая коррозионная стойкость металла, его высокая теплопроводность, что приводит к быстрому нагреву боеприпасов вблизи источника тепла (например, огня).
Известен контейнер для хранения и транспортировки боеприпасов и взрывчатых веществ по патенту РФ на изобретение №2354925, МПК F42B 39/00, опубл. 10.05.2009, в котором армирование ящика выполнено однонаправленным жгутом из стеклоровинга, пропитанного эпоксидным связующим. В этом случае при падении контейнера возможно его разрушение, т.к. армирование эпоксидного связующего осуществлено только по одной оси. Кроме того само эпоксидное связующее, будучи органическим соединением, подвержено горению, что может привести к возгоранию боеприпасов.
Из заявки Китая №1896677, МПК F42B 39/14, опубл. 17.01.2007 известен материал, из которого выполнена тара для боеприпасов, а именно: рубленое углеволокно, пропитанное смолой. Общеизвестно, что углеволокно имеет высокую стоимость, ввиду чего его применение для изготовления тары нерационально.
В патенте РФ на полезную модель №63922, МПК F42B 39/26, опубл. 10.06.2007 описан контейнер, изготовленный из длинномерного и рубленого базальтового волокна, пропитанным полиимидным связующим. Однако использование такого связующего нецелесообразно из-за его дороговизны, что неприемлемо в массовом производстве тары.
Известна тара для боеприпасов по патенту РФ №2198832, F42B 39/26, опубл. 20.02.2003, выполненная из композиционного базальтостекловолокнистого материала и легких металлов и сплавов. Недостатками этого изобретения являются нетехнологичность производства тары ввиду ее сложной формы (призматическая форма направляющих, полусферический профиль, швеллерообразные боковые и торцевые стенки тары, днище и крышка корытообразной формы и т.п.), а также наличия большого количества составных частей, соединенных между собой крепежными элементами (болтами), что приводит к низкой надежности конструкции.
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого технического решения является изобретение по патенту РФ №2285228, F42B 39/00, опубл. 10.10.2006. Стенки, днище и крышки ящика для боеприпасов выполнены из огнестойкого термоизолирующего композиционного материала - базальтопластика. Базальтопластик представляет собой базальтоволокнистый материал, пропитанный термоотверждающим связующим (см. Перепелкин К.Е., «Армирующие волокна и волокнистые полимерные композиты», - СПб.: Научные основы и технологии, 2009, с.254). Однако при использовании обычной органической смолы в качестве связующего, которая обычно применяется для волокнистых материалов (в частности, базальтопластика) не обеспечивается должный уровень термо- и огнестойкости, т.к. органическая смола является горючим материалом (см. Перепелкин К.Е., «Армирующие волокна и волокнистые полимерные композиты», СПб, Научные основы и технологии, 2009, с.339, табл.18.1).
Техническим результатом полезной модели является повышение ударной прочности, термо- и огнестойкости тары для боеприпасов.
Технический результат достигается тем, что тара для боеприпасов из базальтоволокнистого материала, пропитанного органическим связующим, содержит днище, боковые стенки, к одной из которых с помощью шарниров присоединена крышка, снабженная замками, отличается тем, что стенки и днище тары представляют собой цельноформованную конструкцию, а в органическое связующее введена нанодобавка. В качестве нанодобавки может быть использована наноглина, технический углерод или углеродные нанотрубки.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На Фиг.1 показана тара для боеприпасов 1, содержащая днище 2, боковые стенки 3, к одной из которых с помощью шарниров 4 присоединена крышка 5 с замками 6. При этом стенки 3 и днище 2 выполнены за одно целое посредством формования. Днище 2, стенки 3 и крышка 5 выполнены из базальтоволокнистого материала (например, базальтового ровинга, базальтовой ткани и пр.), пропитанного органическим связующим (например, эпоксидным компаундом следующего состава: ЭД-20 с изометилтетрагидрофталевым ангидридом) с последующим отверждением. В органическое связующее диспергируют до полной эксфолиации наноглину, модифицированную солью четвертичного аммония, нанотрубки или технический углерод.
Проведенные испытания показали, что тара для боеприпасов, изготовленная из базальтоволокнистого материала с введенными в нее нанодобавками (наноглина, нанотрубки, технический углерод), обладает повышенными характеристиками по ударной прочности, термо- и огнестойкости (см.таблицу).
Таблица
№№//пп.
Пример
Состав
Свойства
Ударная прочность, м* кг/см
Кислородный индекс, %
Температура стеклования, °С
Прототип
80% - базальтоволокнистый материал, 19,4% -органическое связующее
89
20
100
Пример 1
80% - базальтоволокнистый материал, 19,4% -органическое связующее, 0,6% - наноглина
120
48
140
Пример 2
80% - базальтоволокнистый материал, 19,4% - органическое связующее, 0,3% - нанотрубки
111
45
135
Пример 3
80% - базальтоволокнистый материал, 19,4% - органическое связующее, 10% - технический углерод
100
31
110
В таблице приводится сравнение характеристик базальтоволокнистого материала по прототипу с базальтоволокнистым материалом с нанодобавками. Испытания подтвердили увеличение ударной прочности на 23-34% по отношению к прототипу. Поскольку огнестойкость материала характеризуется показателем кислородного индекса, проведено сравнение прототипа с полученным в соответствии с заявляемой полезной моделью модифицированным бальтоволокнистым материалом по этому показателю. Он улучшился на 55-140%. Как известно, термостойкость материала характеризуется температурой стеклования, которая по сравнению с прототипом увеличилась на 10-40% в зависимости от вида нанодобавки.
Выполнение стенок и днища тары цельноформованными(например, методом инфузии, либо методом прямого прессования) обеспечивает повышенную прочность тары и технологичность его производства.
Таким образом, тара для боеприпасов, изготовленная в соответствии с настоящей полезной моделью, обладает повышенными характеристиками по ударной прочности, термо- и огнестойкости и полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к ней Министерством обороны.