Энергонасыщенный взрывчатый материал
ENERGY-SATURATED EXPLOSIVE MATERIAL

Изобретение относится к энергонасыщенным материалам, в том числе взрывчатым материалам смесевого типа, которые могут быть использованы для снаряжения различных боеприпасов, в частности, бризантного действия.
3
3
3
3
В качестве бризантных взрывчатых веществ (БВВ) в настоящее время для снаряжения боеприпасов используется смесевые ВВ на основе двойных смесей тротила и гексогена (ТГ-20, ТГ-40, ТГ-50, ТГ-80 и др.), на основе тротила и ТЭНа, тротила и октогена, тротила и флигматизатора, а так же тройных смесей тротила, гексогена и алюминия, тротила, октогена и коллоксилина и др. Заряды подобных смесевых энергетических материалов изготавливаются как по литьевой технологии так и по технологии прессования смесей порошкообразных компонентов. Названные взрывчатые материалы имеют плотность от примерно 1,6⋅10 кг/м, до примерно 2,0⋅10 кг/м и скорость детонации от 7000 до 9300 м/с.
3
3
3
3
Несмотря на достаточно широкий диапазон плотностей смесевых взрывчатых составов и высокий уровень скоростей детонации в настоящее время проводится синтезирование новых индивидуальных взрывчатых соединений, например класса циклических нитроаминов (CL-20). Последние вещество имеет плотность 2,04⋅10 кг/м и скорость детонации 9360 м/с (при плотности 1,9⋅10 кг/м). Эти вещества так же, как и октоген и гексоген могут служить основой смесевого ВВ с высокими детонационными характеристиками и пониженной чувствительностью к механическим воздействиям.
3
3
2
Наиболее близким к заявляемому является состав, предложенный в работе [1]. Данный состав обладает скоростью детонации 9159 м/с при плотности 1,94⋅10 кг/м, чувствительность к удару в приборчике №2 от 350 до 450 мм (по нижнему пределу), чувствительность к трению на копре К-44-III 2400 кг/см.
К недостаткам данных составов следует отнести следующие. По скорости детонации они не сильно отличаются от ранее известных смесевых составов на основе октогена. По чувствительности к удару так же близок к ранее известным. Они не сильно отличаются от ранее известных и по плотности.
По технологичности изготовления зарядов они так же близки к составам на основе октогена. Более того, они не обладают литьевыми свойствами, тогда как в большинстве своем боеприпасы (авиабомбы, артиллерийские снаряды и др.) изготовляются преимущественно по литьевой технологии. Некоторые составы обладая высокими детонационными свойствами, к сожалению имеет мало доступные компоненты. Этот недостаток решается предлагаемой рецептурой взрывчатого материала при соотношении компонентов мас. %:
графит 20…22,
нитрат лития 80…78.
Для определения теплоты взрыва представим уравнение взрывчатого превращения.
3
2
2
2
3С+2LiNO→2СO+СО+N+LiO
В соответствии с термохимическим законам Гесса теплота взрыва равна сумме теплот образования продуктов взрыва (горения) за вычетом теплоты образования исходного взрывчатого материала. То есть теплоту взрыва можно рассчитать по формуле
где  - сумма теплот образования продуктов взрыва;
- теплота образования смесевого взрывчатого материала.
Теплоты образования веществ, участвующих в реакции взрывчатого превращения представлены в таблице.
взp
3
3
3
Представляя данные таблицы, в формулу для Q получаем расчетное значение теплоты взрыва округленно 9750 кДж/кг (2330 ккал/кг). Для сравнения теплота взрыва октогена равна 1290 ккал/кг (5390 кДж/кг). То есть теплота взрыва заявляемого взрывчатого материала превосходит теплоту взрыва октогена в 1.8 раз. Плотность предлагаемого взрывчатого материала равна 2,4 г/см (2,4⋅10 кг/м), т.е. на 26% выше, чем у октогена. Оценим скорость детонации по формуле
где K - показатель адиабаты, который согласно физике взрыва, для конденсированных веществ изменяется от 2,7 до 3,2. Оценочное значение скорости детонации при К=3 составляет 12500 м/с, что на 35% выше, чем у октогена при плотности монокристалла.
Можно оценить детонационное давление, которое в совокупности с плотностью взрывчатого материала определяет бризантность. Детонационное давление определим по формуле
0
н
9
9
Подставляя в эту формулу значения для ρ, D и среднее значение К, получаем Р=93,75⋅10 Па. Для октогена этот параметр составляет 40,6⋅10 Па, т.е. детонационные давление у предлагаемого взрывчатого материала более чем в 2 раза превышает подобный показатель октогена.
Приведенные расчетные оценки относятся к стехиометрическому соотношению компонентов предлагаемого энергонасыщенного материала. Заданные в предложенной рецептуре пределы содержания компонентов позволяют в определенной степени варьировать составом. При этом основные параметры взрывчатого превращения не будут сильно отличаться от параметров для стехиометрического соотношения.
Технология получения зарядов предлагаемого энергонасыщенного материала - это литьевая технология. Она состоит в следующем.
Порошкообразный графит с размером частиц от нескольких микрометров до десятков микрометров смешивают с порошкообразным нитратом лития такой же дисперсности до равномерности их взаимного распределения при комнатной температуре и помещают смесь в сосуд, например, фарфоровый. Затем сосуд со смесью помещают в муфельную печь и нагревают до температуры плавления нитрата лития (252+5°С). Расплав перемешивают и разливают в формы для зарядов. Разлитый состав охлаждают при комнатной температуры. Текучесть нитрата лития с распределенным в нем графитом позволяет изготавливать заряды различной формы преимущественно бризантного, в том числе обжимного действия типа кумулятивных зарядов.
Литература:
1. RU №2252925 от 2003 г.;
2. Физика взрыва. Под ред. Станюкевича К.П., «Наука», М. 1975, с. 111-144;
3. Краткий справочник химика. Перельман В.И. Изд. «Химическая литература». М: 1963, с. 624.