CZ29196U1 - Dvousložková prachová masa na bázi nitrocelulózy a kapalného nitroesteru a homogenní tuhé pohonné hmoty pro raketové systémy - Google Patents
Dvousložková prachová masa na bázi nitrocelulózy a kapalného nitroesteru a homogenní tuhé pohonné hmoty pro raketové systémy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ29196U1 CZ29196U1 CZ2015-30850U CZ201530850U CZ29196U1 CZ 29196 U1 CZ29196 U1 CZ 29196U1 CZ 201530850 U CZ201530850 U CZ 201530850U CZ 29196 U1 CZ29196 U1 CZ 29196U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- tph
- combustion
- nitrocellulose
- pressure
- component
- Prior art date
Links
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 title claims description 18
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 title claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims description 7
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 38
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 12
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 claims description 2
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 claims description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims 1
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 15
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N Nitroglycerin Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(O[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000006 Nitroglycerin Substances 0.000 description 9
- 229960003711 glyceryl trinitrate Drugs 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- DYSXLQBUUOPLBB-UHFFFAOYSA-N 2,3-dinitrotoluene Chemical compound CC1=CC=CC([N+]([O-])=O)=C1[N+]([O-])=O DYSXLQBUUOPLBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 150000002611 lead compounds Chemical class 0.000 description 5
- -1 organometallic lead compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 4
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PZIMIYVOZBTARW-UHFFFAOYSA-N centralite Chemical compound C=1C=CC=CC=1N(CC)C(=O)N(CC)C1=CC=CC=C1 PZIMIYVOZBTARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 4
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 3
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 3
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 3
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 3
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- SQSPRWMERUQXNE-UHFFFAOYSA-N Guanylurea Chemical class NC(=N)NC(N)=O SQSPRWMERUQXNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 2
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 2
- SLFZRRSWCYHUGB-UHFFFAOYSA-N [N+](=O)([O-])[O-].C(N)(=N)OC(C)NC(O)=N.[Cu+2].[N+](=O)([O-])[O-] Chemical compound [N+](=O)([O-])[O-].C(N)(=N)OC(C)NC(O)=N.[Cu+2].[N+](=O)([O-])[O-] SLFZRRSWCYHUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004283 biguanides Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- PUHAKHQMSBQAKT-UHFFFAOYSA-L copper;butanoate Chemical compound [Cu+2].CCCC([O-])=O.CCCC([O-])=O PUHAKHQMSBQAKT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 125000004648 C2-C8 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004649 C2-C8 alkynyl group Chemical group 0.000 description 1
- NHEURYDTBLNWOY-UHFFFAOYSA-N CNC(=N)NC(=N)N.CNC(=N)NC(=N)N.[N+](=O)([O-])[O-].[Cu+2].[N+](=O)([O-])[O-] Chemical compound CNC(=N)NC(=N)N.CNC(=N)NC(=N)N.[N+](=O)([O-])[O-].[Cu+2].[N+](=O)([O-])[O-] NHEURYDTBLNWOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZJCCWDCQBGAOFF-UHFFFAOYSA-N [N+](=O)([O-])[O-].C(N)(=N)ON(C(O)=N)C.C(N)(=N)ON(C(O)=N)C.[Cu+2].[N+](=O)([O-])[O-] Chemical compound [N+](=O)([O-])[O-].C(N)(=N)ON(C(O)=N)C.C(N)(=N)ON(C(O)=N)C.[Cu+2].[N+](=O)([O-])[O-] ZJCCWDCQBGAOFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IGTMEODZBHBHSS-UHFFFAOYSA-N [N+](=O)([O-])[O-].CNC(=N)NC(=N)N.[Cu+2].[N+](=O)([O-])[O-] Chemical compound [N+](=O)([O-])[O-].CNC(=N)NC(=N)N.[Cu+2].[N+](=O)([O-])[O-] IGTMEODZBHBHSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DUSPCDGTTBVEOC-UHFFFAOYSA-N [N+](=O)([O-])[O-].[Cu+2].C(N)(=N)OC(C)NC(O)=N.[Cu+2].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-] Chemical compound [N+](=O)([O-])[O-].[Cu+2].C(N)(=N)OC(C)NC(O)=N.[Cu+2].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-] DUSPCDGTTBVEOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- QWDJLDTYWNBUKE-UHFFFAOYSA-L magnesium bicarbonate Chemical compound [Mg+2].OC([O-])=O.OC([O-])=O QWDJLDTYWNBUKE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003873 salicylate salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000003606 tin compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- GBXQPDCOMJJCMJ-UHFFFAOYSA-M trimethyl-[6-(trimethylazaniumyl)hexyl]azanium;bromide Chemical compound [Br-].C[N+](C)(C)CCCCCC[N+](C)(C)C GBXQPDCOMJJCMJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
Description
Dvousložková prachová masa na bázi nitrocelulózy a kapalného nitroesteru a homogenní tuhé pohonné hmoty pro raketové systémy
Oblast techniky
Technické řešení se týká dvousložkové prachové masy na bázi nitrocelulózy a kapalného nitroesteru a homogenních tuhých pohonných hmot pro raketové systémy s řízeným režimem hoření používaných především jako hnací náplně raket a leteckých záchranných systémů nebo jako generátory tlaku v pyrotechnických prostředcích pro civilní a vojenské využití.
Dosavadní stav techniky
Homogenní (neboli dvousložkové či koloidní) tuhé pohonné hmoty (TPH) patří v dnešní době ke stále velmi rozšířenému typu hnacích náplní používaných hlavně pro zařízení s raketovými motory v civilním i vojenském sektoru.
Ve vojenské technice se využívají homogenní TPH zejména pro pohon řady typů pozemních a leteckých raket menších ráží, jako startové a letové stupně protitankových řízených raket nebo jsou součástí velkorážové munice jako tzv. generátory dnového výtoku (base bleed) pro zvýšení dostřelu zbraní.
Civilní využití homogenních TPH spočívá v oblasti kosmického programu, kde se pro svoji vysokou spolehlivost používají v celé řadě pyrotechnických prostředků (generátory tlaku) pro ovládání mechanických částí raket (servořízení nebo čerpadla na kapalnou pohonnou hmotu) anebo jsou využívány jako stabilizátory orbitálních zařízení na oběžné «hráze.
Významným odvětvím, kde homogenní TPH nalézají své uplatnění, jsou letecké záchranné systémy (LZS). Jedná se o malé raketové motory, které slouží k bezpečné katapultáži posádky letounu v případě havárie.
Homogenní TPH jsou v podstatě dvousložkové bezdýmné prachy, které jsou modifikovány pro použití v raketové technice. Rozdíl jev tom, že prach hoří v hlavni zbraně při vysokém tlaku, kdy je hoření velmi rychlé a i bez přídavku speciálních přísad stabilní, zatímco v raketových motorech probíhá hoření při relativně nízkých tlacích mnohem pomaleji a je nutné ho různými modifikátory nebo jejich kombinacemi stabilizovat. Hlavními složkami jsou nitrát celulózy a kapalné nitroestery, které spolu tvoří základní masu. Jako další suroviny jsou do této masy zapracovávány chemické stabilizátory, pomocné želatinátory a další látky ovlivňující energetický obsah či zpracovatelnost, přičemž vznikne dvousložková prachová masa. Při výrobě TPH jsou navíc do této dvousložkové prachové masy dávkovány modifikátory hoření. Z takto připravené dvousložkové masy s modifikátorem se různými technologickými postupy vytváří prachové elementy o různém tvaru a velikosti.
Nej důležitějšími parametry raketového motoru (RM) je výše tlaku v motoru a velikost tahu. Tlak v motoru má vliv na účinnost přeměny tepelné energie TPH na kinetickou energii rakety a ovlivňuje rychlost a stabilitu hoření TPH. Nej důležitějšími balistickými parametry z pohledu zkoušení (kvalifikace) TPH je vzájemný vztah mezi rovnovážným tlakem v komoře, rychlostí hoření TPH (tj. rychlost odhořívání prachového zrna, udává se v nun/s) a kritickým průřezem trysky či zahrazením (tj. poměr odhořívané plochy TPH ke kritickému průřezu trysky).
Rychlost hoření je závislá zejména na chemickém složení TPH, pracovním tlaku plynů ve spalovací komoře, počáteční teplotě TPH (s rostoucí teplotou rychlost hoření TPH roste). Při hoření v raketovém motoru je rychlost hoření závislá na rychlosti plynového proudu kolem hořícího povrchu TPH.
Pro běžně používané homogenní TPH lze vyjádřit závislost rychlosti hoření na tlaku exponenciální rovnicí hoření (tzv. Vieillův vzorec) u(p) = uipn kde je «/ konstanta - jednotková rychlost hoření
-1 CZ 29196 U1 n je exponent zákona hoření (tlakový exponent) p je tlak plynu, při kterém TPH hoří.
Exponent n se pohybuje v rozmezí <0,1 > . V případě, že n = 0 hovoří se o „rovině“ nebo tzv. „plato“ hoření. Případům, kdy n < 0, se říká „mesa“ hoření. Čím je n nižší, tím je výhodnější teplotní koeficient tlaku a doby hoření motoru. Tlakový exponent „n“ lze ovlivnit pomocí přísad, tzv. modifikátorů hoření. Zapracováním malých množství (typicky 1 až 3 %) určitých látek do masy dochází k významnému ovlivnění průběhu hoření, hlavně pak k modifikaci závislosti rychlost hoření na tlaku.
Pro použití homogenních dvousložkových TPH je výhodná závislost rychlosti hoření na tlaku s „plato“ efektem, kdy v určitém rozmezí tlaku nezávisí rychlost hoření na tlaku. Na rozdíl od hlavňových zbraní je u raket obvykle požadavek na relativně nízké pracovní tlaky (obvykle od 6 do 15 MPa). Je tedy třeba, aby v tomto rozmezí tlaku bylo hoření TPH stabilní s pokud možno konstantní rychlostí. Rychlost hoření běžných TPH se v tomto intervalu tlaků pohybuje v rozmezí 5 až 30 min/s. Speciální typy náplní dosahují rychlostí hoření i nižších. Typ hoření s „plato“ nebo ještě lépe „mesa“ efektem lze dosáhnout pomocí modifikátorů. Obecně se jedná o látky, které ovlivňují rychlost hoření homogenní TPH tím, že ovlivňují kinetiku některých reakcí, probíhajících při hoření. Z tohoto důvodu se také často nazývají jako katalyzátory. Z hlediska chemického složení jsou nejúčinnější sloučeniny olova. Používají se jak sloučeniny anorganické (PbO, PbCO3, Pb3O4) tak organické (salicyláty, resorcináty i organokovové sloučeniny olova). Sloučeniny olova se označují jako primární katalyzátory. Vedle toho existují přísady, které sami o sobě výrazný katalytický účinek nemají, ale společně se sloučeninami olova působí synergicky a křivku hoření modifikují výrazně. Těmto přísadám se říká sekundární katalyzátory, a patří mezi ně hlavně sloučeniny mědi a cínu (CuO, organické a anorganické soli).
Důležitou roli při působení katalyzátorů hoření hrají saze, které obecně zvyšují účinnost působení katalyzátorů na bázi olova a zvyšují jednak rychlost hoření a jednak způsobují rozšířením tlakových mezí plató zóny. Působení katalyzátorů hoření je omezeno tlakem. Účinek zmíněných katalyzátorů hoření při tlacích nad 20 MPa mizí a rychlost hoření je při těchto tlacích závislá pouze na tlaku a závisí na energetickém obsahu TPH. Kromě solí olova a mědi se pro ovlivnění charakteru hoření homogenních TPH používají další látky. Poměrně často se používá CaCO3, přidávaný jako stabilizátor hoření, který snižuje citlivost TPH k tzv. oscilačnímu hoření, ale dále také modifikuje křivku hoření TPH, podobně jako saze. U některých typů homogenních TPH je používán jako chemický stabilizátor MgO, který zároveň příznivě ovlivňuje stabilitu hoření obdobně jako CaCO3.
Velmi podstatnou nevýhodou uvedených řešení je nutnost použití sloučenin olova, které je pro živé organismy toxické a připravovanými legislativními kroky bude jeho použití zakázáno.
Cílem technického řešení je odstranit nevýhody dosavadního stavu techniky.
Podstata technického řešení
Cíle technického řešení je dosaženo dvousložkovou prachovou masou na bázi nitrocelulózy a kapalného nitroesteru a z ní mechanickými postupy vyrobenými homogenními tuhými hmotami pro raketové systémy, jejichž podstata spočívá v tom, že sloučeniny olova jsou nahrazeny modifikátorem hoření, který je tvořen komplexní sloučeninou mědi obecného vzorce I nebo směsí sloučenin obecného vzorce I
Cu[(NH2(C=NH)NH(C=NH)-Y]2(NO3)2 (I) kde Y = OR, NHR nebo NR]R2 a R, Ri a R2 jsou vybrány ze skupiny zahrnující Ci až Ci0 alkyl. C4 až C8 cykloalkyl, C2 až C8 alkenyl, C2 až C8 alkynyl, C6 až Ci0 aryl, (Ci až C4)alkyl(C6 až Ci0)aryl a kde jsou ligandy odvozené od derivátu 1-amidinoisomočoviny nebo od biguanidového derivátu a jejich případné isomemí formy.
-2CZ 29196 Ul
Uvedené modifikátory je možné zapracovat s výhodou v množství 0,laž 5,0 % do základní prachové masy z nitrocelulózy a kapalných nitroesterů při její přípravě mícháním spolu s dalšími přísadami (chemické stabilizátory, pomocné želatinátory a další látky ovlivňující energetický obsah či zpracovatelnost) nebo jsou zapracovávány dodatečně v průběhu zpracování masy na TPH šnekováním nebo válcováním přímo do základní masy. Z hlediska finálních vlastností TPH je důležitá rovnoměrná distribuce modifikátoru v celém objemu vylisovaných elementů TPH.
Podstatnou výhodou dvousložkové prachové masy a homogenních tuhých pohonných hmot pro raketové systémy podle tohoto technického řešení je nepřítomnost toxikologicky závadných látek a dále možnost rovnoměrného dávkování modifikátoru během celého technologického procesu až do fáze konečného tvarování elementů TPH.
Ze skupiny komplexů odvozených od derivátu 1-amidinoisomočoviny obecného vzorce Π
NH OR
NH ŇH (Π) byl s výhodou používán dusičnan bis(l-amidino-O-methylisomočovina)měd’natý. Ze skupiny komplexů odvozených od biguanidového derivátu obecného vzorce ΠΙ (lil) byl s výhodou používán dusičnan bis(l-methylbiguanid)měd’natý.
Objasnění výkresu
Technické řešení je doloženo pomocí obrázku 1, který znázorňuje závislost rychlosti hoření na tlaku pro jednotlivé příklady provedení včetně srovnání s TPH bez modifikátoru hoření a s TPH obsahující jako modifikátor hoření PbO.
TPH podle příkladu 1 )< TPH podle příkladu 2
M TPH podle příkladu 3 )K,·. TPH podle příkladu 4
-♦—TPH s PbO
I 'Základní dvousložková masa bez modifikátoru
Příklady uskutečnění technického řešení
Technické řešení bude popsáno na příkladech provedení několika mas, respektive TPH různého složení, jejichž společným rysem je použití základních surovin - nitrátu celulózy (nitrocelulózy) a glyceroltrinitrátu (nitroglycerinu). Technologie zpracování spočívá v želatinaci nitrocelulózy kapalným nitroesterem, válcováním a následným vytlačováním na lisu do požadovaného tvaru. Kromě nitrocelulózy a nitroglycerinu obsahují tyto TPH stabilizátor, plastifikátory a pomocná želatinační činidla a také modifikátory hoření. U všech popsaných příkladů byly výsledné elementy TPH lisovány do shodného tvaru trubky požadované délky a průměru, které jsou po finálním pokrácení na požadovanou délku vhodné na testování ve zkušebním zařízení. Výsledkem měření je grafická závislost rychlosti hoření při odpovídajících tlacích, z nichž je patrné ovlivnění závislosti rychlosti hoření na tlaku. Křivky průběhu hoření byly vyšetřovány v oblasti tlaků do
-3CZ 29196 U1
MPa, protože v této oblasti se pohybuje i reálné využití TPH jako paliva pro raketové motory a letecké záchranné systémy.
V následujícím textu budou uvedeny konkrétní příklady provedení podle technického řešení, ze kterých je patrná variabilita použití navržených modifikátorů hoření a jejich způsobu zapracování do masy.
Příklad 1
Prachová masa podle složení uvedeného v tabulce č. 1 byla připravena míšením heterogenní suspenze (nitrocelulóza, nitroglycerin, centralit I, dinitrotoluen, uhličitan vápenatý, stearan zinečnatý a trafoolej) ve vodě. Jako modifikátor hoření byl použit dusičnan bis(l-amidino-O-methylisomočovina)měd’natý, který byl zapracován do masy během míchání. Po vymíchání byla suspenze odfiltrována. Připravený materiál byl dále odvodňován a homogenizován na vytápěných válcích a následně lisován při zvýšené teplotě do tvaru trubkového elementu TPH, které byly po přesném nakrácení na požadovanou délku připraveny pro balistické testování. Získané výsledky ve formě závislosti rychlosti hoření na tlaku jsou znázorněny na obrázku 1.
Tabulka 1 Složení masy s modifikátorem hoření dusičnan bis( 1 -amidino-O-methylisomočovina)měd’natým
| Složeni položelatiny NG 8,6 | hmotnostní % složek |
| Nitrocelulóza | 58,8% |
| Nitroglycerin | 27,2 |
| Dinitrotoluen | 8,45 |
| Centralit 1 | 2,9 |
| Transformátorový olej | 0,7 |
| Dusičnan bis(1-amidino-O-methylisoniočovina)rněďnatý | 1.9 |
| Uhličitan vápenatý | 2,0 |
| Stearan zinečnatý | 0,05 |
Příklad 2
Prachová masa podle složení uvedeného v tabulce č. 2 byla připravena míšením heterogenní suspenze (nitrocelulóza, nitroglycerin, centralit I, dinitrotoluen, stearan zinečnatý, trafoolej) ve vodě za mírně zvýšené teploty. Připravený materiál byl odvodněn přes komůrkový filtr na obsah vody mezi 25 až 30 %. Takto připravená prachová masa byla následně míchána v malaxeru, přičemž do ní byl nadávkován jako modifikátor hoření dusičnan bis(l-methylbiguanid)měd’natý spolu s uhličitanem vápenatým. Připravený materiál byl dále odvodňován a homogenizován na vytápěných válcích a následně lisován při zvýšené teplotě do tvaru trubkového elementu TPH, které byly po přesném nakrácení na požadovanou délku připraveny pro balistické testování. Získané výsledky ve formě závislosti rychlosti hoření na tlaku jsou znázorněny na obrázku 1.
Tabulka 2 Složení masy s modifikátorem hoření dusičnan bis( 1 -methylbiguanid)měd’natým
| Složeni položelatiny NG 8,6 | hmotnostní % složek |
| Nitrocelulóza | 56,8% |
| Nitroglycerin | 27,2 |
| Dinitrotoluen | 8,45 |
-4CZ 29196 U1
| Centralit 1 | 2,9 |
| Transformátorový olej | 0,7 |
| Dusičnan bis(1-methylbiguanicl)métfnatý | 1,9 |
| Uhličitan vápenatý | 2,0 |
| Stearan zinečnatý | 0,05 |
Příklad 3
Prachová masa podle složení uvedeného v tabulce č. 2 byla připravena míšením heterogenní suspenze (nitroceluloza, nitroglycerin, centralit I, dinitrotoluen, stearan zinečnatý, trafoolej) ve vodě za mírně zvýšené teploty. Připravený materiál byl odvodněn na obsah vody mezi 25 až 30 %. Takto připravená prachová masa byla dále odvodněna na šnekovém lise na obsah vody cca 10 až 12 % a pořezána na matrici lisu na tablety 5x5 mm. Vzniklé tablety byly zhomogenizovány v grafitačním bubnu, přičemž byl během míchání na jejich povrch rovnoměrné nanesen vybraný modifikátor hoření dusičnan bis(l-amidino-O-ethylisomočovina)měd’natý. Připravený ío materiál byl dále odvodňován a homogenizován na vytápěných válcích a následně lisován pri zvýšené teplotě do tvaru trubkového elementu TPH, které byly po přesném nakrácení na požadovanou délku připraveny pro balistické testování. Získané výsledky ve formě závislosti rychlosti hoření na tlaku jsou znázorněny na obrázku 1.
Tabulka 3: Složení masy s modifikátorem hoření dusičnan bis( 1 -amidino-2-isobutylisomočovina)měd’natý
| Složeni potoželatiny NG 8,6 | hmotnostní % složek |
| Nitroceluloza | 56,8% |
| Nitroglycerin | 27,2 |
| Dinitrotoluen | 8,45 |
| Centralit I | 2,9 |
| Transformátorový olej | 0,7 |
| Dusičnan bis( 1 -amidino-0-isobutylisomočovina)mé<fnatý | 1.9 |
| Uhličitan vápenatý | 2,0 |
| Stearan zinečnatý | 0,05 |
Příklad 4
Prachová masa podle složení uvedeného v tabulce č. 4 byla připravena míšením heterogenní suspenze (nitrocelulóza, nitroglycerin, centralit I, dinitrotoluen, uhličitan vápenatý, stearan zineě20 natý a trafoolej) ve vodě. Jako modifikátor hoření byl použit dusičnan bis(l-amidino-O-ethylisomočovina)měd’natý, který byl zapracován do masy během míchání. Po vymíchání byl připravený materiál odvodněn na obsah vody mezi 25 až 30 %. Takto připravená prachová masa byla dále odvodněna na šnekovém lise na obsah vody cca 10 až 12 % a pořezána na matrici lisu na tablety 5x5 mm. Vzniklé tablety byly zhomogenizovány v grafitačním bubnu. Poté byl materiál dosu25 šen na vláhu 1 až 1,5 % a byl za tepla extrudován na šnekovém lise na trubkové elementy TPH, které byly po přesném nakrácení na požadovanou délku připraveny pro balistické testování. Získané výsledky ve formě závislosti rychlosti hoření na tlaku jsou znázorněny na obrázku 1.
-5CZ 29196 U1
Tabulka 4 Složení masy s modifikátorem hoření dusičnan bis( 1 -amidino-O-ethylisomočovina)měd’natý
| Složení položelatiny NG 8,6 | hmotnostní % složek |
| Nitroceluloza | 56,8% |
| Mitroglycerín | 27,2 |
| Dinitrotoluen | 8,45 |
| Centralit 1 | 2,9 |
| Transformátorový olej | 0,7 |
| dusičnan bis(1-amidino-O-ethylisomočovina)métfnatý | 1,9 |
| Uhličitan vápenatý | 2.0 |
| Stearan zinečnatý | 0,05 |
Všechny získané výsledky jsou shrnuty ve formě grafického znázornění závislosti rychlosti hoření na tlaku na obrázku 1, ze kterého je patrný vliv navržených modifikátorů hoření na průběh hoření TPH. Pro srovnání jsou uvedeny grafické závislosti zjištěné stejným způsobem pro základní masu bez modifikátorů hoření a pro TPH s modifikátorem oxidem olovnatým.
Průmyslové využití
Homogenní tuhé pohonné hmoty pro raketové systémy podle technického řešení mají využití především jako hnací náplně raket a leteckých záchranných systémů nebo jako generátory tlaku v pyrotechnických prostředcích pro civilní a vojenské využití.
Claims (3)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Dvousložková prachová masa na bázi nitrocelulózy a kapalného nitroesteru, vyznačující se tím, že obsahuje jako modifikátor hoření komplexní sloučeninu mědi obecného vzorce 1 nebo směs sloučenin obecného vzorce ICu[(NH2(C=NH)NH(O=NH)-Y]2(N03)2 (I) kde substituenty Y ve vzorci (I) jsou vybrány ze skupiny zahrnující OR, NHR nebo NRiR2, u nichž jsou uhlovodíkové zbytky R, Ri a R2 vybrány ze skupiny zahrnující Ci až Ci0 alkyl, C4 až Cg cykloalkyl, C2 až C8 alkenyl, C2 až Cg alkynyl, C6 až Ci0 aryl, (Ci až C4)alkyl(C6 až Ci0) aryl.
- 2. Dvousložková prachová masa podle nároku 1, vyznačující se tím, že modifikátor hoření je obsažen v množství 0,1 až 5,0 % hmotnostních.
- 3. Homogenní tuhé pohonné hmoty pro raketové systémy vyráběné mechanickými postupy z dvousložkové prachové masy podle nároku 1, vyznačující se tím, že modifikátor hoření je obsažen v množství 0,1 až 5,0 % hmotnostních.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-30850U CZ29196U1 (cs) | 2015-03-13 | 2015-03-13 | Dvousložková prachová masa na bázi nitrocelulózy a kapalného nitroesteru a homogenní tuhé pohonné hmoty pro raketové systémy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-30850U CZ29196U1 (cs) | 2015-03-13 | 2015-03-13 | Dvousložková prachová masa na bázi nitrocelulózy a kapalného nitroesteru a homogenní tuhé pohonné hmoty pro raketové systémy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ29196U1 true CZ29196U1 (cs) | 2016-03-01 |
Family
ID=55456351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-30850U CZ29196U1 (cs) | 2015-03-13 | 2015-03-13 | Dvousložková prachová masa na bázi nitrocelulózy a kapalného nitroesteru a homogenní tuhé pohonné hmoty pro raketové systémy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ29196U1 (cs) |
-
2015
- 2015-03-13 CZ CZ2015-30850U patent/CZ29196U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10759719B2 (en) | Propellant charge or grain with printed energetic material layers | |
| BR112014003585B1 (pt) | Composição propelente incluindo fósforo vermelho estabilizado, método para formar o mesmo e um elemento de material bélico incluindo o mesmo | |
| CA2589014C (en) | Propulsion system for the acceleration of projectiles | |
| US10801819B1 (en) | Methods of preparing nitrocellulose based propellants and propellants made therefrom | |
| AU2014328459B2 (en) | Burn rate modifier | |
| JP6363714B2 (ja) | 燃焼率調節剤 | |
| RU2415831C1 (ru) | Взрывчатая композиция многофункционального действия | |
| US3764420A (en) | Suppression of combustion instability by means of pbi fibers | |
| Botelho et al. | Characteristics and manufacture of spherical smokeless powders | |
| CA2899260A1 (en) | Powder for accelerating projectiles for mortar systems | |
| CZ29196U1 (cs) | Dvousložková prachová masa na bázi nitrocelulózy a kapalného nitroesteru a homogenní tuhé pohonné hmoty pro raketové systémy | |
| US9885550B1 (en) | Methods of preparing nitrocelluse based propellants and propellants made therefrom | |
| CZ307025B6 (cs) | Modifikátor hoření do homogenních tuhých pohonných hmot a homogenní tuhé pohonné hmoty pro raketové systémy | |
| TWI772444B (zh) | 彈藥用單基推進粉末的組成物及具備此類組成物的彈藥 | |
| RU2711143C1 (ru) | Высокоэнергетический пироксилиновый порох для метательных зарядов танковой артиллерии | |
| Dejeaifve et al. | Small-calibre gun propellants | |
| RU2284310C1 (ru) | Баллиститный артиллерийский порох (варианты) | |
| EP3044190B1 (en) | Burn rate modifier | |
| RU2260574C1 (ru) | Способ получения двухосновного пороха | |
| JP2006234297A (ja) | 高エネルギー含有可燃性容器 | |
| Pandey et al. | Mathematical modelling of solid propellant grain geometry suitable for multi barrel rocket launcher applications | |
| MISZCZAK et al. | REVIEW OF SOUTH-KOREAN PATENT SOLUTIONS ON MODULAR PROPULSIVE CHARGES FOR 155 mm ARTILLERY MUNITIONS | |
| Miszczak et al. | Przegląd południowokoreańskich rozwiązań patentowych z zakresu modułowych ładunków miotających do 155 mm amunicji artyleryjskiej |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20160301 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20190313 |