RU2170721C1 - Method for production of mixed solid fuel charges - Google Patents
Method for production of mixed solid fuel charges Download PDFInfo
- Publication number
- RU2170721C1 RU2170721C1 RU2000101348A RU2000101348A RU2170721C1 RU 2170721 C1 RU2170721 C1 RU 2170721C1 RU 2000101348 A RU2000101348 A RU 2000101348A RU 2000101348 A RU2000101348 A RU 2000101348A RU 2170721 C1 RU2170721 C1 RU 2170721C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- mixture
- preparing
- preparation
- binder
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства ракетной техники, а именно к изготовлению зарядов смесевого твердого топлива (СТТ), которыми могут оснащаться ракетные двигатели, например, систем залпового огня. The invention relates to the field of production of rocket technology, namely to the manufacture of mixed solid fuel (CTT) charges, which can be equipped with rocket engines, for example, multiple launch rocket systems.
Заряд СТТ представляет собой отформованный или залитый в корпус двигателя требуемой формы блок (как правило с внутренним каналом) СТТ, представляющего собой (1, 2) гетерогенную отвержденную смесь: окислителя (60-80%), полимерного связующего (13-25%), металлического горючего (5-20%) и различных добавок (до 5%): каталитических, технологических и др. The CTT charge is a block (usually with an internal channel) molded or poured into the engine block of the required shape, CTT, which is (1, 2) a heterogeneous cured mixture: an oxidizing agent (60-80%), a polymer binder (13-25%), metal fuel (5-20%) and various additives (up to 5%): catalytic, technological, etc.
Известен способ изготовления зарядов СТТ (3, с. 96-98), (4), включающий фазы:
- измельчение окислителя и металлического горючего;
- приготовление горючего-связующего в виде жидко-вязкой системы;
- смешение всех компонентов в смесителе с последующей деаэрацией (вакуумированием) топливной массы;
- подготовку корпусов с нанесением защитно-крепящего (бронирующего) состава, установкой формующей канал оснастки с нанесенным антиадгезионным покрытием;
- формование (отливку) заряда;
- полимеризацию;
- распрессовку (извлечения формующей канал оснастки);
- дефектоскопию.A known method for the manufacture of charges CTT (3, p. 96-98), (4), including phase:
- grinding of oxidizing agent and metallic fuel;
- preparation of a fuel binder in the form of a liquid-viscous system;
- mixing of all components in the mixer with subsequent deaeration (evacuation) of the fuel mass;
- the preparation of the buildings with the application of a protective-fixing (armor) composition, the installation of a channel forming tool with applied anti-adhesive coating;
- molding (casting) of the charge;
- polymerization;
- extrusion (extraction of the forming channel snap);
- flaw detection.
Недостатком этого способа является невозможность достичь равномерного распределения по объему топлива металлического горючего, что может приводить к неоднородности баллистических, физико-механических и других характеристик различных частей заряда. The disadvantage of this method is the inability to achieve a uniform distribution of metallic fuel in the fuel volume, which can lead to heterogeneity of ballistic, physical, mechanical and other characteristics of various parts of the charge.
Известны также способ (3, с. 99-100), (5) - прототип, в котором вышеназванный недостаток устранен введением операции предварительного смешения металлического горючего (как правило, алюминия) с полимерным связующим. Данный способ включает следующие фазы:
- подготовку окислителя, включающую операции сушки, измельчения, фракционирования, смешения в определенном соотношении различных фракций;
- приготовление смеси компонентов связующего с металлическим горючим - алюминием и добавками;
- приготовление смеси компонентов отвердителя;
- подготовку корпусов двигателей, включающую нанесение на его внутренние стенки защитно-крепящего состава и установку формующей канал оснастки;
- приготовление топливной массы, включающую операции дозирования, смешения в смесителе подготовленных компонентов, вакуумирования;
- формование заряда (заливку топливной массы в корпус двигателя);
- полимеризацию;
- распрессовку (извлечение технологической оснастки для формования каналов и заряда);
- дефектоскопию.Also known is a method (3, p. 99-100), (5) a prototype in which the aforementioned drawback is eliminated by introducing the operation of preliminary mixing of metallic fuel (usually aluminum) with a polymer binder. This method includes the following phases:
- preparation of an oxidizing agent, including the operations of drying, grinding, fractionation, mixing in a certain ratio of various fractions;
- preparation of a mixture of binder components with metal fuel - aluminum and additives;
- preparation of a mixture of hardener components;
- preparation of engine housings, including the application of a protective and fixing composition to its internal walls and the installation of a snap-forming channel;
- preparation of the fuel mass, including dosing, mixing in the mixer prepared components, evacuation;
- charge shaping (pouring fuel mass into the engine housing);
- polymerization;
- pressing out (extraction of technological equipment for forming channels and charge);
- flaw detection.
Недостатком данного способа изготовления является недостаточно высокий уровень скорости горения топлива заряда. The disadvantage of this manufacturing method is the insufficiently high level of the rate of combustion of the fuel charge.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления заряда СТТ, обеспечивающего более высокий уровень скорости горения топлива заряда, а также стабильность ее величины. The objective of the present invention is to develop a method of manufacturing a charge CTT, providing a higher level of combustion rate of fuel charge, as well as the stability of its value.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе изготовления зарядов СТТ, содержащего окислитель, полимерное связующее, металлическое горючее и добавки, включающем фазы подготовки окислителя, приготовления смеси связующего с металлическим горючим - алюминием и другими добавками, приготовления смеси компонентов отвердителя, подготовки корпусов двигателей, приготовления топливной массы, формования, полимеризации, распрессовки и дефектоскопии, - на фазе приготовления смеси связующего с алюминием и другими добавками, или на фазе приготовления смеси компонентов отвердителя, или непосредственно перед приготовлением топливной массы, в топливо вводят катализатор горения - оксид железа или его смесь с оксидами других металлов в количестве 0,005 - 5,0 мас.%, который предварительно диспергируют в среде жидких компонентов связующего до достижения среднего частиц и агломератов 0,5 - 5,0 мкм, причем ввод катализатора осуществляют в виде получаемой суспензии. The problem is solved due to the fact that in the known method of manufacturing CTT charges containing an oxidizing agent, a polymeric binder, metal fuel and additives, including the preparation of the oxidizing agent, preparing a binder mixture with metal fuel - aluminum and other additives, preparing a mixture of hardener components, preparing bodies engines, fuel mass preparation, molding, polymerization, extrusion and flaw detection, during the preparation of a binder mixture with aluminum and other additives, and whether during the preparation phase of the mixture of hardener components, or immediately before the preparation of the fuel mass, a combustion catalyst is introduced into the fuel - iron oxide or its mixture with other metal oxides in an amount of 0.005 - 5.0 wt.%, which is pre-dispersed in the medium of the liquid components of the binder to achieve average particles and agglomerates of 0.5 - 5.0 μm, and the input of the catalyst is carried out in the form of the resulting suspension.
Итак, существенным отличием предлагаемого способа получения зарядов СТТ является то, что на стадиях приготовления состава топлива в состав дополнительно вводится в количестве 0,05 - 5,0 мас.% катализатор горения - оксид железа или его смесь с оксидами других металлов. Катализатор должен быть предварительно продиспергирован до достижения среднего размера частиц (либо их агломератов, так как при такой дисперсности материала могут образовываться устойчивые агломераты, ведущие себя, например, при замере дисперсности как целые частицы) пределов 0,5-5,0 мкм, поскольку при их среднем размере более 5 мкм не достигается достаточный каталитический эффект, а при среднем размере частиц и агломератов менее 0,5 мкм получаемый каталитический эффект не оправдывает приложенных затрат. При диспергировании всухую такие тонкодисперсные материалы при работе с ними (выгрузке, дозировании и т.п.) сильно пылят, причем при этом происходит улет наиболее тонкодисперсной их части, обладающей наибольшим каталитическим эффектом. Кроме того, при хранении они могут адсорбировать другие вещества, например, воду, заметно меняя при этом свои характеристики, в том числе и дисперсность. Поэтому для обеспечения стабильности высокого уровня величины скорости горения топлива заряда предлагаемое диспергирование катализатора производить в жидкой среде, в качестве которой использовать жидкие компоненты связующего этого топлива (каучука, смолы, их пластификаторы). При этом оказывается возможным вводить катализатор в состав топлива в виде той самой суспензии, получаемой в процессе диспергирования, не удаляя дисперсную среду, поскольку она является тоже компонентом топлива. Диспергирование катализатора может производиться на дезинтеграторе, шаровой мельнице или других диспергирующих устройствах, позволяющих производить диспергирование в жидкой среде. So, a significant difference of the proposed method for producing CTT charges is that at the stages of preparing the fuel composition, an additional 0.05 - 5.0 wt.% Combustion catalyst is added to the composition — iron oxide or its mixture with other metal oxides. The catalyst must be pre-dispersed until the average particle size (or agglomerates thereof) is reached, since with such dispersion of the material stable agglomerates can form, behaving, for example, when measuring dispersion as whole particles), the limits are 0.5-5.0 μm, since their average size of more than 5 microns does not achieve a sufficient catalytic effect, and with an average particle size and agglomerates of less than 0.5 microns, the resulting catalytic effect does not justify the costs involved. When dry dispersed, such finely dispersed materials when working with them (unloading, dosing, etc.) are very dusty, and at the same time, the finest dispersed part with the greatest catalytic effect flies away. In addition, during storage, they can adsorb other substances, for example, water, significantly changing their characteristics, including dispersion. Therefore, to ensure the stability of a high level of the rate of combustion of the fuel charge, the proposed dispersion of the catalyst should be performed in a liquid medium, which should be used as the liquid components of the binder of this fuel (rubber, resins, their plasticizers). In this case, it is possible to introduce the catalyst into the fuel composition in the form of the same suspension obtained during the dispersion process without removing the dispersed medium, since it is also a fuel component. The dispersion of the catalyst can be carried out on a disintegrator, ball mill or other dispersing devices that allow dispersion in a liquid medium.
Таким образом предлагаемый способ изготовления заряда СТТ включает следующие фазы:
- подготовку окислителя, включающую операцию сушки, измельчения, фракционирования, смешения в определенном соотношении различных фракций;
- приготовление смеси связующего с металлическим горючим - алюминием и добавками;
- приготовление смеси компонентов отвердителя;
- подготовку корпусов двигателей, включающую нанесение на его внутренние стенки защитно-крепящего состава и установку формующей канал технологической оснастки;
- приготовление топливной массы, включающей операции дозирования, смешения всех компонентов в смесителе, с последующим вакуумированием;
- формование (заливку в корпус двигателя);
- полимеризацию;
- распрессовку (извлечение технологической оснастки для формования каналов и заряда);
- дефектоскопию,
а также включает операцию введения в состав топлива 0,05 - 5,0 мас.% катализатора горения - оксида железа или его смеси с оксидами других металлов в соотношении 9:1 - 1:9, который предварительно диспергируется в среде жидких компонентов связующего до среднего размера частиц и агломератов (СРЧ) 0,5-5 мкм и затем вводится в состав топлива в виде суспензии, получаемой при диспергировании, причем введение катализатора производится на фазах или приготовления смеси связующего с алюминием и добавками, или приготовления смеси компонентов отвердителя (при наличии части жидких компонентов связующего в этой смеси), или непосредственно перед смешением всех компонентов в смесителе.Thus, the proposed method of manufacturing a charge of CTT includes the following phases:
- preparation of the oxidizing agent, including the operation of drying, grinding, fractionation, mixing in a certain ratio of different fractions;
- preparation of a binder mixture with a metal fuel - aluminum and additives;
- preparation of a mixture of hardener components;
- preparation of engine housings, including the application of a protective and fixing composition to its internal walls and the installation of technological equipment for the channel forming
- preparation of the fuel mass, including dosing, mixing all the components in the mixer, followed by evacuation;
- molding (pouring into the engine housing);
- polymerization;
- pressing out (extraction of technological equipment for forming channels and charge);
- flaw detection,
and also includes the operation of introducing into the fuel composition 0.05 - 5.0 wt.% the combustion catalyst - iron oxide or its mixture with other metal oxides in a ratio of 9: 1 - 1: 9, which is pre-dispersed in the medium of the liquid components of the binder to medium the particle size and agglomerates (RMS) of 0.5-5 μm and then introduced into the fuel composition in the form of a suspension obtained by dispersion, and the introduction of the catalyst is carried out in phases or preparation of a mixture of a binder with aluminum and additives, or preparation of a mixture of hardener components (at unlike some of the liquid components of the binder in this mixture), or immediately before mixing all the components in the mixer.
По предлагаемому способу и способу-прототипу изготовлены и испытаны образцы зарядов СТТ. Результаты приведены в таблице. Из них следует, что простое введение катализатора горения на указанных фазах процесса изготовления заряда СТТ позволяет увеличить уровень скорости горения топлива заряда с 14 до 21 мм/с, т.е. на 46-48%К. Однако при этом на 18-24% увеличивается нестабильность величины скорости горения, которую оценивали по среднеквадратичному отклонению от средней скорости горения (по результатам изготовления и испытания десяти образцов топлива каждого вида). При введении же в виде суспензии катализатора горения, предварительно продиспергированного в жидкой среде связующего до требуемого СРЧ, скорость горения увеличивается на 60-70%. При этом стабильность величины скорости горения не хуже, чем на топливе без катализатора. According to the proposed method and the prototype method, samples of CTT charges were manufactured and tested. The results are shown in the table. It follows from them that the simple introduction of a combustion catalyst at the indicated phases of the CTT charge manufacturing process allows increasing the level of the charge fuel burning rate from 14 to 21 mm / s, i.e. 46-48% K. However, the instability of the burning rate increases by 18-24%, which was estimated by the standard deviation from the average burning rate (according to the results of the manufacture and testing of ten fuel samples of each type). With the introduction of a combustion catalyst in the form of a suspension, the binder previously dispersed in a liquid medium to the required RMS, the burning rate increases by 60-70%. Moreover, the stability of the burning rate is not worse than on fuel without a catalyst.
Источники
1. Горст А.Г. Пороха и взрывчатые вещества. - М.: Машиностроение, 1972, стр. 178-179.Sources
1. Horst A.G. Gunpowder and explosives. - M.: Mechanical Engineering, 1972, pp. 178-179.
2. Шидловский А. А. Основы пиротехники. - М.: Машиностроение, 1973, с. 264-266. 2. Shidlovsky A. A. Fundamentals of pyrotechnics. - M.: Mechanical Engineering, 1973, p. 264-266.
3. Григорьев А.И. Твердые ракетные топлива. - М.: Химия, 1969, с. 116. 3. Grigoriev A.I. Solid rocket fuels. - M.: Chemistry, 1969, p. 116.
4. Фахрутдинов И.Х., Котельников А.В. Конструкция и проектирование ракетных двигателей твердого топлива. - М.: Машиностроение, 1987, с. 43-45. 4. Fakhrutdinov I.Kh., Kotelnikov A.V. Design and engineering of solid propellant rocket engines. - M.: Mechanical Engineering, 1987, p. 43-45.
5. Смирнов Л.А., Клабухов Г.В. Создание смесевых твердых топлив. Ч. 1. - М.: МГАХМ, 1997, с. 104-106. 5. Smirnov L.A., Klabukhov G.V. The creation of mixed solid fuels.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000101348A RU2170721C1 (en) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | Method for production of mixed solid fuel charges |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000101348A RU2170721C1 (en) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | Method for production of mixed solid fuel charges |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2170721C1 true RU2170721C1 (en) | 2001-07-20 |
Family
ID=20229548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000101348A RU2170721C1 (en) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | Method for production of mixed solid fuel charges |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2170721C1 (en) |
-
2000
- 2000-01-17 RU RU2000101348A patent/RU2170721C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СМИРНОВ Л.А. КАЛАБУХОВ Г.В. Создание смесевых твердых топлив, ч.1. - М.: МГАХМ, 1997, с.104 - 106. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6429948B2 (en) | Use of solid materials to produce propellants | |
US4361526A (en) | Thermoplastic composite rocket propellant | |
US2970898A (en) | Process for preparing solid propellant charges | |
CN107513000A (en) | A kind of composite solidpropellant and preparation method thereof | |
Pang et al. | Application of Amorphous Boron Granulated With Hydroxyl‐Terminated Polybutadiene in Fuel‐Rich Solid Propellant | |
JP2014523386A5 (en) | ||
US20140261928A1 (en) | Desensitisation of energetic materials | |
CN114736085A (en) | Thermoplastic composite solid propellant and preparation method thereof | |
US3956038A (en) | Process for obtaining coated pyrotechnic compositions | |
KR20010052391A (en) | Method for producing pyrotechnic primer charges | |
RU2170721C1 (en) | Method for production of mixed solid fuel charges | |
Muthiah et al. | Rheology of HTPB propellant: development of generalized correlation and evaluation of pot life | |
US4944816A (en) | Ultra-ultrahigh burning rate composite modified double-base propellants containing porous ammonium perchlorate | |
RU2230052C2 (en) | Method of production of the mixed solid propellant charges | |
US4923535A (en) | Polymer binding of particulate materials | |
US3317361A (en) | Flexible plasticized explosive of cyclonitramine and nitrocellose and process therefor | |
CN110845285A (en) | Method for reducing hygroscopicity of ammonium perchlorate | |
RU2441859C1 (en) | Method for semi-finished product for composite solid rocket propellant manufacturing | |
US3338763A (en) | Granulating process for pyrotechnics containing organic dyes and vinyl resins | |
US3192289A (en) | Method of casting solid propellant rocket motors | |
Simić et al. | Influence of composition on the processability of thermobaric explosives | |
US20230365476A1 (en) | Multi-part mixed energetic materials and epoxy binders | |
CN116023197B (en) | Composite energetic particle and preparation method thereof | |
US3880683A (en) | Castable high explosive of cyclotetramethylenetetranitramine and dodecenyl succinic anhydride-vinyl cyclohexene dioxide polymer binder | |
US3617586A (en) | Burning rate accelerating method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160118 |