RU2380346C2 - Твердое ракетное топливо баллиститного типа - Google Patents
Твердое ракетное топливо баллиститного типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2380346C2 RU2380346C2 RU2008114589/02A RU2008114589A RU2380346C2 RU 2380346 C2 RU2380346 C2 RU 2380346C2 RU 2008114589/02 A RU2008114589/02 A RU 2008114589/02A RU 2008114589 A RU2008114589 A RU 2008114589A RU 2380346 C2 RU2380346 C2 RU 2380346C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- lead
- ballistite
- solid rocket
- calcium carbonate
- Prior art date
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 239000004451 Ballistite Substances 0.000 title abstract 3
- 239000003380 propellant Substances 0.000 title abstract 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 21
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 10
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- VMQZGHYGTIYCET-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hydroxyethoxy)-1,1-dinitroethanol Chemical compound OCCOCC(O)([N+]([O-])=O)[N+]([O-])=O VMQZGHYGTIYCET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 claims abstract description 9
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 claims abstract description 9
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- HEPLMSKRHVKCAQ-UHFFFAOYSA-N lead nickel Chemical compound [Ni].[Pb] HEPLMSKRHVKCAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- DYSXLQBUUOPLBB-UHFFFAOYSA-N 2,3-dinitrotoluene Chemical compound CC1=CC=CC([N+]([O-])=O)=C1[N+]([O-])=O DYSXLQBUUOPLBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 6
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- 229960003711 glyceryl trinitrate Drugs 0.000 claims abstract description 5
- 239000000006 Nitroglycerin Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 3
- SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N Nitroglycerin Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(O[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- -1 nitrocellulose Chemical compound 0.000 claims 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical compound C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002760 rocket fuel Substances 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 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 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 150000002816 nickel compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к твердым ракетным топливам баллиститного типа, которое может быть использовано, например, в противотанковых управляемых ракетных системах. Баллиститное твердое ракетное топливо включает нитроцеллюлозу, пластификатор - нитроглицерин, динитротолуол и динитродиэтиленгликоль, стабилизатор химической стойкости - централит или его смесь с дифениламином, технологические добавки - индустриальное масло и стеарат цинка, катализатор горения - смесь свинцово-никелевого комплекса фталевой кислоты с карбонатом кальция или окисью магния. Изобретение обеспечивает низкую зависимость скорости горения топлива от давления в области давлений ниже 40 кгс/см2. 1 табл.
Description
Изобретение относится к классу твердых ракетных топлив баллиститного типа и может быть использовано, например, в противотанковых управляемых ракетах (ПТУР). Для указанных систем требуются топлива с пониженной зависимостью скорости горения от давления, особенно в области давлений ниже 40 кгс/см2 для обеспечения устойчивой работы маршевого двигателя.
Обычно топлива баллиститного типа в качестве основных компонентов содержат нитроцеллюлозу (НЦ), нитраты многоатомных спиртов, динитротолуол (ДНТ), дибутилфталат - в качестве дополнительных пластификаторов, стабилизаторы химической стойкости, технологические добавки, катализаторы и модификаторы процесса горения. В качестве катализатора горения в баллиститных топливах, в основном, используются соединения свинца, меди, никеля с различными органическими лигандами (патенты RU 2247700, 2175957, US 4226792, 5252409). При этом для каждого типа топлива важное значение имеет сочетание определенных видов металлов свинец-медь, свинец-никель, свинец-кобальт и т.д., а также их физическое состояние (механическая смесь, комплексное соединение и т.д.).
Обеспечение катализа процесса горения при давлениях ниже 40 кгс/см2 является очень сложной задачей и результат может быть достигнут благодаря подбору вида катализатора горения и оптимального соотношения компонентов.
В качестве прототипа использовано топливо по патенту RU 2090544 С06В 25/18, С06D 5/06, заявл. 27.02.96, опубл. 20.09.97, в котором в качестве катализатора горения используется оксид свинца в сочетании со стабилизатором горения - карбонатом кальция. Данное топливо имеет показатель степени в законе скорости горения ″ν″ в пределах 0,39-0,41 в области давлений 40…100 кгс/см2.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание топливной композиции, обеспечивающей малую зависимость скорости горения от давления в области пониженных давлений - 20…80 кгс/см2.
Технический результат данного изобретения достигается за счет использования в составе топлива комплексного катализатора горения - смеси свинцово-никелевого комплекса фталевой кислоты (ФНС) с окисью магния или карбонатом кальция, нитроцеллюлозы, пластификатора - смеси нитроглицерина (НГ) и динитротолуола, стабилизатора химической стойкости - централита или его смеси с дифениламином, технологических добавок - индустриального масла и стеарата цинка и введения дополнительного пластификатора динитродиэтиленгликоля (ДНДЭГ) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Динитродиэтиленгликоль | 14,6…16,9 |
| Пластификатор | 16,4…19,1 |
| Стабилизатор химической стойкости | 1,5…3,0 |
| Свинцово-никелевый комплекс фталевой | |
| кислоты | 1,5…3,0 |
| Карбонат кальция или окись магния | 0,5…3,0 |
| Индустриальное масло | 0,5…1,5 |
| Стеарат цинка | 0,01…0,1 |
| Нитроцеллюлоза | Остальное |
Сущность изобретения заключается в активации процесса горения при низких давлениях за счет использования в качестве катализатора скорости горения смеси свинцово-никелевого комплекса фталевой кислоты в сочетании с окисью магния или карбонатом кальция, а в качестве дополнительного пластификатора - динитродиэтиленгликоля.
Механизм смещения плато-эффекта в область низких давлений заключается в интенсификации окислительно-восстановительных процессов при малых давлениях, за счет воздействия комплексного катализатора горения, содержащего в молекуле одновременно свинец и никель в сочетании с окисью магния или карбонатом кальция. Никелевая составляющая катализатора способствует увеличению температуры пламени в области низкого давления и способствует более раннему образованию равномерно расположенного углеродистого каркаса, роль которого заключается в удерживании на своей поверхности ионов свинца, препятствуя их агломерации (С.И.Яковлев «Механизм действия свинцовых катализаторов на горение порохов». Физика горения и взрыва, №1, 1991 г., 41-43).
Введение в комплексный катализатор окиси магния или карбоната кальция обеспечивает стабильное горение предлагаемой топливной композиции в требуемом интервале давлений.
Замена части нитроглицерина на дополнительный пластификатор динитродиэтиленгликоль, который является более активным пластификатором по отношению к нитроцеллюлозе в сравнении с нитроглицерином, способствует получению более пластичной композиции и более равномерному распределению катализатора в топливной массе, что улучшает условия катализа горения.
В таблице приведены составы и характеристики образцов в сравнении с прототипом.
| Таблица | |||||
| Характеристики | Прототип | Опытные образцы | |||
| Обр.1 | Обр.2 | Обр.3 | Обр.4 | ||
| Компонентный состав, мас.% | |||||
| Нитроглицерин | 24,0-28,0 | 14,6 | 15,2 | 15,8 | 16,9 |
| ДНДЭГ | - | 14,6 | 15,2 | 15,8 | 16,9 |
| Динитротолуол | 8,0-12,0 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | 2,2 |
| Централит или его смесь с дифениламином | 1,0-5,5 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
| ФНС | - | 1,5 | 2,4 | 2,8 | 3,0 |
| Карбонат кальция | 0,6-3,0 | 3,0 | - | 0,5 | - |
| Окись свинца | 0,6-2,0 | - | - | - | - |
| Окись магния | - | - | 0,5 | - | 3,0 |
| Продолжение таблицы | |||||
| Характеристики | Прототип | Опытные образцы | |||
| Обр.1 | Обр.2 | Обр.3 | Обр.4 | ||
| Индустриальное масло | 0,8-1,6 | 1,5 | 0,9 | 1,0 | 0,5 |
| Стеарат цинка | 0,02-0,05 | 0,01 | 0,04 | 0,06 | 0,1 |
| Сульфорицинат Е | 0,02-0,3 | - | - | - | - |
| Нитроцеллюлоза | 54,0-62,0 | 61,49 | 61,86 | 59,54 | 54,4 |
| Показатель степени в законе горения ″ν″ в области давлений, кгс/см2: | |||||
| 40-100 | 0,39-0,41 | 0,22 | 0,18 | 0,16 | 0,12 |
| 20-80 | - | 0,098 | 0,085 | 0,079 | 0,071 |
Из данных таблицы следует, что использование предложенного катализатора горения ФНС в смеси с окисью магния или карбонатом кальция и дополнительного пластификатора динитродиэтиленгликоля в сочетании с полезным соотношением компонентов позволяет обеспечить снижение показателя "ν" в области низких давлений.
Claims (1)
- Баллиститное твердое ракетное топливо, включающее нитроцеллюлозу, пластификатор, содержащий смесь нитроглицерина и динитротолуола, централит или его смесь с дифениламином в качестве стабилизатора химической стойкости, индустриальное масло и стеарат цинка в качестве технологических добавок, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит в качестве пластификатора динитродиэтиленгликоль, а в качестве катализатора горения - смесь свинцово-никелевого комплекса фталевой кислоты с карбонатом кальция или окисью магния при следующем содержании компонентов, мас.%:
динитродиэтиленгликоль 14,6…16,9 пластификатор 16,4…19,1 стабилизатор химической стойкости 1,5…3,0 свинцово-никелевый комплекс фталевой кислоты 1,5…3,0 карбонат кальция или окись магния 0,5…3,0 индустриальное масло 0,5…1,5 стеарат цинка 0,01…0,1 нитроцеллюлоза остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008114589/02A RU2380346C2 (ru) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | Твердое ракетное топливо баллиститного типа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008114589/02A RU2380346C2 (ru) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | Твердое ракетное топливо баллиститного типа |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008114589A RU2008114589A (ru) | 2009-10-20 |
| RU2380346C2 true RU2380346C2 (ru) | 2010-01-27 |
Family
ID=41262613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008114589/02A RU2380346C2 (ru) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | Твердое ракетное топливо баллиститного типа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2380346C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462470C1 (ru) * | 2011-09-22 | 2012-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Способ получения основного фталата никеля (ii)-свинца (ii) |
| CN103333036A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-10-02 | 宜宾北方川安化工有限公司 | 一种低临界压力双基推进剂 |
| RU2636087C1 (ru) * | 2016-08-09 | 2017-11-20 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Двухосновное твердое топливо |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1277192A (en) * | 1965-12-30 | 1972-06-07 | Us Gov Sec Army | Improvements in and relating to nitrocellulose base propellant compositions |
| US4416712A (en) * | 1981-04-01 | 1983-11-22 | Dynamit Nobel Ag | Double-base solid propellants |
| FR2669626A1 (fr) * | 1986-07-15 | 1992-05-29 | Ici Plc | Composition de propergol a base de nitrocellulose. |
| RU2090544C1 (ru) * | 1996-02-27 | 1997-09-20 | Федеральный центр двойных технологий "Союз" | Твердое ракетное топливо |
| RU2247700C2 (ru) * | 2003-03-05 | 2005-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") | Баллиститное топливо |
-
2008
- 2008-04-14 RU RU2008114589/02A patent/RU2380346C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1277192A (en) * | 1965-12-30 | 1972-06-07 | Us Gov Sec Army | Improvements in and relating to nitrocellulose base propellant compositions |
| US4416712A (en) * | 1981-04-01 | 1983-11-22 | Dynamit Nobel Ag | Double-base solid propellants |
| FR2669626A1 (fr) * | 1986-07-15 | 1992-05-29 | Ici Plc | Composition de propergol a base de nitrocellulose. |
| RU2090544C1 (ru) * | 1996-02-27 | 1997-09-20 | Федеральный центр двойных технологий "Союз" | Твердое ракетное топливо |
| RU2247700C2 (ru) * | 2003-03-05 | 2005-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") | Баллиститное топливо |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462470C1 (ru) * | 2011-09-22 | 2012-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Способ получения основного фталата никеля (ii)-свинца (ii) |
| CN103333036A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-10-02 | 宜宾北方川安化工有限公司 | 一种低临界压力双基推进剂 |
| CN103333036B (zh) * | 2013-06-21 | 2016-06-29 | 宜宾北方川安化工有限公司 | 一种低临界压力双基推进剂 |
| RU2636087C1 (ru) * | 2016-08-09 | 2017-11-20 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Двухосновное твердое топливо |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008114589A (ru) | 2009-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Silva et al. | Green propellants: oxidizers | |
| US5589661A (en) | Solid propellant based on phase-stabilized ammonium nitrate | |
| NO894163L (no) | Rakett-drivmiddel. | |
| Elbasuney et al. | Chemical stability, thermal behavior, and shelf life assessment of extruded modified double-base propellants | |
| US20120227875A1 (en) | Insensitive propellant composition | |
| JP5318342B2 (ja) | ニトロセルロースをバインダーとした高安全性ニトラミン発射薬 | |
| BRPI0708248A2 (pt) | composição de ignição e seu uso | |
| Rusly et al. | A green stabilizer for Nitrate ester-based propellants: An overview | |
| RU2090545C1 (ru) | Твердое топливо | |
| US20080006167A1 (en) | Blast effect charge | |
| NL194727C (nl) | Stuwstofsamenstelling op nitrocellulosebasis. | |
| US3732130A (en) | Gun propellant containing nonenergetic plasticizer,nitrocellulose and triaminoguanidine nitrate | |
| US3732131A (en) | Gun propellant containing nitroplasticized nitrocellulose and triaminoguanidine nitrate | |
| US5798481A (en) | High energy TNAZ, nitrocellulose gun propellant | |
| ES3041164T3 (en) | Insensitive munition propellants | |
| RU2247700C2 (ru) | Баллиститное топливо | |
| DÎRLOMAN et al. | Eco-oxidizers for composite propellants: Ammonium nitrate and ammonium dinitramide | |
| RU2394800C1 (ru) | Термопластичный газогенерирующий пиротехнический состав повышенной силы | |
| RU2284310C1 (ru) | Баллиститный артиллерийский порох (варианты) | |
| RU2384553C2 (ru) | Баллиститное твердое ракетное топливо | |
| Chavez | The development of environmentally sustainable manufacturing technologies for energetic materials | |
| RU2191765C1 (ru) | Баллиститное топливо | |
| RU2335484C2 (ru) | Газообразующий пиротехнический состав | |
| KR102633762B1 (ko) | 구아닐유리아 디나이트라마이드를 포함하는 둔감성 무연 고체 추진제 조성물 | |
| RU2207330C2 (ru) | Твердое ракетное топливо |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20140807 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170415 |