RU2592599C1 - Method for making composite solid propellant charges - Google Patents
Method for making composite solid propellant charges Download PDFInfo
- Publication number
- RU2592599C1 RU2592599C1 RU2015120974/05A RU2015120974A RU2592599C1 RU 2592599 C1 RU2592599 C1 RU 2592599C1 RU 2015120974/05 A RU2015120974/05 A RU 2015120974/05A RU 2015120974 A RU2015120974 A RU 2015120974A RU 2592599 C1 RU2592599 C1 RU 2592599C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer
- fuel
- temperature
- solid propellant
- composite solid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства ракетной техники, а именно к изготовлению зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ), которыми могут оснащаться ракетные двигатели.The invention relates to the field of production of rocket technology, namely to the manufacture of charges of mixed solid rocket fuel (SRTT), which can be equipped with rocket engines.
В состав современных высокоэнергетических СРТТ входят компоненты на основе нитроэфиров. Обеспечение механических характеристик и гарантийных сроков хранения таких топлив осложняется процессами повышенного газовыделения компонентов активного горюче-связующего. Из уровня техники известен способ изготовления зарядов СРТТ по патенту РФ №2230052 (дата публикации 10.06.2004 г.), включающий смешивание окислителя с приготовленной смесью связующего с металлическим горючим, технологическими добавками с последующим сливом приготовленной топливной массы в корпус.The composition of modern high-energy SRTT includes components based on nitroesters. The provision of mechanical characteristics and warranty periods for the storage of such fuels is complicated by the processes of increased gas evolution of the components of the active fuel-binding agent. The prior art method for the manufacture of charges SRTT according to the patent of the Russian Federation No. 2230052 (publication date 06/10/2004), comprising mixing the oxidizing agent with the prepared binder mixture with metal fuel, technological additives, followed by the discharge of the prepared fuel mass into the body.
К недостаткам описанного способа следует отнести невозможность гарантированного получения заданных механических характеристик, отсутствие контроля процесса газовыделения из топлива в процессе хранения.The disadvantages of the described method include the impossibility of guaranteed obtaining the desired mechanical characteristics, the lack of control of the process of gas evolution from the fuel during storage.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и поэтому принятым за прототип, является способ изготовления зарядов смесевого ракетного топлива по патенту РФ №2534101 (дата публикации 27.11.2014 г.) включающий последовательное механическое перемешивание окислителя с приготовленной смесью горюче-связующего с пластификатором, металлическим горючим, технологическими добавками и слив приготовленной топливной массы в корпус.Closest to the proposed technical solution and therefore adopted as a prototype, is a method of manufacturing mixed rocket fuel charges according to the patent of the Russian Federation No. 2534101 (publication date 11/27/2014) comprising sequential mechanical mixing of the oxidizing agent with the prepared mixture of combustible-binder with a plasticizer, metal fuel, technological additives and discharge of the prepared fuel mass into the body.
К недостаткам прототипа следует отнести низкий уровень механических характеристик, повышенный уровень газовыделения из топлива, что отрицательно влияет на физико-химическую стабильность топлива, приводит к образованию трещин и отслоений и, как следствие, снижает гарантийный срок хранения заряда СРТТ.The disadvantages of the prototype include a low level of mechanical characteristics, an increased level of gas evolution from the fuel, which negatively affects the physicochemical stability of the fuel, leads to the formation of cracks and delaminations, and, as a result, reduces the warranty period of storage of the charge of the SRTT.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка способа изготовления заряда СРТТ, который обеспечивает минимальное газовыделение из топлива, вследствие чего обеспечивается физико-химическая стабильность заряда в течение всего гарантийного срока хранения.The objective of the proposed technical solution is to develop a method for manufacturing a charge of SRTT, which ensures minimal gas release from the fuel, as a result of which physicochemical stability of the charge is ensured during the entire warranty period of storage.
Поставленная задача достигается предлагаемым способом изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива, который включает последовательное механическое перемешивание окислителя и приготовленной смеси горюче-связующего на основе полимера с пластификатором, металлическим горючим, технологическими добавками и порционный слив приготовленной топливной массы в корпус, при этом входящий в состав горюче-связующего метилполивинилтетразольный полимер предварительно, перед смешением с пластификатором и остальными компонентами, сушат при температуре 100-140°С до постоянной массы полимера.The problem is achieved by the proposed method for the production of mixed solid rocket charges, which includes sequential mechanical mixing of the oxidizer and the prepared mixture of a fuel-binder based on a polymer with a plasticizer, metal fuel, technological additives and portioned discharge of the prepared fuel mass into the body, while being part of the fuel -binder methylpolyvinyltetrazole polymer previously, before mixing with a plasticizer and other components, with a tub at a temperature of 100-140 ° C to a constant polymer mass.
В частном случае, сушку метилполивинилтетразольного полимера проводят под вакуумом при температуре 20-100°С.In the particular case, the drying of methylpolyvinyltetrazole polymer is carried out under vacuum at a temperature of 20-100 ° C.
Предложенный способ отличается от прототипа тем, что входящий в состав горюче-связующего метилполивинилтетразольный полимер (полимер) предварительно, перед смешением с пластификатором и остальными компонентами, сушат при температуре 100-140°С до постоянной массы полимера.The proposed method differs from the prototype in that the methylpolyvinyltetrazole polymer (polymer) included in the combustible-binder polymer is dried before being mixed with a plasticizer and other components at a temperature of 100-140 ° C to a constant polymer mass.
Под постоянной массой полимера подразумевается масса полимера, которая не меняется в течение 30 минут в течение сушки.By constant polymer weight is meant a polymer mass that does not change for 30 minutes during drying.
Предварительная сушка полимера позволяет предварительно, до смешения его с остальными компонентами топлива, удалить влагу и другие летучие низкомолекулярные вещества, а также растворенные и капсулированные газы.Pre-drying the polymer allows you to previously, before mixing it with the other components of the fuel, remove moisture and other volatile low molecular weight substances, as well as dissolved and encapsulated gases.
В результате повышается полнота удаления газов, что уменьшает газовыделение из топлива в процессе хранения и повышает физико-химическую стабильность заряда, что гарантирует заданный срок хранения заряда.As a result, the completeness of gas removal increases, which reduces gas evolution from the fuel during storage and increases the physicochemical stability of the charge, which guarantees a predetermined charge storage period.
В частном случае, сушку полимера проводят под вакуумом при температуре 20-100°С.In the particular case, the polymer is dried under vacuum at a temperature of 20-100 ° C.
Используется в случае отсутствия технологической возможности увеличить температуру сушки выше 100°С, например, при сушке полимера в реакторе с водяной рубашкой.It is used if there is no technological ability to increase the drying temperature above 100 ° C, for example, when drying the polymer in a reactor with a water jacket.
Сушка полимера при температуре выше 140°С может привести к спеканию и деструкции полимера, а при температуре ниже 20°С - к неоправданному увеличению длительности процесса.Drying the polymer at temperatures above 140 ° C can lead to sintering and destruction of the polymer, and at temperatures below 20 ° C - to an unjustified increase in the duration of the process.
Сравнительные исследования показали устойчивое улучшение физико-химической стабильности топлива, изготовленного по предлагаемому способу, по сравнению с известными способами и прототипом.Comparative studies showed a steady improvement in the physico-chemical stability of the fuel manufactured by the proposed method, compared with known methods and prototype.
Ниже приведены результаты исследований газовыделения до и после сушки полимеров. В таблице 1 приведены потери летучих примесей в процессе сушки метилполивинилтетразольного полимера.Below are the results of gas evolution studies before and after polymer drying. Table 1 shows the loss of volatile impurities during the drying of methylpolyvinyltetrazole polymer.
Из таблицы 1 видно, что в результате сушки полимера происходит снижение массы полимера за счет летучих примесей для различных партий на 3,6-4,4% масс.From table 1 it can be seen that as a result of polymer drying, the polymer mass decreases due to volatile impurities for different lots by 3.6-4.4% of the mass.
В таблице 2 приведены скорости газовыделения связующих, приготовленных на исходных и высушенных полимерах.Table 2 shows the gas evolution rates of binders prepared on the starting and dried polymers.
Из таблицы 2 видно, что в результате сушки полимера скорость газовыделения горюче-связующих снизилась на 4-20%.From table 2 it is seen that as a result of drying the polymer, the rate of gas evolution of combustible binders decreased by 4-20%.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет простым способом существенно уменьшить газовыделение из топлива и тем самым повысить физико-химическую стабильность заряда в процессе гарантийного срока хранения.Thus, the proposed technical solution allows a simple way to significantly reduce gas evolution from the fuel and thereby increase the physico-chemical stability of the charge during the guaranteed storage period.
Для пояснения выполнения способа приведены примеры конкретного выполнения, следует отметить, что предлагаемый способ получения зарядов смесевого ракетного топлива, как показали исследования, не зависит от природы окислителя, в качестве которого могут быть выбраны все известные на сегодняшний день окислители, используемые для смесевых ракетных твердых топлив (например, перхлорат аммония, перхлорат калия, аммиачная селитра, динитрамид аммония).To illustrate the implementation of the method, examples of specific performance are given, it should be noted that the proposed method for producing charges of mixed rocket fuel, as shown by studies, does not depend on the nature of the oxidizing agent, which can be selected as all the currently known oxidizing agents used for mixed rocket solid fuels (e.g. ammonium perchlorate, potassium perchlorate, ammonium nitrate, ammonium dinitramide).
Пример 1Example 1
Изготовление зарядов смесевого твердого ракетного топлива проводят последовательным механическим перемешиванием в смесителе горюче-связующего на основе полимера и пластификатора, металлического горючего, окислителя и технологических добавок при температуре 43°С и остаточном давлении 10 мм рт. ст. Предварительно метилполивинилтетразольный полимер (например, метилполивинилтетразол аллилированный) сушат при температуре 140°С в течение 3 часов с последующим приготовлением горюче-связующего, с использованием нитроэфирного пластификатора - нитроглицерина, при остаточном давлении 10 мм рт. ст. и температуре 43°С до полного удаления летучего растворителя. В качестве металлического горючего используют порошкообразный алюминий, в качестве технологической добавки - отвердитель ТОН-2 (ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензол), в качестве окислителя - перхлорат аммония. Полученная топливная масса порционно заливается в корпус или пресс-форму.The production of mixed solid rocket propellant charges is carried out by sequential mechanical mixing in a fuel-binder mixer based on a polymer and plasticizer, metal fuel, an oxidizing agent and processing aids at a temperature of 43 ° C and a residual pressure of 10 mm Hg. Art. Previously, methylpolyvinyltetrazole polymer (e.g., allylated methylpolyvinyltetrazole) is dried at a temperature of 140 ° C for 3 hours, followed by preparation of a fuel-binding agent, using nitroester plasticizer - nitroglycerin, at a residual pressure of 10 mm Hg. Art. and a temperature of 43 ° C until complete removal of the volatile solvent. Powdered aluminum is used as a metal fuel, TON-2 hardener (di-N-oxide-1,3-dinitrile-2,4,6-triethylbenzene) is used as a technological additive, and ammonium perchlorate is used as an oxidizing agent. The resulting fuel mass is poured in portions into the housing or mold.
Пример 2Example 2
Изготовление зарядов смесевого твердого ракетного топлива проводят последовательным механическим перемешиванием в смесителе горюче-связующего на основе полимера и пластификатора, металлического горючего, окислителя и технологических добавок при температуре 45°С при остаточном давлении 10 мм рт. ст. Предварительно метилполивинилтетразольный полимер сушат при температуре 100°С в течение 3 часов с последующим приготовлением горюче-связующего с использованием пластификатора - динитратдиэтиленгликоля при остаточном давлении 10 мм рт. ст. и температуре 45°С до полного удаления летучего растворителя. В качестве металлического горючего используют диборид алюминия, а качестве технологической добавки - отвердитель ТОН-2 (ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензол), в качестве окислителя - перхлорат калия. Полученная топливная масса порционно заливается в корпус или пресс-форму.The manufacture of mixed solid rocket fuel charges is carried out by sequential mechanical mixing in a fuel-binder mixer based on a polymer and plasticizer, metal fuel, an oxidizing agent and processing aids at a temperature of 45 ° C at a residual pressure of 10 mm Hg. Art. Pre-methylpolyvinyltetrazole polymer is dried at a temperature of 100 ° C for 3 hours, followed by preparation of a combustible binder using a plasticizer - dinitrate-diethylene glycol at a residual pressure of 10 mm RT. Art. and a temperature of 45 ° C until complete removal of the volatile solvent. Aluminum metal diboride is used as metal fuel, and TON-2 hardener (di-N-oxide-1,3-dinitrile-2,4,6-triethylbenzene) is used as a technological additive, and potassium perchlorate is used as an oxidizing agent. The resulting fuel mass is poured in portions into the housing or mold.
Пример 3Example 3
Изготовление зарядов смесевого твердого ракетного топлива проводят последовательным механическим перемешиванием в смесителе горюче-связующего на основе полимера и пластификатора, металлического горючего, окислителя и технологических добавок при температуре 48°С, остаточном давлении 10 мм рт. ст. Предварительно метилполивинилтетразольный полимер сушат при температуре 100°С в течение 1 часа при остаточном давлении 10 мм рт. ст. с последующим приготовлением горюче-связующего с использованием нитроэфирного пластификатора - нитроглицерина, при остаточном давлении 10 мм рт. ст. и температуре 48°С до полного удаления летучего растворителя. В качестве металлического горючего используют порошок алюминия. В качестве технологической добавки - отвердитель ТОН-2 (ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензол), в качестве окислителя - перхлорат аммония. Полученная топливная масса порционно заливается в корпус или пресс-форму.The production of mixed solid rocket propellant charges is carried out by sequential mechanical mixing in a fuel-binder mixer based on a polymer and plasticizer, metal fuel, an oxidizing agent and processing aids at a temperature of 48 ° C, a residual pressure of 10 mm Hg. Art. Pre-methylpolyvinyltetrazole polymer is dried at a temperature of 100 ° C for 1 hour at a residual pressure of 10 mm RT. Art. with the subsequent preparation of a combustible binder using a nitroester plasticizer - nitroglycerin, with a residual pressure of 10 mm RT. Art. and a temperature of 48 ° C until complete removal of the volatile solvent. As a metal fuel, aluminum powder is used. Hardener TON-2 (di-N-oxide-1,3-dinitrile-2,4,6-triethylbenzene) is used as a technological additive, and ammonium perchlorate is used as an oxidizing agent. The resulting fuel mass is poured in portions into the housing or mold.
Пример 4Example 4
Изготовление зарядов смесевого твердого ракетного топлива проводят последовательным механическим перемешиванием в смесителе горюче-связующего на основе полимера и пластификатора, металлического горючего, окислителя и технологических добавок при температуре 50°С, остаточном давлении 10 мм рт. ст. Предварительно метилполивинилтетразол аллилированный полимер сушат при температуре 30°С в течение 10 часов при остаточном давлении 10 мм рт. ст. с последующим приготовлением горюче-связующего с использованием нитроэфирного пластификатора - нитроглицерина, при остаточном давлении 10 мм рт. ст. до полного удаления летучего растворителя. В качестве металлического горючего используют диборид алюминия. В качестве технологической добавки - отвердитель ТОН-2 (ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензол), в качестве окислителя - динитрамид аммония. Полученная топливная масса порционно заливается в корпус или пресс-форму.The manufacture of mixed solid rocket propellant charges is carried out by sequential mechanical mixing in a fuel-binder mixer based on a polymer and plasticizer, metal fuel, an oxidizing agent and processing aids at a temperature of 50 ° C, a residual pressure of 10 mm Hg. Art. Pre-methylpolyvinyltetrazole allylated polymer is dried at a temperature of 30 ° C for 10 hours at a residual pressure of 10 mm RT. Art. with the subsequent preparation of a combustible binder using a nitroester plasticizer - nitroglycerin, with a residual pressure of 10 mm RT. Art. until complete removal of the volatile solvent. As a metal fuel, aluminum diboride is used. Hardener TON-2 (di-N-oxide-1,3-dinitrile-2,4,6-triethylbenzene) is used as a technological additive, and ammonium dinitramide is used as an oxidizing agent. The resulting fuel mass is poured in portions into the housing or mold.
Полученные физико-механические характеристики отвержденной топливной массы представлены в таблице 3, из которой видно, что с использованием осушенного полимера, механические свойства полученных образцов повышаются, а объем газовыделения стабильно снижается.The obtained physicomechanical characteristics of the cured fuel mass are presented in Table 3, which shows that with the use of the dried polymer, the mechanical properties of the obtained samples are increased, and the gas evolution volume is steadily reduced.
Изготовленные таким способом заряды полностью соответствуют приемным нормам по физико-химическим характеристикам. Лабораторные испытания подтвердили их работоспособность. В настоящее время предлагаемый способ внедряется в серийное производство.The charges made in this way fully comply with the acceptance standards for physicochemical characteristics. Laboratory tests have confirmed their performance. Currently, the proposed method is being introduced into mass production.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015120974/05A RU2592599C1 (en) | 2015-06-02 | 2015-06-02 | Method for making composite solid propellant charges |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015120974/05A RU2592599C1 (en) | 2015-06-02 | 2015-06-02 | Method for making composite solid propellant charges |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2592599C1 true RU2592599C1 (en) | 2016-07-27 |
Family
ID=56556954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015120974/05A RU2592599C1 (en) | 2015-06-02 | 2015-06-02 | Method for making composite solid propellant charges |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2592599C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800298C1 (en) * | 2022-10-14 | 2023-07-19 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" | Method for producing block fuel using hybrid technology |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4875949A (en) * | 1988-05-18 | 1989-10-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Insensitive binder for propellants and explosives |
US5498303A (en) * | 1993-04-21 | 1996-03-12 | Thiokol Corporation | Propellant formulations based on dinitramide salts and energetic binders |
RU2203871C1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-05-10 | Федеральный центр двойных технологий "Союз" | Technology of manufacture of charges of blended solid propellant with predicted characteristics |
RU2230052C2 (en) * | 2002-06-27 | 2004-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод им. С.М. Кирова" | Method of production of the mixed solid propellant charges |
US20050257866A1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-11-24 | Williams Graylon K | Gas generant and manufacturing method thereof |
RU2429282C2 (en) * | 2008-12-10 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет (ТГУ) | Method of producing mixed solid fuel |
US8192567B2 (en) * | 2007-04-07 | 2012-06-05 | Purdue Research Foundation | Composite solid rocket propellant with DCPD binder |
-
2015
- 2015-06-02 RU RU2015120974/05A patent/RU2592599C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4875949A (en) * | 1988-05-18 | 1989-10-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Insensitive binder for propellants and explosives |
US5498303A (en) * | 1993-04-21 | 1996-03-12 | Thiokol Corporation | Propellant formulations based on dinitramide salts and energetic binders |
RU2203871C1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-05-10 | Федеральный центр двойных технологий "Союз" | Technology of manufacture of charges of blended solid propellant with predicted characteristics |
RU2230052C2 (en) * | 2002-06-27 | 2004-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод им. С.М. Кирова" | Method of production of the mixed solid propellant charges |
US20050257866A1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-11-24 | Williams Graylon K | Gas generant and manufacturing method thereof |
US8192567B2 (en) * | 2007-04-07 | 2012-06-05 | Purdue Research Foundation | Composite solid rocket propellant with DCPD binder |
RU2429282C2 (en) * | 2008-12-10 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет (ТГУ) | Method of producing mixed solid fuel |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800298C1 (en) * | 2022-10-14 | 2023-07-19 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" | Method for producing block fuel using hybrid technology |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5218166A (en) | Modified nitrocellulose based propellant composition | |
AU2017237637B2 (en) | Propellant charge or grain | |
RU2421435C2 (en) | Method of preparing dense filled pellet powder | |
US20140261928A1 (en) | Desensitisation of energetic materials | |
RU2592599C1 (en) | Method for making composite solid propellant charges | |
EP3212594B1 (en) | Efficient composite pyrotechnic product with no lead in the composition thereof and preparation of same | |
CN112028722A (en) | Preparation method of high-burning-speed solid propellant | |
US9850180B1 (en) | Method for manufacture of amorphous energetics | |
KR101182328B1 (en) | High density and high performance plastic bonded explosive and the fabrication method thereof | |
EP0002968A1 (en) | Fragmentable propellant unit charge containing a polyvinylnitrate binder and process for making it | |
CH625196A5 (en) | ||
KR101444658B1 (en) | Nitrogen-rich 4,4'-(ethane-1,2-yl)bis(5-nitroiminotetrazol-1-ate) organic salts based plastic bonded explosive formulations | |
TW201904918A (en) | Ammunition single-base propellant powder composition and ammunition with such composition | |
US3634154A (en) | Solid propellant composition containing gelled hydrazine | |
RU2528984C2 (en) | Modular throwing charge (versions) and method of its fabrication | |
US3813458A (en) | Random orientation of staple in slurry-cast propellants | |
RU2582413C2 (en) | Method of producing multilayer pellet powder | |
RU2770805C1 (en) | Casting insensitive explosive composition | |
RU2621789C1 (en) | Method for producing mixed firm rocket fuel | |
RU2580735C2 (en) | Solid fuel metallised composition based on ammonium nitrate | |
RU2720937C1 (en) | Charge for excitation of seismic vibrations | |
US411127A (en) | Ivie thoo of producing high explosives | |
RU2782580C1 (en) | Spherical powder for construction and assembly cartridges | |
RU2705058C1 (en) | Rocket fuel based on sorbitol and perchlorates of sodium and lithium | |
JP2008189515A (en) | Desensitized explosive composition, and method for producing the same |