RU2597091C1

RU2597091C1 - Ice-form solid fuel based on nitrocellulose

Info

Publication number: RU2597091C1
Application number: RU2015110291/05A
Authority: RU
Inventors: Эмиль Наилевич Ибрагимов; Юрий Михайлович Юков; Алексей Витальевич Аристов; Андрей Евгеньевич Голубев; Энсар Халиуллович Афиатуллов; Наталья Егоровна Сибирякова; Тимур Раисович Валеев
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2016-09-10

Abstract

FIELD: meteorology.

SUBSTANCE: invention relates to solid rocket fuels used in articles for active action on clouds in fight with hail and storms, stimulation and intensification of precipitation, scattering of clouds and fogs. Ice-form solid fuel on nitrocellulose base contains trinitrate glycerol, or diethylene glycol dinitrate, or mixture thereof, silver iodide, iodate of copper, oxide or iron hydroxide centralite, vaseline or industrial oil, zinc stearate, technical carbon, dibutyl phthalate, polyacrylamide, salt of trivalent metal (Fe, Cr, Al), oxide or hydroxide of bismuth and cellulose nitrate.

EFFECT: developed composition has combustion rate of not less than 7 mm/s at pressure of 15 kgf/cm², cavity impulse not less than 200 s at Pk/Pa = 40/1, an exponential ν index in the law of combustion is not more than 0,5 at low pressure and output of active centers of crystallization of not less than 10¹³ 1/g at a temperature of minus 10 °C and not less than 10¹² at minus 6 °C.

1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области твердых ракетных топлив, используемых в маршевых двигателях противоградовых ракет с целью активного воздействия на атмосферные облака для борьбы с градом, стимулирования осадков, рассеивания облаков и туманов.The invention relates to the field of solid rocket fuels used in mid-flight engines of anti-hail rockets with the aim of actively influencing atmospheric clouds to combat hail, stimulate precipitation, disperse clouds and fogs.

К настоящему времени для маршевых двигателей противоградовых ракет разработаны льдообразующие твердые топлива, выполняющие одновременно функции генератора активных центров кристаллизации переохлажденных облачных капель и источника энергии для движения ракеты. Известен состав льдообразующего твердого топлива по патенту России №2108314, содержащий, масс. %: тринитрат глицерина или его смесь с динитратом диэтиленгликоля - от 27,1 до 36,9%, йодат меди - от 5 до 40%, йодид серебра - от 0,4 до 4,0%, окись железа - от 0,1 до 10,0%, централит - от 0,5 до 3,0%, вазелиновое масло - от 0,5 до 1,2%, стеарат цинка - от 0,01 до 0,1%, углерод технический - от 0,1 до 4,0%, нитроцеллюлоза - остальное, и взятый за прототип патент РФ №2289561, дополнительно содержащий (%): дибутилфталат - от 0,5 до 6,0; полиакриламид - от 0,1 до 1,5 и соли трехвалентных металлов (железа, хрома, алюминия) - от 0,01 до 0,1 сверх 100%.To date, ice-forming solid fuels have been developed for marching engines of anti-hail rockets, which simultaneously serve as a generator of active crystallization centers of supercooled cloud droplets and an energy source for rocket movement. The known composition of the ice-forming solid fuel according to the patent of Russia No. 2108314, containing, mass. %: glycerol trinitrate or its mixture with diethylene glycol dinitrate - from 27.1 to 36.9%, copper iodate - from 5 to 40%, silver iodide - from 0.4 to 4.0%, iron oxide - from 0.1 up to 10.0%, centralit - from 0.5 to 3.0%, liquid paraffin - from 0.5 to 1.2%, zinc stearate - from 0.01 to 0.1%, technical carbon - from 0, 1 to 4.0%, nitrocellulose - the rest, and the RF patent No. 2289561 taken as a prototype, additionally containing (%): dibutyl phthalate - from 0.5 to 6.0; polyacrylamide - from 0.1 to 1.5 and salts of trivalent metals (iron, chromium, aluminum) - from 0.01 to 0.1 in excess of 100%.

Недостатком этих составов является невысокая скорость горения при низких давлениях (от 10 до 20 кгс/см²), что не позволяет некоторым противоградовым изделиям обеспечить требуемое время работы заряда при давлении от 10 до 20 кгс/см², являющемся оптимальным для выхода активных центров кристаллизации в продуктах сгорания ракетного двигателя.The disadvantage of these compositions is the low burning rate at low pressures (from 10 to 20 kgf / cm ² ), which does not allow some anti-hail products to provide the required charge time at a pressure of 10 to 20 kgf / cm ² , which is optimal for the exit of active crystallization centers in the combustion products of a rocket engine.

Технической задачей изобретения является разработка состава льдообразующего твердого топлива со скоростью горения не менее 7,0 мм/с при давлении 15 кгс/см², пустотным импульсом не менее 200 с при Рк/Ра=40/1, степенным показателем "ν" в законе горения не более 0,5 при низких давлениях и выходом активных центров кристаллизации не менее 10¹³ 1/г при температуре минус 10°С и не менее 10¹² при температуре минус 6°С.An object of the invention is to develop an ice-forming solid fuel composition with a burning rate of at least 7.0 mm / s at a pressure of 15 kgf / cm ² , a void pulse of at least 200 s at Pk / Ra = 40/1, a power law ν in the law combustion of not more than 0.5 at low pressures and the output of active crystallization centers of at least 10 ¹³ 1 / g at a temperature of minus 10 ° C and at least 10 ¹² at a temperature of minus 6 ° C.

Технический результат достигается тем, что состав, содержащий нитроцеллюлозу, тринитрат глицерина, или динитрат диэтиленгликоля, или их смесь, централит, дибутилфталат, вазелиновое или индустриальное масло, йодид серебра, йодат меди, окись или гидроокись железа, углерод технический, стеарат цинка, полиакриламид, соли трехвалентного металла, например нитрат, хлорид или сульфат железа, хрома или алюминия, дополнительно содержит окись или гидроокись висмута при следующем соотношении компонентов, масс. %:The technical result is achieved in that the composition containing nitrocellulose, glycerol trinitrate, or diethylene glycol dinitrate, or a mixture thereof, centralit, dibutyl phthalate, liquid paraffin or industrial oil, silver iodide, copper iodate, iron oxide or hydroxide, industrial carbon, zinc stearate, polyacrylamide, salts of a trivalent metal, for example nitrate, chloride or sulfate of iron, chromium or aluminum, additionally contains bismuth oxide or hydroxide in the following ratio, wt. %:

Тринитрат глицерина,Glycerol trinitrate, динитрат диэтиленгликоляdiethylene glycol dinitrate или их смесьor their mixture 21,0-30,021.0-30.0 Йодат медиCopper iodate 5,0-24,05.0-24.0 Йодид серебраSilver iodide 1,0-4,01.0-4.0 Окись или гидроокись железаIron Oxide or Hydroxide 0,5-5,00.5-5.0 ЦентралитCentralit 0,9-3,00.9-3.0 Вазелиновое или индустриальное маслоVaseline or industrial oil 0,5-1,20.5-1.2 Стеарат цинкаZinc stearate 0,01-0,10.01-0.1 Углерод техническийTechnical carbon 0,5-3,00.5-3.0 ДибутилфталатDibutyl phthalate 0,5-6,00.5-6.0 ПолиакриламидPolyacrylamide 0,1-1,00.1-1.0 Окись или гидроокись висмутаBismuth Oxide or Hydroxide 0,5-5,00.5-5.0 Соль (нитрат, хлорид или сульфат)Salt (nitrate, chloride or sulfate) трехвалентного металла (Fe, Cr, Al)trivalent metal (Fe, Cr, Al) 0,01-0,10.01-0.1 НитроцеллюлозаNitrocellulose остальноеrest

Состав готовят общепринятым для технологии баллиститных порохов способом.The composition is prepared in a manner generally accepted for ballistic powder technology.

Пример получения заявленного составаAn example of obtaining the claimed composition

В реактор с мешалкой заливается вода с температурой 20-30°С в количестве, обеспечивающем соотношение состав/вода ≈ 1/7, и последовательно вводятся компоненты - нитроцеллюлоза, расплав стеарата цинка в индустриальном или вазелиновом масле, окись или гидроокись висмута, йодид серебра, йодат меди, окись или гидроокись железа, углерод технический, смесь тринитрата глицерина, динитрата диэтиленгликоля или их смеси с централитом и дибутилфталатом, водный 0,5-1% раствор полиакриламида, раствор соли трехвалентного металла, например железа хлорида. После ввода каждого компонента производится перемешивание в течение не менее 5 мин. После ввода всех компонентов производится перемешивание не менее 1 часа. После перемешивания полученная масса отжимается на центрифуге, отжатая масса протирается через протирочный барабан. Крошка после протирочного барабана вальцуется на вальцах при температуре 80-90°С. Полотно после вальцев режется на "таблетку". "Таблетка" сушится в сушилке при температуре 70-90°С в течение 1-4 ч и далее прессуется на гидро- или шнек-прессе в шнур, из которого режутся изделия требуемой длины.Water with a temperature of 20-30 ° C is poured into the reactor with a stirrer in an amount that provides a composition / water ratio of ≈ 1/7, and components are introduced sequentially - nitrocellulose, molten zinc stearate in industrial or liquid paraffin, bismuth oxide or hydroxide, silver iodide, copper iodate, iron oxide or hydroxide, industrial carbon, a mixture of glycerol trinitrate, diethylene glycol dinitrate or a mixture thereof with centralite and dibutyl phthalate, an aqueous 0.5-1% polyacrylamide solution, a solution of a ferric metal salt, for example, iron chloride. After entering each component, stirring is performed for at least 5 minutes. After entering all the components is mixed for at least 1 hour. After mixing, the resulting mass is squeezed in a centrifuge, the squeezed mass is rubbed through a wiper drum. The crumb after the wiping drum is rolled on rollers at a temperature of 80-90 ° C. The canvas after the rollers is cut into a "tablet". The "tablet" is dried in a dryer at a temperature of 70-90 ° C for 1-4 hours and then pressed on a hydraulic or screw press into a cord from which products of the required length are cut.

Рецептуры прототипа, состава, требования к нему и свойства образцов состава приведены в таблице.The recipes of the prototype, composition, requirements for it and the properties of the samples of the composition are shown in the table.

Claims

Nitrocellulose-based ice-forming solid fuel, including nitrocellulose, glycerol trinitrate or diethylene glycol dinitrate or a mixture thereof, centralit, dibutyl phthalate, petrolatum or industrial oil, silver iodide, copper iodate, iron oxide or hydroxide, industrial carbon, metal tri-stearate, zinc tri-stearate , for example, iron, chromium or aluminum, characterized in that it contains bismuth oxide or hydroxide in the following ratio, wt.%:
Glycerol trinitrate, diethylene glycol dinitrate or their mixture 21.0-30.0 Copper iodate 5.0-24.0 Silver iodide 1.0-4.0 Iron Oxide or Hydroxide 0.5-5.0 Centralit 0.9-3.0 Vaseline or industrial oil 0.5-1.2 Zinc stearate 0.01-0.1 Technical carbon 0.5-3.0 Dibutyl phthalate 0.5-6.0 Polyacrylamide 0.1-1.0 Bismuth Oxide or Hydroxide 0.5-5.0 Salt of trivalent metal Fe, Cr, Al 0.01-0.1 Nitrocellulose rest