RU2660057C1 - Твердое металлическое горючее и способ его воспламенения - Google Patents

Твердое металлическое горючее и способ его воспламенения Download PDF

Info

Publication number
RU2660057C1
RU2660057C1 RU2016141120A RU2016141120A RU2660057C1 RU 2660057 C1 RU2660057 C1 RU 2660057C1 RU 2016141120 A RU2016141120 A RU 2016141120A RU 2016141120 A RU2016141120 A RU 2016141120A RU 2660057 C1 RU2660057 C1 RU 2660057C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
solid metallic
titanium
metallic fuel
solid
Prior art date
Application number
RU2016141120A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Александрович Скачков
Сергей Владимирович Пожаров
Евгений Александрович Крымов
Александр Александрович Сабянин
Анатолий Сергеевич Ахапкин
Михаил Анатольевич Иванькин
Наталья Валериевна Гурылева
Павел Алексеевич Мешенников
Александр Викторович Кукушкин
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина")
Priority to RU2016141120A priority Critical patent/RU2660057C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2660057C1 publication Critical patent/RU2660057C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
    • C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K7/00—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof
    • F02K7/10—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof characterised by having ram-action compression, i.e. aero-thermo-dynamic-ducts or ram-jet engines
    • F02K7/18—Composite ram-jet/rocket engines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к твердому горючему для сверхзвуковых и гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных или ракетных двигателей и способу его воспламенения. Твердое металлическое горючее представляет собой монолитное изделие, изготовленное из титана или сплава титана, имеющее формы и размеры, позволяющие разместить его в камере сгорания двигателя. Для воспламенения твердого металлического горючего набегающим высокоэнтальпийным воздушным потоком воспламеняют инициатор, расположенный перед твердым металлическим горючим. Инициатор представляет собой пористое изделие, изготовленное из спеченного порошка по меньшей мере одного материала, выбранного из группы, включающей в себя титан, железо, магний, алюминий, бор и/или их порошковые оксидно-металлические смеси. Группа изобретений позволяет значительно повысить энергетические характеристики и эксплуатационные параметры воздушно-реактивных и ракетных двигателей, в которых применяется твердое металлическое горючее. 2 н.п. ф-лы.

Description

Группа изобретений относится к области твердых металлических горючих для сверхзвуковых и гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных или ракетных двигателей.
Известно твердое горючее, содержащее 27% титанового порошка, 5% бора и 68% хлората калия (см. WO 90/13529 А1, 15.11.1990).
Недостатки известного твердого горючего состоят в том, что оно не обладает прочностными свойствами, необходимыми для эксплуатации при высоких стартовых перегрузках, для производства горючего применяются достаточно сложные технологические операции, для воспламенения горючего используются специальные устройства.
Также известно твердое металлическое горючее, принятое в качестве ближайшего аналога к заявленному твердому металлическому горючему, содержащее 0.5-50% порошка металла, 36-95% полиолефина и 4-15% карборана или его производных (см. RU 2288207 С1, 27.11.2006).
Недостатки известного твердого металлического горючего состоят в том, что его изготовление связано с применением множества технологических операций и оно также обладает низкой механической прочностью. Кроме этого, энергетические характеристики смесевых горючих невысоки.
Задачей настоящего изобретения является создание твердого металлического горючего с высокой теплотворной способностью (более 90000 МДж/м3), а также способа его воспламенения.
В результате достигается технический результат, заключающийся в значительном повышении энергетических характеристик и эксплуатационных параметров воздушно-реактивных и ракетных двигателей, в которых применяется заявленное твердое металлическое горючее.
Технический результат достигается посредством создания твердого металлического горючего, которое представляет собой монолитное изделие, изготовленное из титана или сплава титана, имеющее формы и размеры, позволяющие разместить его в камере сгорания прямоточного воздушно-реактивного или ракетного двигателя.
Кроме этого, технический результат достигается посредством создания способа воспламенения заявленного твердого металлического горючего, в котором набегающим высокоэнтальпийным воздушным потоком воспламеняют инициатор, расположенный перед твердым металлическим горючим, представляющий собой пористое изделие, изготовленное из спеченного порошка по меньшей мере одного материала, выбранного из группы, включающей в себя титан, железо, магний, алюминий, бор и/или их порошковые оксидно-металлические смеси.
Монолитное изделие из титана или сплава титана может быть изготовлено любым известным способом, не раскрываемым конкретно в рамках настоящего изобретения. В частности, может быть использован титановый прокат с дальнейшей механической обработкой.
Химическая инертность титана, обусловленная наличием прочной оксидной пленки на его поверхности, его прочность, взрывобезопасность и пожаробезопасность значительно упрощают эксплуатацию, транспортировку и хранение твердого металлического горючего в любых климатических условиях и позволяют работать с ним персоналу без особых требований к уровню квалификации.
Инициализация горения заявленного твердого металлического горючего происходит путем воспламенения высокоэнтальпийным воздушным потоком в камере сгорания прямоточного воздушно-реактивного или ракетного двигателя инициатора, представляющего собой изделие, изготовленное, например, из спеченного порошка титана или сплава титана, располагающееся в камере сгорания перед блоком горючего. Инициатор имеет пористую структуру для увеличения активной поверхности, участвующей в процессе воспламенения.
После воспламенения инициатора высокотемпературными продуктами сгорания осуществляется воспламенение монолитного твердого металлического горючего с использованием окислителя (кислорода) из набегающего воздушного потока. Дальнейший процесс горения твердого горючего поддерживается за счет набегающего воздушного потока и высокой температуры в камере сгорания, с истечением продуктов через сопло двигателя.
Инициатор с остаточной пористостью 10-60% изготавливается методами порошковой металлургии, что позволяет создать структуру материала, способную воспламеняться от набегающего в прямоточный воздушно-реактивный или ракетный двигатель сверхзвукового или гиперзвукового воздушного потока и обеспечивает широкую вариативность параметров процесса воспламенения.

Claims (2)

1. Твердое металлическое горючее для прямоточного воздушно-реактивного или ракетного двигателя, отличающееся тем, что оно представляет собой монолитное изделие, изготовленное из титана или сплава титана, имеющее формы и размеры, позволяющие разместить его в камере сгорания двигателя.
2. Способ воспламенения твердого горючего по п. 1, в котором набегающим высокоэнтальпийным воздушным потоком воспламеняют инициатор, расположенный перед твердым металлическим горючим, представляющий собой пористое изделие, изготовленное из спеченного порошка по меньшей мере одного материала, выбранного из группы, включающей в себя титан, железо, магний, алюминий, бор и/или их порошковые оксидно-металлические смеси.
RU2016141120A 2016-10-19 2016-10-19 Твердое металлическое горючее и способ его воспламенения RU2660057C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141120A RU2660057C1 (ru) 2016-10-19 2016-10-19 Твердое металлическое горючее и способ его воспламенения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141120A RU2660057C1 (ru) 2016-10-19 2016-10-19 Твердое металлическое горючее и способ его воспламенения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2660057C1 true RU2660057C1 (ru) 2018-07-04

Family

ID=62815836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016141120A RU2660057C1 (ru) 2016-10-19 2016-10-19 Твердое металлическое горючее и способ его воспламенения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2660057C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3901028A (en) * 1972-09-13 1975-08-26 Us Air Force Ramjet with integrated rocket boost motor
US4891938A (en) * 1986-03-17 1990-01-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Solid fuel burn enhancer
US5529648A (en) * 1993-12-23 1996-06-25 Aerodyne Research, Inc. Heterogeneous fuel for hybrid rocket
RU2288207C1 (ru) * 2005-06-03 2006-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ФГУП ГНИИХТЭОС) Композиция твердого горючего
RU2439358C2 (ru) * 2009-11-05 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Корпорация "Тактическое ракетное вооружение" Прямоточный воздушно-реактивный двигатель на порошкообразном металлическом горючем
RU2565131C1 (ru) * 2014-07-14 2015-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Прямоточный воздушно-реактивный двигатель на твердом горючем и способ функционирования двигателя

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3901028A (en) * 1972-09-13 1975-08-26 Us Air Force Ramjet with integrated rocket boost motor
US4891938A (en) * 1986-03-17 1990-01-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Solid fuel burn enhancer
US5529648A (en) * 1993-12-23 1996-06-25 Aerodyne Research, Inc. Heterogeneous fuel for hybrid rocket
RU2288207C1 (ru) * 2005-06-03 2006-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ФГУП ГНИИХТЭОС) Композиция твердого горючего
RU2439358C2 (ru) * 2009-11-05 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Корпорация "Тактическое ракетное вооружение" Прямоточный воздушно-реактивный двигатель на порошкообразном металлическом горючем
RU2565131C1 (ru) * 2014-07-14 2015-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Прямоточный воздушно-реактивный двигатель на твердом горючем и способ функционирования двигателя

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МЕЛЬНИКОВ В.Э. Современная пиротехника, Москва, ППП "ТИПОГРАФИЯ "НАУКА", 2014, с.285-288. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Feng et al. Ignition and combustion characteristics of single gas-atomized Al–Mg alloy particles in oxidizing gas flow
CN102050686A (zh) 一种烟花用微烟点火药剂
Ciezki et al. Overview on the German gel propulsion technology activities: Status 2017 and outlook
CN102292244B (zh) 安全气囊装置用气体发生器
RU2486452C1 (ru) Способ увеличения дальности полета артиллерийского снаряда и устройство для его реализации
US9194669B2 (en) Flares with a consumable weight and methods of fabrication and use
Bykovskii et al. Detonation combustion of coal
Zhang et al. Effect of the microporous structure of ammonium perchlorate on thermal behaviour and combustion characteristics
RU2660057C1 (ru) Твердое металлическое горючее и способ его воспламенения
Lin et al. Experimental investigation on explosion characteristics of nano-aluminum powder—air mixtures
RU2493533C1 (ru) Активно-реактивный снаряд
Savenkov et al. Initiation of high-energy material ignition by nanosecond high-current electron beam
US4402705A (en) Incendiary composition containing a group IVB metallic fuel
JP2015183683A5 (ru)
US797218A (en) Smokeless-powder saluting charge.
US3317362A (en) Igniter composition for aircraft ejection apparatus
Chen et al. Properties of dust clouds of novel hydrogen-containing alloys
Rozumov et al. Nitrocellulose and BKNO3 Based Igniters for Gun Systems.
RU2425244C2 (ru) Стартовый ускоритель голодяева для ракет
Suzuki et al. Combustion Characteristics of Boron Particles for Ducted Rockets-Effects of Pressure
RU2340860C1 (ru) Ракета для активного воздействия на облака
Li et al. Study on Ignition Delay Time of Al/Mg Fuel-rich Propellant under Tangential Air Flow
Miyayama et al. Improving combustion of boron particles in secondary combustor of ducted rockets
RU2493401C1 (ru) Ракетный двигатель твердого топлива
US3421439A (en) Incendiary projectile

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191020

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20210618