RU2705059C1 - Пластификаторы для ракетных топлив на основе сорбитола и перхлората калия - Google Patents
Пластификаторы для ракетных топлив на основе сорбитола и перхлората калия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2705059C1 RU2705059C1 RU2018139660A RU2018139660A RU2705059C1 RU 2705059 C1 RU2705059 C1 RU 2705059C1 RU 2018139660 A RU2018139660 A RU 2018139660A RU 2018139660 A RU2018139660 A RU 2018139660A RU 2705059 C1 RU2705059 C1 RU 2705059C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbitol
- rocket
- potassium perchlorate
- plasticizer
- fuel
- Prior art date
Links
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 title claims abstract description 14
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 title claims abstract description 9
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 title claims abstract 6
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 title abstract description 3
- 239000003380 propellant Substances 0.000 title 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 10
- WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N pyrogallol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1O WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- GGNQRNBDZQJCCN-UHFFFAOYSA-N benzene-1,2,4-triol Chemical compound OC1=CC=C(O)C(O)=C1 GGNQRNBDZQJCCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- QCDYQQDYXPDABM-UHFFFAOYSA-N phloroglucinol Chemical compound OC1=CC(O)=CC(O)=C1 QCDYQQDYXPDABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229940079877 pyrogallol Drugs 0.000 claims abstract description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229960001755 resorcinol Drugs 0.000 claims abstract description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 3
- 229960001553 phloroglucinol Drugs 0.000 claims description 4
- JPYHHZQJCSQRJY-UHFFFAOYSA-N Phloroglucinol Natural products CCC=CCC=CCC=CCC=CCCCCC(=O)C1=C(O)C=C(O)C=C1O JPYHHZQJCSQRJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 abstract description 2
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 abstract description 2
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical compound C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000002760 rocket fuel Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- SQUHHTBVTRBESD-UHFFFAOYSA-N Hexa-Ac-myo-Inositol Natural products CC(=O)OC1C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C1OC(C)=O SQUHHTBVTRBESD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N Xylitol Natural products OCCC(O)C(O)C(O)CCO TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- RXKJFZQQPQGTFL-UHFFFAOYSA-N dihydroxyacetone Chemical compound OCC(=O)CO RXKJFZQQPQGTFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940093476 ethylene glycol Drugs 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 229960005150 glycerol Drugs 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N inositol Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N 0.000 description 1
- 229960000367 inositol Drugs 0.000 description 1
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229940059574 pentaerithrityl Drugs 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N scyllo-inosotol Natural products OC1C(O)C(O)C(O)C(O)C1O CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012247 sodium ferrocyanide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 239000000811 xylitol Substances 0.000 description 1
- 235000010447 xylitol Nutrition 0.000 description 1
- HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N xylitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N 0.000 description 1
- 229960002675 xylitol Drugs 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
Изобретение относится к пластификатору для смесевого ракетного топлива на основе перхлората калия, которое может быть использовано в реактивных двигателях противоградовых и высотных научно-исследовательских ракет, в любительском и экспериментальном ракетостроении. Пластификатор состоит из сорбитола с добавкой 25-33 мас.% оксибензола, содержащего две и более гидроксильные группы в своей структуре, выбранного из группы, включающей резорцин, пирогаллол, флороглюцин, оксигидрохинон и гексаоксибензол. Для надежного закрепления достигнутой пластичности в состав добавляется сверх стехиометрии этиленкарбонат или пропиленкарбонат в количестве 0,5-1 мас.%. Использование пластификатора с добавкой оксибензола решает проблему нежелательной кристаллизации сорбитола. Составы остаются пластичными при 25°С и затвердевают в течение 6-8 месяцев при 10-15°С. Дополнительное введение этиленкарбоната или пропиленкарбоната в топливо позволяет получить пластичное топливо на основе перхлората калия и сорбитола с неограниченным временем хранения при температуре ниже 10°C. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области разработки экологически безопасного смесевого твердого ракетного топлива, которое может быть использовано в ракетных двигателях на твердом топливе (РДТТ) для противоградовых и высотных научно-исследовательских ракет, в любительском и экспериментальном ракетостроении, для моделей ракет, предназначенных для ракетно-космического моделирования в сфере технических видов творчества молодежи и детских развивающих игр.
Литьевые топлива на основе перхлората калия (ПХК) давно известны. В 1943-45 годах начали разрабатываться литьевые энергонасыщенные топлива на основе перхлоратов, где в качестве горючего используются смолы и полимеры. Это топлива GALCIT, которые содержат перхлорат калия (70-80%) и битум (20-30%), и Aeroflex которые содержат перхлорат калия (70-80%) и полиметилметакрилат (20-30%) (Roger D. Launius. То Reach the High Frontier: A History of U.S. Launch Vehicles. University Press of Kentucky. 2003, P. 233). Для них Jmax=180-190 с.
Однако, у топлив на основе перхлоратов металлов - высокий показатель степени N в законе горения в широком диапазоне давлений, более 0,6:
V=Vo*PN
где V это скорость горения топлива, Vo скорость горения топлива при давлении 1 атм.,
Р - давление, при котором горит топливо, N - показатель степени (барический коэффициент).
При этом горение данных топлив характеризуется пульсациями, а стабилизация горения наступает при давлениях выше 70 атм, что затрудняет конструирование ракетных двигателей (Пономаренко В.К. Ракетные топлива. ВИККА им. А.Ф. Можайского, СП-б.:1995, с. 372).
Прямым прототипом предлагаемым топливам являются топлива на основе перхлората калия и сорбитола, где применение «нитрилсодержащих» добавок (преимущественно простых и комплексных цианидов, обычно желтой кровяной соли - ЖКС) делает возможным нормальное стабильное горение от 1 до 40 атм. (Ребеко А.Г. RU 2594218 // Новые ракетные топлива на основе перхлоратов металлов).
Такое топливо изготавливается обычно методом сплавления исходных компонентов при температуре 140°C.
Сам сорбит в момент охлаждения до комнатной температуры представляет собой по консистенции вязкую смолообразную массу, которая постепенно кристаллизуется. Недостаток таких топлив заключается в том, что они достаточно быстро затвердевают после остывания исходного расплава через 1-2 недели, что плохо для конструирования двигателей с высоким давлением в камере сгорания. В камере сгорания двигателя большого диаметра (более 40 мм) топливные заряды из такого топлива под действием давления газа трескаются, что приводит к лавинообразному повышения площади горения и взрыву. Попытки получить пластичное топливо, где сорбитол частично замещен на углеводы (в частности фруктоза и глюкоза) приводят к тому, что в результате реакции карамелизации при плавлении топлива добавки выделяют углекислый газ, который придает нежелательную пористость топливу, и вещества (продукты реакции), которые уменьшают скорость горения. Добавки полиспиртов разной природы (ксилит, инозит, пентаэритрит, глицерин, этиленгликоль, 1,3-дигидроксиацетон), к сожалению, не предотвращают нежелательную кристаллизацию сорбитола.
В настоящем изобретении проблема пластичности топлива решается тем, что сорбитол частично заменяют (в количестве 25-33%) на оксибензонол, содержащий две и более гидроксильные группы в своей структуре: резорцин, пирогаллол, флороглюцин, оксигидрохинон (1,2,4-тригидроксибензол), а также гексаоксибензол. Исключением являются гидрохинон и пирокатехин - они, как и фенол не предотвращают кристаллизацию.
Оказалось, также, что пирогаллол, флороглюцин и гексаоксибензол повышают скорость горения топлива при нормальных условиях wo (табл. 1). Образцы приготавливались методом сплавления при перемешивании исходных компонентов при температуре 140°C.
Состав испытуемых топлив был следующим: ПХК - 2,5 гр, сорбитол - 1.125 гр, ЖКС - 0,3 гр, добавка оксибензонола - 0,25 гр.
Но, повышение скорости горения связано с одновременным снижением барического коэффициент N с 0,35 до 0,12, и поэтому скорость горения в двигателях не превышает 20 мм/с, а развиваемое давление остается не более 20 атм. в сравнении с составом без добавок.
Составы с добавками остаются всегда пластичными при температуре выше 25°C, но затвердевают в течение 6-8 месяцев при температуре 10-15°C. Для надежного сохранения пластичности в состав приходится добавлять сверх стехиометрии 0,5-1 мас.% этиленкарбоната или пропиленкарбоната. Добавки этих веществ в топливную массу без указанных выше полифенолов не предотвращают кристаллизацию сорбита пластичного заряда.
Таким образом, замещение сорбитола добавкой в количестве 25-33 мас.% оксибензонола (резорцин, пирогаллол, флороглюцин, оксигидрохинон (1,2,4-тригидроксибензол), а также гексаоксибензол) вместе с добавкой этиленкарбоната или пропиленкарбоната в количестве 0,5-1 мас.% сверх стехиометрии позволяют получить пластичное топливо на основе ПХК и сорбита с неограниченным временем хранения при температуре не ниже 10°C.
Claims (2)
1. Пластификатор для ракетных топлив на основе перхлората калия, состоящий из сорбитола с добавкой 25-33 мас.% оксибензола, содержащего две и более гидроксильные группы в своей структуре, выбранного из группы, включающей резорцин, пирогаллол, флороглюцин, оксигидрохинон и гексаоксибензол.
2. Пластификатор по п. 1, отличающийся тем, что топливо содержит добавку этиленкарбоната или пропиленкарбоната в количестве 0,5-1 мас.% сверх стехиометрии.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018139660A RU2705059C1 (ru) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Пластификаторы для ракетных топлив на основе сорбитола и перхлората калия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018139660A RU2705059C1 (ru) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Пластификаторы для ракетных топлив на основе сорбитола и перхлората калия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2705059C1 true RU2705059C1 (ru) | 2019-11-01 |
Family
ID=68500634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018139660A RU2705059C1 (ru) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Пластификаторы для ракетных топлив на основе сорбитола и перхлората калия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2705059C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2996370A (en) * | 1956-03-26 | 1961-08-15 | Phillips Petroleum Co | Rubber base ammonium nitrate composite propellant cured with milori blue |
| GB885409A (en) * | 1958-04-14 | 1961-12-28 | Hexcel Products Inc | Fuel grains for rocket engines |
| DE1646311A1 (de) * | 1968-01-20 | 1971-07-08 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Feststofftreibsatz fuer kombinierte Raketen-Staustrahltriebwerke und Verfahren zur Herstellung solcher Treibstoffe |
| RU2594218C2 (ru) * | 2014-08-04 | 2016-08-10 | Алексей Геннадьевич Ребеко | Новые ракетные топлива на основе перхлоратов металлов |
| CN107641066A (zh) * | 2016-12-19 | 2018-01-30 | 白海 | 一种固体火箭推进剂及制备方法 |
-
2018
- 2018-11-12 RU RU2018139660A patent/RU2705059C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2996370A (en) * | 1956-03-26 | 1961-08-15 | Phillips Petroleum Co | Rubber base ammonium nitrate composite propellant cured with milori blue |
| GB885409A (en) * | 1958-04-14 | 1961-12-28 | Hexcel Products Inc | Fuel grains for rocket engines |
| DE1646311A1 (de) * | 1968-01-20 | 1971-07-08 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Feststofftreibsatz fuer kombinierte Raketen-Staustrahltriebwerke und Verfahren zur Herstellung solcher Treibstoffe |
| RU2594218C2 (ru) * | 2014-08-04 | 2016-08-10 | Алексей Геннадьевич Ребеко | Новые ракетные топлива на основе перхлоратов металлов |
| CN107641066A (zh) * | 2016-12-19 | 2018-01-30 | 白海 | 一种固体火箭推进剂及制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3577289A (en) | Composite high energy solid rocket propellants and process for same | |
| US2574466A (en) | Smoke agent | |
| US4332631A (en) | Castable silicone based magnesium fueled propellant | |
| US4130061A (en) | Gun fired projectile having reduced drag | |
| US6361629B2 (en) | Flowable solid propellant | |
| US3467558A (en) | Pyrotechnic disseminating composition containing an agent to be disseminated | |
| RU2705059C1 (ru) | Пластификаторы для ракетных топлив на основе сорбитола и перхлората калия | |
| US2658874A (en) | Smoke agent | |
| US4361450A (en) | Plastic bonded explosive compositions | |
| US3418184A (en) | Smoke producing propellant | |
| ES2870548T3 (es) | Propulsores de munición insensible | |
| US4416710A (en) | Polynorbornene-based combustible compositions and processes for the fabrication thereof | |
| RU2226340C1 (ru) | Льдообразующее топливо | |
| US3957549A (en) | Low signature propellants based on acrylic prepolymer binder | |
| US4283237A (en) | Method of making a gun propellant composition | |
| RU2208007C2 (ru) | Бронирующий состав для зарядов твердого ракетного топлива | |
| ES2815524T3 (es) | Propulsores sin ftalatos | |
| US3759765A (en) | Gas producing compositions | |
| RU2705058C1 (ru) | Ракетные топлива на основе сорбитола и перхлоратов натрия и лития | |
| US3795556A (en) | Gelled gasoline incendiary compositions containing triethyl aluminum and a metal | |
| US4140562A (en) | Solid propellant with alginate binder | |
| US3657027A (en) | Injection moldable flammable composition and devices made therefrom | |
| US4239073A (en) | Propellants in caseless ammunition | |
| US3232801A (en) | Gelled fuel compositions | |
| US5071495A (en) | Diaminoglyoxime and diaminofurazan in propellants based on ammonium perchlorate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201113 |