1.2. Характеристики порохов и твердых ракетных топлив

В настоящее время находит практическое применение в боеприпасах и ракетной технике весьма большое количество порохов и твердых топлив, разнообразных по природе и составу компонентов.

Классификация порохов и твердых топлив может быть представлена в следующем виде:

• нитроцеллюлозные пороха и твердые топлива:

на летучем растворителе;

на труднолетучем растворителе;

на смешанном (летучем и труднолетучем растворителе);

эмульсионные.

• пороха - механические смеси:

дымные пороха;

смесевые твердые топлива;

пиротехнические составы.

Нитроцеллюлозные пороха и твердые топлива представляют собой уплотненные (в процессе производства) нитраты целлюлозы, содержащие также пластификаторы и различные добавки.

Пороха на основе нитратов целлюлозы пластифицированные спирто-эфирным растворителем, с добавками, называются пироксилиновыми. Существует несколько разновидностей пироксилиновых порохов:

• обыкновенный пироксилиновый порох изготавливается в виде зерен и трубок и применяется для изготовления артиллерийских зарядов;

• пористый пироксилиновый порох в отличие от обыкновенного имеет пористую структуру и вследствие этого большую массовую скорость горения;

• беспламенный пироксилиновый порох отличается от обыкновенного лишь тем, что содержит специальные органические добавки, обеспечивающие получение беспламенной стрельбы;

• малогигроскопичные пироксилиновые пороха содержат гидрофобные добавки.

Пороха - механические смеси состоят их окислителей, горючих и связующих веществ. Компоненты этих порохов обычно не находятся в химической связи между собой, а их частицы лишь тесно соприкасаются друг с другом в результате тщательного смешения и уплотнения:

• дымные пороха (75% калиевой селитры, 15% угля и 10% серы)в зависимости от размеров зерна, геометрической формы и назначения подразделяются на группы (КЗДП, ДРП № 1, ДРП № 2, ДРП № 3, бессерный , шнуровой, трубочный);

• смесевые твердые топлива изготавливаются с применением в качестве окислителя перхлората аммония и обычно имеют следующий состав – 70% перхлората аммония, 25% горюче-связывающего вещества в виде каучуков, смол, 5% добавок (в зависимости от природы горюче-связующего вещества смесевые твердые топлива подразделяются на битумные, тиокольные, полиуретановые, карбоксильные и др. виды);

• пиротехнические составы в зависимости от назначения разделяют на осветительные, сигнальные, трассирующие, зажигательные, маскирующие дымовые, имитационные.

В таблице 1 приведены условная формула, чувствительность к детонационному импульсу (Р_кр), теплота взрыва, кислородный баланс различных марок порохов в сравнении с тротилом.

Процентное содержание компонентов в единице массы баллиститного пороха и азотность коллоксилина для наиболее распространенных порохов составляет: коллоксилин (N=12,3%) – 53%; нитроглицерин (С₃Н₅(ОNО₂)₃ – 27%; динитротолуол С₆Н₃(NО₃)₂СН₃ – 15%; централит СОN₂(C₆Н₅)₂(С₂ Н₅)₂ – 2%; вазелин С₂₀Н₄₂ – 2%; влага Н₂О – 1%.

Анализ характеристик порохов и топлив, приведенных в таблице 1, показывает, что все пороха и топлива имеют более высокий кислородный баланс, чем тротил. Артиллерийские баллиститные пороха и отдельные марки баллиститных ракетных топлив имеют высокое значение давления возбуждения детонации и в чистом виде практически неработоспособны в качестве промышленных ВВ.

Таблица 1 Энергетические характеристики порохов

Марка пороха	Условная формула	Ркр, кбар	Q взр, ккал/кг	Кислородный баланс, %
Пироксилиновый порох	С22,42 – 23,36 Н27,74 – 33,77 N8,43 – 9,18 О35,51 – 35,88	35 - 50	790 - 830	- (37 – 45)
Баллиститный порох	С24,57 Н33,00 –37,57 N8,68 – 9,46 О33,56 – 34,15	80	880 - 890	- (51 – 55)
Баллиститное ракетное топливо	С23,18 Н29,74 N9,65 О33,93 Pb0,04 Ca0,01 C19,47 H26,73 N10,08 O36,62 Ca0,30 C16,78 H25,67 N13,53O30,50 Mg1,76 Al1,95	40 – 45 72 18 - 20	960 1050 1430	- 44 - 25 - 30
Тротил	С6Н2СН3(NO2)3	10 - 20	870	- 74