книги / Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 1 Химия

В80-х годах в ЛНПО «Союз» были проведены широкие лабораторные исследования по оптимизации пластифицирую­ щей системы для высокоэластичных ВВ на баллиститной ос­ нове [183]. На основе этих исследований была разработана се­ рия составов с высокими детонационными и эластическими характеристиками.

Втабл. 108 приведены химические составы и некоторые характеристики этих ВВ.

Отработка непрерывной технологии изготовления линей­ ных зарядов ЗКЛБ производилась на составе РТГ-20-3, обла­ дающем более оптимальными, чем другие, реологическими и термомеханическими свойствами. Существующая технология изготовления баллиститных ТРТ, оснащенная на фазе формо­ вания пресс-оснасткой, имеющей формующий профиль с ку­ мулятивной выемкой, обеспечивает условия непрерывного из­ готовления ЗКЛБ.

Рис. 135. Заряд кумулятивный линейный баллиститный:

1 — взрывчатый баллиститный состав, 2 — металлополимерный состав, 3 — клей (допускается бесклеевое крепле­ ние)

Рис. 138. Зависимость максимальной глубины реза от толщины кумулятив­ ной облицовки для зарядов 0 60мм:

1 — облицовка из металлической меди, 2 — облицовка из металлополимера на основе порошкообразной меди (80%)

Рис. 139. Шубина реза в зависимости от высоты расположения заряда над плитой:

д

Рис. 140. Ъ|пы шашек-детонаторов баллиститных:

а - ШДБ-1; б - ШДБ-2; в - ШДБ-3; г - ШДБ-4; д - ШДБ-5 1 — БРТТ; 2 — бумажное покрытие; 3 — пластичное ВВ; 4 — промежу­

точный инициатор

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАЗДЕЛУ «ХИМИЯ БАЛЛИСТИТНЫХ ПОРОХОВ,

ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ ТОПЛИВ»

Изобретение нитроцеллюлозных порохов (пироксилиновых, кордитных и баллиститных) и организация их промышленного производства в ведущих странах явились крупным шагом не только в военном деле, но и в развитии науки и технике во­ обще. Исследования химического и макромолекулярного неоднообразия полимеров природного происхождения, их надмоле­ кулярной структуры и поиск способов воздействия с целью управляемого изменения характеристик как внутримолекуляр­ ного, так и надмолекулярного строения заложили основы со­ временной химии высокомолекулярных соединений.

Исследования по механизмам термохимического превраще­ ния веществ, в первую очередь, горения, детонации, теплового взрыва и переходных процессов, имеющих различную ско­ рость между двумя крайними точками — горением и детона­ цией — явились основой теории быстропротекающих процес­ сов как в ЭКС современных средств вооружения, так и высо­ коэнергетических материалов гражданского назначения.

Современная химия баллиститных артиллерийских порохов и ракетных топлив опирается на результаты фундаментальных исследований по химическому взаимодействию компонентов в широком температурном диапазоне, включая и критические условия теплового воспламенения и взрыва, позволившие оп­ ределить границы безопасных условий переработки топлив и эксплуатации зарядов.

На основе исследований по термораспаду и изучения зако­ номерностей газовыделения построены физическая и матема­ тическая модели, из которых определяются оптимальные пара­ метры переработки баллиститных топлив, обеспечивающие по­ лучение качественных зарядов.

Теоретические исследования термодинамически равновес­ ных состояний продуктов сгорания в камере сгорания и на срезе сопла ракетных двигателей позволяют рассчитывать энергетические характеристики составов, определять опти­ мальные параметры новых компонентов, способных обеспе­ чить требуемые характеристики топлив, и выбрать варианты их синтеза.

Следует отметить, что синтез новых высокоэнергетических компонентов с высокими энтальпией образования и коэффи­ циентом избытка окислителя становится затруднительным, ибо с увеличением энергии в молекуле снижается ее стабильность при тепловых и механических воздействиях. Поэтому очень важным является вопрос прогноза ее оптимальной структуры.

Сложность проблемы обеспечения высоких энергетических характеристик для баллиститных П и ТРТ усугубляется высо­ кими параметрами «теплосилового» поля при переработке мас­ сы, имеющей большие вязкость и чувствительность к механи­ ческим воздействиям. Поэтому энергетические возможности этого класса топлив в настоящее время ограничены на уровне I = 250...255 с при плотности р = 1,65... 1,75 г/см3.

Баллистические характеристики (скорость горения и ее за­ висимость от давления и температуры) в большой степени оп­ ределяются химическим составом топлива. Начиная с военно­ го времени, проводились широкие исследования по поиску способов регулирования скорости горения и ее зависимости от давления и температуры. Изучение механизма горения позво­ лило установить в цепи быстропротекающих реакций стадию, на которой влияние катализаторов и ингибиторов сказывается в наибольшей степени. Б. П. Жуковым на основании глубоких исследований процессов горения сделано открытие: катализ и ингибирование осуществляются на ранней стадии горения. Им же найдены наиболее эффективные каталитические добав­ ки — неорганические соединения свинца — оксиды, соли.

Более поздние исследования механизма горения высоко­ энергетических металл — ВВ — содержащих топлив, связан­ ные с улучшением баллистических характеристик этого класса топлив, позволили установить особенности катализа высоко­ энергетических БРТТ. Свинцово-медные катализаторы, неорга­ нические и органические, в отсутствие в составе добавки угле­ рода (сажи) не работают. И только с образованием на поверх­ ности горения «сажистого каркаса», препятствующего агломерации частиц свинцово-медного катализатора, послед­ ний начинает проявлять высокую каталитическую активность. Причем, эта активность неодинакова во всем диапазоне давле­ ний: при низких давлениях она проявляется в большей степе­ ни, чем в зоне высоких давлений. Вследствие этой особенно­ сти зависимость скорости горения от давления в определен­ ном диапазоне давлений снижается с уменьшением показателя V в функции II = 11 |Р*'.