1)Способы повышения единичного импульса

При рассмотрении путей повышения J₁топлива следует отметить, чтоJ₁– фракция тепла, выделяющегося при горении пороха, т.еJ₁=f(Q). По з-ну Гесса теплота горения в-ва:

Чем меньше теплота обр-ия компонентов топлива и больше у продуктов горения, тем больше выделится тепля при его горении и тем больше J₁.

1.Получение продуктов горения с наибол.Q_обр,Установлено, что для этого целесообразно вводить высокотеплотворные металлы.

Основными продуктами горения пороха являются СО, СО₂, Н₂О, Н₂иN₂. Сначала обр-ся СО и Н₂, затем О₂расходуется на окис-ие СО до СО₂и Н₂до Н₂О.

Если в состав пороха ввести в-ва с более высокими Q_оброкислов, чем СО₂ и вода, энергет.уровень горения пороха должен ↑. Такими в-ми являются металлы.

Оксид		Теплота обр-ия в ккал			Расход кислорода
Формула	мол.масса	на 1 моль оксида	на 1 гр	г/г элемента
Н2О	18	68	3,8	8
СО2	44	94	2,1	3,66
СО	28	26	0,9	1,33
Al2O3	102	393	3,9	0,89

при окис-ии Alрасходуется в 9 раз меньше О₂, чем при окис-ии Н₂и в 4 раза меньше, чем СО₂.

Металлы с теплотой обр-ия оксидов более 2,1 ккал/гр ориентировочно могут рассм-ся как горючие компоненты БП, способные повысить их энерг.уровень

Оксиды металлов	ВеО	Lio	В2О3	Al2O3	MgO	SiO2	TiO2	CaO	K2O5
Qобр оксида	5,7	4,8	4,4	3,9	3,5	3,5	2,7	2,7	2,4

Наибольший интерес должны были представлять Ве и Li, но их исп-ие затруднено, т.кLiочень активно взаимодействует с водой иO₂, соед-ия Ве очень токсичны. Наиболее реальным явл-ся исп-ие металл-их В,AlиMg.

↑ сод-ия в порохе металла ↑ J₁до опр-го предела. Например, при введении в НБAl–maxувеличениеJ₁составляет 19 единиц;Mg– 13;B– 12, т.кAlиMgможно ввести 12-15%, а В не более 10%.

↑ сод-ия металлов выше опр-го предела отриц-но сказывается на J₁, т.к меняется состав продуктов горения, в них могут появится конден-ые продукты, что меняет теплоемкость иJ₁.

Не смотря на то, что по расчетам ввод Alдолжен давать больше значенияJ₁, чемMg, оказалось, что порох.масса с однимAlмалотехнологична, с большим внеш и малым внутр трением. Кроме того,Alв порохе плохо воспл-ся и => не выделяется расчетного кол-ва тепла. Поэтому обычно вводят сплавAl:Mg(1:1) (ПАМ-4)

С вводом Пам-4 отработаны 3 состава ракет.порохов: РАМ-10 (кол-н – 51%, НГ – 33%, ДНТ – 2,5%, ПАМ-4 – 10%, СХС – 2,5%, тех.добавки-1%, Q_ж=1245 ккал/кг; ν=0,71); РАМ-12К (49%, 35,5%, - , 12,5% , 2%, добавки-1%,Q_ж=1365, ν=0,64) и РСАМ (23%, 29,5%, 5,2%, 6%, 1,5%, 1%, модификаторы горения-3,8%,Q_ж=1090, ν=0,41).

Технолгич.св-ва металлизир-х порохов при формовании на шнек-прессе оказались хуже, чем у штатных БП. Это вызвано ↑ внеш трения пороха при введении метал.порошков и ↓ их прочности на срез.

Исследования показали, что наиболее резко ухудшаются технологич св-ва пороха при введении Ве, В и Al. Для улучшения св-в порох.масс с Пам-4 исп-ся наиболее эффективные тех.добавки (ПАВы ОС-К6, ОС-2О).

Тв металлы, вводимые в порох, повышают восприимчивость к детонации. Это связано с тем, что при прохождении удар.волны Тв частицы металлов становятся центрами хим р-ий, поджигающих пластиф-ую часть пороха. Возбудимость частиц ↑ с ↑ их твердости, плотности и размеров.

Для ↓ детанац.сп-ти рекомендуют добавки с низкой твердостью, ρ≤2,8 и вводить их в высокодисп-м состоянии. Этим требованиям удовл-ют Li,B,Al,Mg,Si,Caи их сплавы.

Для ↓ возможности перехода горения в детонацию при прессовании в шнек-прессе надо ↓ рыхлость п/ф и ↑ размер частиц, загружаемых в пресс (ПКТ - ↑ безопасности работы, произв-ти фазы прессования и плотность пороха).

Мех прочность порохов с Пам ниже, чем у обычных БП=>физ стабильность тоже ниже.

Установлено, что при сгорании Alобр-ся тугоплавкийAl2O3, способный стабилизировать горение высокоэнерг-ко пороха в камере реакт.дв-ля. Следовательно, вместо мин.добавок (3-4%), явл-хся энерг. балластами, можно исп-ть металлы. Но, для ↓ зависимостиVгор от давления катализаторы горения необходимы.

Установлено, что введение Mgи сплава ПАМ ↑ запас хим стойкости пороха.Al,Be,Ziпочти не оказ-т влияния на хим стойкость. В - ↓ ее.

↑ стойкости при введении связано, по-видимому, с тем, что на повер-ти его частиц обр-ся MgO, являющийся СХС.

2.Введение компонентов с малой теплотой обр-ия (замена кол-на или НГ).

Для замены кол-на интересны П1 и поливинилнитрат.

Название	Qобр	избыток,α	Н/С
N=12%	685	0,6	1,29
N=13,3%	600	0,663	1,219
ПВН	400	0,54	1,5
Пластиф-р	390	1,059	1,667

П1 выгоднее кол-на по Qобр и по избытку кислорода α. Поэтому введение П1 должно ↑J₁. При соотношении полимер : пластиф-р=1:1 :J₁=238кгс/кг – кол-н+НГ иJ₁=243 – П1+НГ (замена дает ↑J₁)

Изготовить порох на одном П1 при пласт-ции НГ почти невозможно, т.к П1 плохо пласт-тся НГ и порох получается жесткий и хрупкий. Поэтому исп-ть смесь П1 и кол-на.

Расчеты по замене на ПВН показали, что для реальных составов по энергетике ПВН и П1 почти взаимозаменяемы, т.к ПВН имеет меньший избыток кислорода. Поэтому более целесообразно делать порох из смеси П1и ПВН, тем более что ПВН хорошо пласт-ся НГ.

Опыты по изг-ию из П1+ПВН с добавкой ПАМ-4 доли порох с J₁=246-248 кгс/кг. Но этот порох имеет ряд недостатков: низкая термостабильность из-за ПВН; малая мех прочность из-за малой мол-ой массы ПВН.

Для ↑ J₁интесна замена НГ на другой пласт-р с меньшейQобр . Если в нем будет не много О2, но он будет активнее к НЦ, чем Нг, а также будет давать пластичную композицию, то это даст возможность ввести мощные ВВ с достат-м кол-ом кислорода. НаименьшуюQобр имеют азидопроизводные. Наибольший интерес вызвало в-во дазидоглицериновый эфир азидоуксус. к-ты.