Перспективные направления создания мощных высокоэнергетических материалов.

Зарубежные исследователи в области военных ВВ выделяют следующие основные направления развития и применения энергетичных материалов:

- создание (развитие) боеприпасов пониженного риска, что требует создания высокоплот­ных высокомощных ВС;

- обеспечение высокого уровня эксплуатационной безопасности за счет улучшения соот­ветqrвующих характеристик МЧВС;

- создание мощных ВВ специального назначения (для космических систем и т.п.); создание экологически безопасных ЭМ.

Основное внимание уделяется разработке высокоэнергетичных высокоплотных материа­лов, т.к. требования военных по увеличению эффективности с одновременным снижением ве­совых параметров зарядов ЭМ могут быть удовлетворены только за счет увеличения удельной плотности энергии и других характеристик ВС и порохов.

ВВ с высокой плотностью энергии будут способствовать большей степени свободы в конструировании систем вооружения и созданию систем с принципиально новыми параметрами.

Зарубежные исследователи полагают, что получение CL-20, NTO и других новых ВВ, не уступающих по энергетическим характеристикам гексогену/октогену, свидетельствует о том, что эволюционный путь развития химических энергетичных материалов не закончился, как считалось 10-20 лет назад.

Представители некоторых европейских военных иследовательских абораторий (Великобритании, Франции, Швеции) полагают, что мир находится в начале по­тенциально радикального увеличения плотности энергии, скоростей и давлений детонации ЭМ.

Появление новых ЭМ потребует, очевидно, новых принципов конструирования систем вооружения, в первую очередь БЧ. Пока еще неизвестно, как поведут себя, например, медь и молибден, применяемые в кумулятивных БЧ, под давлением ударной волны 125 ГПа и при ско­ростях деформации > 10 км/с.

Основные направления зарубежных НИР по созданию высокоэнергетичных высоко­плотных материалов (ВЭВПМ):

- создание с помощью органической химии синтеза специфических

молекулярных реагентов, превышающих по характеристикам CL-20;

- управление на принципах квантовой химии реакциями взрывчатого разложения ВЭВПМ;

- применение нанотехнологий для получения ВС

- применение высоких давлений при производстве (синтезе) метастабильных материалов с высокой плотностью энергии;

-поиск решений по использованию процессов ядерной изомеризации, сопровождающихся высокими скоростями выделения энергии с образованием радиоизотопов.

Полиазотные ВВ - вещества, молекулы которых имеют формулу Nn, где n>3, или соли таких веществ, например, N4, N₅⁺, АsF₆^- - относятся к веществам с высокой плотностью энергии, и, соответственно, с высокими характеристиками взрывчатого превращения.

Тенденции развития энергетических материалов

На основании результатов анализа сведений из множества зарубежных научно­-технических источников, касающихся проблем создания, характеризации и применения энерге­тичных материалов, вытекают следующие выводы о тенденциях развития энергетичных мате­риалов за рубежом:

А) Тенденции первого (высшего) уровня:

1) Создание индивидуальных и композиционных ЭМ с высокой плотностью энергии и высоким уровнем эксплуатационной безопасности;

2) Углубленное познание законов зарождения и развития быстропротекающих процес­сов (детонации и горения) в ЭМ в целях оптимизации процессов выделения энергии для повы­шения эффективности действия боеприпасов при снижении массы заряда ЭМ.

Б) Тенденции второго уровня:

1) Традиционный синтез новых ВВ формулы CНNO, таких как FOX-7 и соли динитрамида;

2) Синтез новых органических энергетичных молекул, таких как фторосодержащие продукты и продукты с молекулами пространственной структуры, как CL-20 и пентазолы.

3) Синтез неорганических энергетичных материалов с высокими энергетическими характеристиками, таких как полиазотные продукты;

4) Разработка технологий производства и применения в ВС высоко активированных ре­акционноспособных металлов;

5) Создание и освоение технологий производства наноструктурных ЭМ;

6) Создание и освоение технологий синтеза органических ЭМ в среде суперкритических жидкостей, например, жидкого СО₂, и под высоким давлением.

В) Тенденции третьего уровня (эволюционного развития ВВ):

1) Замена в ВС традиционных компонентов, таких как ТНТ, ТЭН, гексоген, октоген, перхлорат аммония на новый ряд - октоген, НТО, FOX-7, CL-20 и ADN

2) Замена тротилсодержащих ВС на полимерсодержащие ВС (РВХ).

В рамках этой тенденции - замена тротила, как литьевой основы, и ряда связующих, та­ких как САВ, NC, Viton, Estan. на энергетичные полимеры и пластификаторы, такие как GAP, PolyNIMMO. PolyGlyn, BDNPА, АММО, ВАМО, ADN.

3) Повышение эксплуатационной безопасности боеприпасов за счет модификации взрывчатых характеристик и уязвимости ВС, в частности, за счет применения мощных компо­нентов с бездефектными кристаллами сфероидальной формы.

4) Удешевление производства и повышение технологичности ВС по переработке;

5) Создание «зеленых» технологий синтеза ВВ и приготовления (переработки) ВС, а также технологий утилизации (рециклирования) ЭМ.