4(4). Какая система отверждения применяется для сртт, содержащего «активное» связующее на основе ску-90 и почему? Напишите уравнение реакции отверждения.

В настоящее время СКУ-90 широко разрабатывается в составах СРТТ, он относится к полярным каучукам, поэтому может пластифицироваться полярными пластификаторами (нитроэфирами). Соотношение берется 1:10 . это позволяет получить высокоэнергетическое топлива, которые имеют высокий уровень физико-механических характеристик. Пластифицируемый СКУ-90 составляет основу активного связующего, т.е. связующий который имеет активные атомы Н₂. Применение активного связующего связано с использованием высокоэффективных окислителей и наполнителей. Такие составы относятся к высокоэнергетическим, т.е. имеют повышенный единичный импульс, поэтому система отверждения для таких горюче-связующих в составе СРТТ должна быть низкотемпературной. СКУ-90 получают из 3 молей 2,4-ТДНЦ, 1 моля полиэфира П-6 БА(полиэтилен гликоль бутилен гликоль адицинат), 2 молей 2-бутендиол-1,4

СКУ-90 содержит в каждом звене две двойные связи, т.к. пластифицированный полимер чувствителен к температуре, поэтому отвердитель должен реагировать при температуре +15-+40°C. Существует две низкотемпературные системы отверждения:1) хиноловым эфиром(ЭХ-1, ЭХ-2, ЭХ-19) и 2) N-оксидами(лис-оксидами).

Хиноловая система используется в том случае, если в составе СРТТ отсутствуют нитроэфиры, т.к. нитроэфиры ингибируют отверждение по двойным связям. Поэтому СКУ-90 отверждается по двойным связям лис-оксидом(мезителен динитрооксид).

Реакция протекает по механизму 1,3-диполярного циклоприсоединения, эта реакция не чувствительна к влаге, кислотности, наличию нитроэфиров.

Топливные массы на основе СКУ-90 имеют требуемый уровень жевучести порядка 120 часов, сопротивление разрыву σ=0,4-0,5%, относительную деформацию ε_отн=35-40%, модуль упругости Е=1-1,5 МПа.

В случае, если СКУ-90 не пластифицирован нитроэфиром, лучше для отверждения использовать в качестве связующего хиноловую систему отверждения (низкотемпературная система отверждения) ЭХ-1, ЭХ-10:

Билет №5

1(5).Приведите технологию изготовления и оборудование для получения мало эрозионных и беспламенных порохов. Состав и назначение компонентов. Механизм их воздействия на канал ствола орудия и способы снижения пламенности и эрозии.

Мало эрозионными порохами называются пороха, содержащие добавки уменьшающие разгар канала ствола. При выстреле из орудия происходит вынос металла канала ствола, при этом диаметр канала ствола увеличивается, что приводит к негодности орудия. Эти пороха предназначены для систем имеющих высокий темп стрельбы (артиллерийское орудие). Разгарно-эрозионное действие уменьшается при введении в состав пороха 2 – 3 % церезина или вазелинового масла. Применение такого пороха позволяет увеличить срок службы стволов в 2 – 3 раза.

Особенности изготовления мало эрозионных порохов:

а) на фазе пластикации церезин предварительно расплавляют, подогревают до 140 – 170⁰С и диспергируют сжатым воздухом на мелкие частицы. Затем смешивают с эфиром для образования суспензии, которая заливается в мешатель.

Б) после сушки пороха графитуются.

Беспламенными называются пироксилиновые пороха содержащие в своем составе пламегасящие добавки и обеспечивают устранение дульного и обратного пламени при стрельбе из артиллерийских орудий с применением пламегасящего или без него. Обозначаются они индексом «БП», содержат 4,5 – 6% канифоли и могут иметь в составе 0,5 – 1,5% K₂SO₄. Пламегасящие пороха содержащие 44 – 48% K₂SO₄ и 2,2 – 2,5% канифоли, обозначаются индексом «УГ» (универсальные гасители). Допускается замена канифоли на ДБФ в соотношении 1:1,5.

Технология изготовления и оборудование для получения мало эрозионных и беспламенных порохов:

1. Обезвоживание (центрифуга)

2. Приготовление пороховой массы (Мешатель Шадель – Паж и Смеситель Вернер – Пфляйдерера)

3. Прессование пороховой массы (пресс ВИВ-М)

4. Резка шнуров (Станок Сан-Галли)

5. Провелка пороха (провялочный шкаф)

6. Сортировка (наклон (сито, грохот))

7. Вымочка (бетонный бассейн)

8. Сушка и увлажнение

9. Мешка и укупорка (сушилка)

Обезвоживание

В пироксилине поступающем в пороховое производство содержится 25 – 32 % воды, которая препятствует процессу набухания пироксилина в спирто-эфирном растворителе и затрудняет получение пластифицированной массы , т.к при пластификации вода вступает во взаимодействие со спиртом и получается не спирто-эфирный растворитель, спирт разбавленный водой и эфир. Поэтому воду необходимо удалить. Сущность обезвоживания заключатся в вытеснении из пироксилина воды этиловым спиртом в следствии продавливания спирта через уплотненный слой пироксиоина. Процесс обезвоживания состоит из нескольких этапов:

1. Замещение адсорбционной воды спиртом и превращение всей воды в свободную.

2. Увеличение концентрации спирта на поверхности волокон пироксилина.

3. Вытеснение свободной воды с движущимися слоями спирта.

4. Смешение воды и спирта, на границе раздела спирт – вода.

5. Удаление избытка спирта за счет центробежной силы.

Центрифуга состоит из корзины цилиндрической формы насаженной на вертикальный вал, который соединен с приводом (корзина заключена в корпус). Козина состоит из 2 обечаек с отверстиями от 2 до 5 мм. Обечайки образуют внутреннее пространство куда загружается пироксилин для обезвоживания. Медная труба – ливер, соединена, . Снихзу имеется труба для вывода отработанного спирта.

Приготовление пороховой массы

На фазе приготовления пороховой массы пироксилин смешивается со всеми компонентами, входящими в ее состав, и получается однородная набухшая масса обладающая пластическими свойствами. При получении пороховой массы протекают физико-химические (набухание спирто-эфирным растворителем) и механические процессы.

В периодическом производстве для получения пороховой массы применяют смесители 2-х типов:

1. Шадель – Паж.

2. Вернер – Пфляйдерер

Мешатель Шадель – Паж представляет собой чугунный цилиндр D=850 мм, L=750 мм. Через центр цилиндра проходит горизонтальный вал. На конце которого имеется лопасть ромбического сечения (перо). Валу придается возвратно-поступательное и вращательное движения. В результате чего перо при своем движении по винтовой линии обходит весь объем смесителя, перебрасывая всю массу с места на место, но не оказывая на нее давление. В этом мешателе нет мертвого пространства. Передняя стенка мешателя откидная, служит для выгрузки массы. В верхней части имеется загрузочный люк.

Смеситель Вернер – Пфляйдерера.

Состоит из чугунного корпуса в виде 2-х полуцилиндров, в центре которых проходят бронзовые валы с лопастями. Мешатель имеет рубашку для охлаждения. Крышка герметично закрывается и имеет 2 отверстия:

- для заливки эфира и отборы проб

- для наблюдения за работой мешателя.

Загрузка пироксилина 90 – 120 кг на сухой вес. L=960 мм, ширина=840мм, высота= 600 мм. Лопасти мешателя вращаются с разной скоростью: 1-я 21-28 об/мин, 2-я 12-15 об/мин.

При вращении лопастей навстречу друг другу масса сжимается и уплотняется, что способствует ее пластификации. При вращении наружу масса разрыхляется. Для удобства выгрузки корпус может опрокидываться на 110⁰.

Прессование пороховой массы

При прессовании под давлением получаются пороховые элементы с определенной плотностью, поперечными размерами и геометрической формой. Пластичная пороховая масса легко деформируется под действием внешних сил, но после снятия нагрузки в исходное состояние не возвращается, т.е в системе из-за пластического течения остается большая остаточная деформация. На фазе прессования идет дальнейшая пластификация. Происходит уплотнение пироксилина за счет ликвидации микро- и макропустот, увеличения степени ориентации. Происходит усреднение пороховой массы, под действием давления растворитель глубже проникает в волокна пироксилина.

Для прессования массы применяются 2 пластических пресса ВИВ-М

Состоит из 2-х стальных колонн, главного гидравлического цилиндра с поршнем, вспомогательного цилиндра с поршнем, 2-х изложниц, вращающихся на одной из колонн как на оси. Поворот изложниц производится вручную. Изложницы жестко скреплены друг с другом. На левой колонне установлены свободно вращающийся кронштейн с цилиндром подпрессовки с поршнем. Рабочая поверхность изложниц выполнена в в идее объемных рубашек, которые заменяются по мере их износа. Наличие 2-х поворотных изложниц дает возможность вести прессование шнуров на 1 изложнице при одновременном заполнении массой другой изложницы.

резка пороха

Перед резкой шнуры должны иметь достаточную механическую прочность, чтобы не было сжатия. С другой стороны шнуры не должны быть слишком сухими, чтобы не было сколов, трещин, заусенцев. Цель резки придать пороховым элементам требуемую длину с учетом 10% усадки.

Станок Сан-Галли состоит из станины 1 в верхней части которой имеется прямоугольный зев 2, и коленчатого вала с шатуном 3, на котором укреплена деревянная планка с ножом 4, подающего механизма (транспортера) 7, рифленые валики 5 и деревянного стола 6 с отверстием. На ленту транспортера ровным слоем накладываются шнуры, которые при движении транспортера захватываются рифлеными валиками и подаются в прямоугольный зев на длину порохового элемента. При движении ножа вниз происходит отрезание порохового зерна.

Провелка пороха

Назначение операции: довести содержание растврителя до такого количества, при котором можно было бы вымачивать его в воде, не опасаясь что произойдет разрушение его структуры. В основе провелки лежат процессы диффузии. Провялевание может производиться 2 способами:

1) подогретый до 23-40⁰С увлажненный воздух 60-70% подается в помещение где установлены провелочные шкафы

2) воздух подается непосредственно в провелочные шкафы, а воздух отсасывается на рекуперацию.

Провелочный шкаф состоит из 2-х герметичных секций каждая из которых разделена на 4 отсека. Внутри отсека расположены 10 полок, на которые ставятся деревянные противни с сетчатым дном.

Сортировка пороха

Производится для удаления из пороха дефективных зерен, их общее количество не должно превышать 4%. Брак делится на 2 группы:

1) по наружному виду (посторонние включения, седина, непластифицированный пироксилин)

2) по размерам и форме (короткие, длинные, пыль)

Первый вид брака удаляется вручную, второй путем пропускания через наклон (сито, грохот).

Вымочка пороха

Вымочке подвергается порох с содержанием летучих веществ 7-15%. В основе вымочки лежат процессы взаимной диффузии спирта и воды. Вымочка производится в бетонных бассейнах размером 3760х2760х1880 мм. На дно бассейна укладывается деревянное ложное дно в виде решеток, под которыми располагается паровой кольцевой барботер. Порох вручную загружается в бассейн, зерненные пороха в мешках россыпью, трубчатые – пучками. После загрузки бассейн заливается водой Т= 20⁰С, застилается сверху парусиной. Время вымочки в зависимости от марки пороха от 15 – 200 часов. При достижении 9-10% концентрации спирта в воде, воду сливают и направляют на ректификацию. Бассейн вновь заливается водой начиная со 2 или 3 заливки воду подогревают паром до 30-35⁰С

Сушка и увлажнение

Сушилка состоит из металлического каркаса 3, рам 1 и решеток 2. Каркас сварен с алюминиевым поддувом 4 , стол разделен на 3 секции. В каждую устанавливается рама на которую укладывается деревянная решетка. В дне поддонов имеется 4 патрубка – 5 для подачи горячего воздуха. Сушка и увлажнение производится следующим образом: на решетку укладывается ткань, на котороую укладывают зерненный порох, трубчатый порох устанавливается в вертикальном положении. Под слой проха подается воздух не более 50-55⁰С. Время сушки в зависимости от марки пороха 95-130 суток. Затем проводят увлажнение пороха в тех же сушилках, путем продувания через порох воздуха 15-20⁰С и относительной влажностью 75-80%.

2(5). Конструкция РДТТ и зарядов. Классификация зарядов по расположению поверхностей горения к оси двигателя. Характер изменения у зарядов с различной конструкцией заряда. Аномальные режимы горения ТРТ и режимы их устранения.

Конструкция РДТТ является наиболее простой из существующих двигателей для ракет различных областей применения. Меняются материалы, из которых изготавливаются корпуса двигателей и сопловые блоки, но принципиальное устройство остается прежним.

Основными элементами конструкции являются:

• Устройство для соединения с головной частью

• Пировоспламенитель

• Пиросвечи или пиропатроны

• Основной заряд

• Устройство фиксации заряда в камере

• Колосниковая решетка

• Стабилизатор полета

• Сопло двигателя

• Руль управления вектором тяги

Конструкция заряда очень разнообразна, что отвечает требованиям изменения тяги по величине во времени путем изменения поверхности горения или скорости горения как за счет использования нескольких топлив с различными скоростями горения, так и использования различных физических методов регулирования скорости горения.

Классификация зарядов по расположению поверхности горения к оси двигателя удобна для расчета и оценки степени воздействия продуктов сгорания на стенки камеры. Различают:

I. Заряды с поверхностью горения, перпендикулярной оси двигателя. Это заряды торцевого горения. Они бронированы по боковой поверхности, стенки камеры защищаются бронировкой от прямого воздействия газов, время горения может достигать 60 секунд

II. Заряды с поверхностью горения, параллельной оси двигателя. Подразделяются на: заряды с частичным омыванием камеры - крестообразный, время работы несколько секунд, характер горения прогрессивный

Заряды с полным омыванием камеры: одно- и многошашечные. Время работы несколько секунд. Многошашечные обеспечивают большие расходы (кг/с) и тягу, используют как ускорители

Заряды с защитой стенок камеры от воздействия газов. Горят с канала, заряд скреплен с корпусом.

имеет длинный «хвост» - скачки давления за счет разрушения заряда и догорания остатков.

III. Заряды с частично непараллельными поверхностями горения.

Щелевой заряд

Цилиндроконический заряд (конус для ликвидации эрозионного горения)