Жуков Б.П. - Энергетические конденсированные системы (1044938), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Методы синтеза ПА и их свойства определяются их строением. Как правило, молекулы ПА формируют па основе уже готовых полииитроалкаиов и их функциональных производных, а не последовательным питрованием (как в ароматическом ряду) Наиболее часто для этих целей лоо Ло охв Поверхность горения может оставаться постоянной, например, в случае канальной шашки, горящей с наружной и с внутренней поверхностей прн бронировании ее торцов для предотвращения нх горения.
Скорость горения П. зависит от давления (Р) н начальной температуры (То) заряда, обычно возрастая с их увеличением по тому или иному закону, (например и ° ВР",/ (1 — АТо), где А, В, м — константы. завися>цие от состава П., его структуры, начальной температуры заряда и от величины давления. Как правило, 0 < к <!.
(подробнее см. Горения закон). Для ракетных П. очень важно, чтобы скорость их горения нс зависела от Т и Р и диапазоне температур и давлений работы двигателя. Скорость горения большинства ракетных П. в интервале давления (4 — 15 МПа) лежит в пределах от нескольких миллиметров до нескольких десятков миллиметров и секунду. Прн высоких давлениях (сотпи мегапаскалей) артиллерийские П. горят со скоростью 100-400 мм,lс. Время сгорания заряда пороха определяется скоростью горения и наименьшим размером зерна илн н~ан~ки. Этот размер назывщот толщиной горящего свода (см.
Толщкна горяп!его свода). В артиллерийских орудиях н стрелковом оружии, где использу|отся элементы с толщиной горящего свода от десятых долей — до нескольких миллиметров, время сгорания пороха составляет тысячные н сотые Лали секунды. В ракетных двигателях, где примсня|отся крупногабаритные заряды, время горения может составлять десятки секунд. Основными энергетическими характеристиками П. являются удельная теплота их сгорания ((;)) и удельное количество газообразных продуктов горения (Ъ'о), приведенное к нормальным условиям, Работоспособность П., используемых в артиллерии и стрелковом оружии, оценивают силой пороха ~с и его потенциалом П.
(см. Пороха сила и потеийиал). Энергетика ракетных П. характеризуется величиной единичного импульса (1! )„показывающего, какую тягу можст развить ракетный двигатель врн сгорании в нем ! кг пороха в 1 сек (см. Едипичль~й импульс). Обычно чем больше (О и Ъ'о, тем больше значение Г, П н (! .
В настоящее время существуют составы П. н ТРТ с различными температурой, скоростью и составом продуктов горения. На их основе разработаны многочисленные заряды всех видов стрелкового, артиллерийского и ракетного вооружения, а также для газогенераторов различного назначения, в том числе и мапгнто-гндродинамических генераторов (см. МГД-генераторы). Ракетные двигатели на твердом топливе (РДТТ) используются в баллистических ракетах с тягой, исчисляемой в десятках По ока зо! меганьютопов, в тактических и оперативно-тактнческих ракетах с различной тягой, противотанковых и авиационных управляемых снарядах, в которых тяга составляет несколько десятков ньютонов, а также в мнкродвигателях коррекции космических объектов с тягай, равной долям ньютона.
Стратегические ракеты на твердом топливе по сравнению с ракетами на жидком топливе (ЖРД) в воешюм отношении имеют неоспоримыс преимущества: более высокую степень надежности их действия благодаря сравнительной простоте конструкции, постоянную готовность к пуску, возможность длительного хранения, относительную безопасность в эксплуатации и более низкую стоимость ракетного комплекса. Поэтому ракеты на твердом топливе являются основным видом вооружения стратегического назначения.
В тактических и оперативно-тактических ракетах в подавляющем большинстве используют ТРТ. Ракетные двигатели твердого топлива широко используются в мирных целях: в геофизических и противоградовых ракетах, для коррекции полета и обеспечения мягкой посадки космических объектов и т.п. Кроме указанного применения, РДТТ используются как газогенераторы в системах управления (газовые рули), для вытеснения жидкостей или сыпучих материалов в пожаротушащих системах, для создания необходимой атмосферы (инертные газы, аэрозоли и т.и. ) прн тушении пожаров, для газодинамических лазеров, для запуска газотурбинных и дизельных двигателей, для интенсификации добычи нефти и т.д.
Многие такие устройства часто называют пороховыми аккумуляторами давления (ПАД) (см. Пороховые аккумуляторы давления). К П., применяемым в ПАД, предъявляются специфические требования: в частности, многие из ннх должны иметь относительно невысокую (!400 — !800 К) температуру горения (см. Бизкот«млературнме порола), и в продуктах горения, как правило, нс должно быть твердой фазы. Напротив, в магнитогидродинамических (МГД) генераторах используются П, (я|отлива), имеющие очень высокую (около 4000 К) температуру горения (см. Пороха плазменные).
Для систем объемного пожаротушения применяются П., в продуктах горения которых содержится большое количество мслкоднсперсных твердых частиц, на поверхности которых происходит обрыв цепных реакций горения органических веществ в воздухе (см. Аэро. зольобразующи«сося|а«м). Виды П. Существующие П, можно разделить, в основном, на трн вида: !) П.
на основе нитратов целлюлозы; 402 По кз 2) П. на основе синтетических полимеров и окислителя — смесевь>е П.; 3) П. — механические смеси. 1. П. на основе нитратов целлюлозы (НЦ). НЦ является не только энергетической основой П,, по и, будучи высокомолекулярным веществом, обусловливает его структурно-механические свойства. Во многих ннтроцеллюлозных П.
~~~р~м ~~м~~~~~~~~ ~~~~ют~я пластафикаторы НЦ. Онн могут быть как взрывчатыми, так и ннертмь>ми веществами. 'Гретьим компонентом являются стабилизаторы химической стойкости (дпфениламин, производпыс мачсвнны и др, ), которь>с существенно замедляют скорость разложения НЦ. НГЦ и др, и увеличивают, таким образом, гарантийные сраки хранения П. (см. Гарантийные сроки храпения пороха). В нитроцеллюлозном П.
могут содержаться и другие компоненты, выполняющие определенную роль, например, технологические добавки и др. В зависимости ат свойств применяемых пластификаторов, а также от способов производства нитроцеллюлозные П, можно разделить на пять групп. 1. Пирокснлнновые П. (ПП) — гюроха на основе высоко- и среднеазотной НЦ (пироксилина).
Прн мх изготовлении используются пластифмкаторы, почти полностью удаляемые из пороховых элементов на носледпих стадиях производства. В качестве таких пластификаторов используются, как правило, летучие спирто-эфирные смеси. Могут применяться и труднолетучмс вещества, например, формаль глицерина.
ПП относятся к однаосновным порохам, так как они состоят практически нз одной НЦ (см. Одноосновпыс пороха). Из ПП изготавлмвыот элементы различной геометрической формы (например, ммогоканальмыс зерна и т.п.), но лишь с небольшой толщиной горя>него свода (от десятых долей миллиметра до б мм). Пироксилиновые П.
обладают высокой прочностью. Эти П., в основном, применяются в стрелковом оружми н артиллерийских системах различного калибра. Геллата взрывчатого превращения (>')ж ) ПП лежит в пределах 3300 — 3800 кДж/кг (см. Пироксилиновые пороха). 2. Баллмстмтные П. (БП). Состоят пз НЦ и труднолетучих высокоэнергетических пластификаторов (или их смесей), исудаляемых из пороха. Поэтому БП относят к двухосновным топливам (см.
Двухосновиые п>о»яивв) . В качестве высокоэнергетического (основ>юга) пластнфикатора использув>тся жидкие нитроэфиры — нитроглицерин (НГЦ), Пь кч дииитрат лиэгилеигликоля (ДНДЭГ) или пх смеси. В низкотемпературных П. может использоваться дииитрат тризтилепгликоля (ДНТЭГ). По типу основного пластификатора БП подразделяются на нитроглицериновые, нитродигликолевые, иитроксилитановьэе и др. Во многих П., кроме высокоэнергетических (основнэях) пластификаторов, используются дополнительиыс пластификаторьк динитротолуол, дибутилфталат, триацетип и другие вещества. Кроме НЦ и пластификаторов, БП содержат стабилизаторы химичсской стойкости (ДФА и др.), технологические добавки.
Ракетныс П. содержат также катализаторы и стабилизаторы горения (см. Катализаторы и стабилизаторы горения). Для увеличения энергетики П. в их состав вводят порошкообразное металлическое горючее (алюминий или его сплавы с магнием), мощные ВВ (гексоген, октогеп). Теплота взрывчатого превращения (ф,„) БП порохов лежит в пределах 2400 — 5800 кДж/кг, а Уэ, при стандартных условиях ( Р„/Ра = 40 / э, где Р, и Р„- давление в камере двитагеля и иа срезе сопла, соответственно) находится в пределах 1800-2400 Н с~'кг. Из БП изготавливаются заряды различным форм и размеров: толщина горящего свода изменяется от десятых долей до иескольких сотен миллиметров.
Баллиститные П. используются как в артиллерийских, так и в ракетных системах (см. Пороха баллиститиые, Пороха артиллерийские баллиститиые). 3. Кордпгные П. при изготовлении которых используется высокоазотээая НЦ и смесевой пластификатор; летучий (например, ацетон), который удаляется из пороховых элементов па последних стадиях производства, и трудиолетучий (например, НГЦ), который остается в составе П. Готовый П.
состоит из НЦ (обычно пироксилина Аээ ) до 70%, нитроглицерина 15- 50%, остаточного (обычно спирто-ацетонового) растворителя (1 — 3%), стабилизатора химической стойкости и ряда других компонентов (см. Пороха кордитиые). 4. Сферические П. (СФП) — пороха мелких марок сферической или эллипсоидной формы. Опи получаются эмульсионным способом. По своему составу они могут быть близки к БП или ПП (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
