Жуков Б.П. - Энергетические конденсированные системы (1044938), страница 90
Текст из файла (страница 90)
н Серебряков М.Е. Впутреиияя баллистика ствольиых систем и пороховых ра. кот. — М,, 1962; Марьин В.К., Зелеискид В.тт. идр, Пороха, твердые тоиливаи варывтатые вещества. — М., 1975. Л.В. Косовские, Б.М. Кеэбок ПО9зОйй ЬэллисйитнйаР представляют собой термопластичную полимерную композицию, содержащую основу в анде пластифицированного трудполетучими нитрозфирами (как правило, нитратами глицерина и диэтнленгликоля) нитрата целлюлозы (НЦ), стабилизаторы химической стойкости и горения, катализаторы горения, технологические добавки и целый ряд других наполнителей. ПБ за рубежом называют двухосновпым в отличие от одпоосновного (внроксилинового) (см.
Пороха одтгоосноаные), ПБ был назван его изобретателем А.Нобелем (1887 г.), который получил его при изысканиях новых способов флсгматизации нитрата глицерина (НГ) в динамитах. Изобретение ПБ практически одновременно с пироксилиновым (ПП, Вьсль, 1883 г.) и кордитным порохами (КП, Абель, 1885 г.) поставило все три в положение альтернативных метательных средств для артиллерии, В силу национальных особенностей, в том числе сырьевых, в Англии и Германии широко прнменялнсь кордитный н баллиститньэй пороха.
В России над ПБ начали работать в конце 20-х годов (А.С. Бакаев), а к началу Второй мировой войны была разработана серия так называемых «холодных» порохов типа НМхЬ н др. (с добавкой лов По ала баллистианма дибутилфталата), ДНТ (динитротолуола) и ДГ па основе диэтилеигликольдинитрата в качестве пластификатора. Все трп типа пороха имели сравнительно низкую температуру горения (2300-2600 К) и существенно меньший разгарно-эрозионный эффект, прсдопределившие их широкое применение во время войны.
Стремительное развитие ракетной техники в СССР и за рубежам сразу же превратило ПБ преимущественно в ракетное топливо (БРТ), которое в массовгях опсративиых ракетах ближнего боя (системы залпового огпя, противотанковые, авиационные и др.) применяются до настоящего времени. Вследствие недостаточиой термохимической стойкости БРТ (особенно высокоэнергетических), получаемых прессованием при температурах 363 — 373 К, диаметр ракетных зарядов этого типа топлив ограничен 700 мм.
Кроме того, эти заряды могут бьггь получены только так называемого вкладпого варианта. Поэтому для стратегических и тактических ракет в качестве ракетного топлива применяются смессвые (СТРТ). Основой пороха является пластифицированпая пизкоазотная НЦ (коллоксилин марки Н с содержанием азота 11,8-12,37а). В качестве основных пластификаторов применяются НГЦ, ДЭГДН или их смесь. В некоторых составах порохов используется нитроксплитан.
Дополнительные пластификаторы вводятся в состав для активации малоактивпого пластификатора НГЦ или для спижеиия температуры горения (уменьшения эрозионпого эффекта), В качестве дополнительных пластификаторов применяют дибутилфталат (ДБФ), диоктилфталат (ДОФ?, дииитротолуол (ДНТ), триацетин (ТАЦ) и др. Стабилизаторы химической стойкости работают по принципу связывания оксидов азота в продуктах разложения пороха, автокаталнтичсски увеличивающих скорость его разложеиия. В качестве стабилизаторов используют алкилпроваииые производиые дифепилмочсвины (цснтралиты), дифепиламин (СВНВ)2ХН, Хчгитрозодифеииламив (СвН5)ХЫО и др.
Из цептралитов преимущественно примспяются цептралит 1 (диэтилдифепплмочевииа) и централит 2 (диметилдифенилмочевииа). Стабилизаторы горения вводятся в состав для повышения устойчивой работы ракетного двигателя, особенно при низких давлениях (2 — 4 МПа). В качестве стабилизаторов горения применяют тугоплавкис химически инертные неорганические соедипепия, как правило, оксиды и соли металлов: МяО, Мя(ОН)2, А! 2Оз, СаСОв, СаО, Т1О2 и пр. Катализаторы горения — соединения, вводимые в состав пороха для снижения зависимости скорости горения от давления в опрсделеппом диапазоне давлепий, П ха бзллистнткьм 409 В качестве катализаторов горения ПБ используются соединения свинца, меди, кадмия, кобальта (органическне и неорганические) и др.: РЬО, РЬзОл, РЬСОз, фталаты и органические соединения свинца, меди и других мсталлов: стеараты, салицнлаты и др.
Ингибиторы горения-соединения, вводимые в состав топлива для снижения скорости горения. Это, как правило, вещества, имеющие эндотермический тепловой эффект фазовых переходов при температуре, не превышающей температуру поверхности горящего пороха (< 800 К). Механизм действия — торможение процесса разложения пороха в конденсированной фазе за счет поглощения части тепла. Наиболес распространенные ингибиторы: у-полиоксиметнлен СН90(СНз)„СН9 с я = 100 — 300, сополимср формальдсгида с диоксаланом (СФД), полиметилметакрилат (ПММА), фторопласты— 3 н 4, жслезоаммонийфосфат (ЖАФ) и др. Энергетические добавки тем эффсктивнее а составе ПБ, чем выше эптальпия образования и ниже молекулярная масса конечных продуктов разложения. Наиболее эффективны порошкообразные металлы и сплавы- ПАМ-4 (50'4 А! и 501 Мя), АМД-10 (90"а А! и 10У~а Мй), а также мощные взрывчатые вещества-циклотрнметилентрнцитрамин (гексоген), пиклотетраметилентетранитрамни (октоген), диэтанолнитраминдинитрат (дина) и др.
'Технологические добавки — вещества, вводимые в состав пороха для улучшения его технологических свойств: снижения удельной силы внепшего трения по металлу и снижения или повышения вязкости (в зависимости от композиции). Наиболее распространены: индустриальное (вазелиновое) масло, цинк стеариновокислый (стеарат цинка), натрий стеариновокислый (стеарат натрия), парафин, графит, сажа, фторопласты и др. На фазе приготовления пороховой массы используются добавки повсрхостно-активных веществ для получения стойких эмульсий и суспензий: сульфорицинат Š— сульфипированное касторовое масло, желатин и пр. Специальные добавки служат для придания тех или иных отличительных свойств пороха. Так, в составы малопламенных топлив для авиапионных ракет вводят пламегасяпмс добавки: азотный и сернокислый калий, калия гсксапитрокобальтат.
В составы плазменных топлив входят нонизируюгцнс добавки: азотнокислый цезий и азотнокислый калий. Высокоплотныс топлива содержат гндриды тптана и циркоиня. Классификация ПБ Ввиду больпюго многообразия ПБ, отличающихся по энергетическим, баллистическим, физико-механическим, взрывчатым и По ох» б»плистапо»е целому ряду других характеристик, пс существует общепринятой строгой классификации ПБ. Чаще всего их разделяют на группы с учетом назначения н основных свойств (энергетических н баллистических). Артиллерийские пороха (АП). С целыа снижения разгарно-прозванного воздействия на канал ствола орудия, вызываемого высокой парциальной температурой выгорання НГ, в АП вводят дополнительные пластифнкатары, резко снижающне температуру (см.
Пороха артиллерийские баллисгпиптмв) . Ннэкотемнературиыс и медленногорящие топлива для гранипарав, пороховых аккумуляторов давления н др. обладают пониженными температурой и скоростью горения; наряду с основными кампанснтамн они содержат ингибиторы горения (СФД, ПММА, г-палиаксиметилен, триацетат целлюлозы), разлагающиеся в области температур конденсированной фазы горения топлива с зндотсрмнческим эффектом (см.
Пороха игкотемпературпые). Ракетные топлива среднего энергетического уровня (Н, НМФ, типа РСИ, ВИ1<-2Д„типа НДСИ) абладыат единичным импульсом 11 = 202 — 226 кгс с,/кг и повышенной зависимостью скорости горения от давления и температуры (»- 0,5). Ракетные топлива с уменьшенной зависимостью скорости горения от давления (типа РСТ, РНДСИ, РБФ, типа БМС н др.) Для улучшения баллистических характеристик н регулирования скорости горения (» - О,! — 0,3) в состав топлив вводятся катализаторы горения, в качестве которых используются как неорганические окислы и соли свинца, меди, кобальта, кадмия, так н слажиъ~е органические комплексы соединений свинца, меди, никеля и др. Нанболес эффективна применение комбинированной катализирующей системы.
Высокоэнергетические ракетные топлива (типа РАМ, РТГ-25, БНЛ, БТ и др.) Для увеличения энергетических свойств тацлива ( 1~ - 240 — 250 кгс. сУкг) применяются мащныс кристаллические взрывчатые вещества (гексогсп, октоген), парашкаобразпые металлические горючнс (АРМй сплавы). Высокоэнергетические ракетные топлива с уменьшенной зависимостью скорости горения от давления (тнпа РДГ, БКГ-2Ф, РДМ н др.). Содержание в высокоэнергетических топливах кристаллических ВВ н металлических горючих (см.
выше) накладывает сваи особенности на процесс горения; снижение зависимости И,Р) в таких тацлнвах достигается введением в нх состав сложных органических комплексов свинца н меди нлн комбинированных катализаторов неорганической природы (особенна в сочетании с сажей). ц хь езллиста!гэыс лм Специалыгые топлива.
Плазменные топлива имеют более высокую, чем ракетные топлива (в 10000 раз) электропроводность продуктов сгорания за счет содержал!и в составе ноннзнрующей добавки и более высокой темнературы продуктов сгорания, обеспечиваемой высоким содержанием кислорода в составе и горением высокотеплотворных металлов (см. Порола плаз,ченнме). Беспламенные топлива применяются в авиационных ракетах, где наличие пламени за соплом ракетного двигателя способствует попаданию в воздухозабориикн двигателей самолета газов с высокой температурой, что приводит к номиажу (срыв газодинамической устойчивости комнрсссора) н неустойчивой работе, вплоть до остановки двигателя. Снижение температуры продуктов сгорания за соплом ракетного двигателя обеспечивается специальными добавками (соединения 1 группы псриодической системы), ингибиру!ощими ценные реакции доокисления углерода и водорода в пороховых газах на воздухе (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
