RU2303587C2 - Method of manufacturing an article from mixed solid propellant - Google Patents
Method of manufacturing an article from mixed solid propellant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303587C2 RU2303587C2 RU2005129831/02A RU2005129831A RU2303587C2 RU 2303587 C2 RU2303587 C2 RU 2303587C2 RU 2005129831/02 A RU2005129831/02 A RU 2005129831/02A RU 2005129831 A RU2005129831 A RU 2005129831A RU 2303587 C2 RU2303587 C2 RU 2303587C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- product
- time
- curing
- article
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title abstract 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 86
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 24
- 239000013068 control sample Substances 0.000 claims description 23
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical compound C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002760 rocket fuel Substances 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- -1 dosing of components Chemical compound 0.000 claims 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 abstract 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013036 cure process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области изготовления изделия из смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ), а конкретно к способу отверждения изделия при постоянном контроле изменения степени отверждения и механических свойств топлива в процессе отверждения.The invention relates to the field of manufacturing products from mixed solid rocket fuel (SRTT), and specifically to a method for curing the product with constant monitoring of changes in the degree of cure and mechanical properties of the fuel in the curing process.
Известны способы получения изделия из СРТТ, предусматривающие перемешивание топливной массы в течение 60-120 мин, отверждение до твердости 40-70 единиц по Шору, формование при температуре ниже 49°С и окончательное отверждение топлива (патент США №4776993, МКИ С06В 21/00); отверждение изделия при температуре 40-50°С в течение 2-3 недель под давлением инертного газа, превышающего атмосферное, но не превышающего 1/4 рабочего давления в корпусе при эксплуатации (патент Франции №2116934, кл. С06В 21/00).Known methods for producing products from CPTT, involving mixing the fuel mass for 60-120 minutes, curing to a hardness of 40-70 Shore units, molding at temperatures below 49 ° C and final curing of the fuel (US patent No. 4777993, MKI C06B 21/00 ); curing the product at a temperature of 40-50 ° C for 2-3 weeks under an inert gas pressure exceeding atmospheric, but not exceeding 1/4 of the working pressure in the housing during operation (French patent No. 2116934, class C06B 21/00).
Существенным недостатком названных способов является отсутствие в процессе отверждения изделия информации об изменении степени отверждения и механических свойств топлива, что приводит к ошибкам при назначении продолжительности отверждения изделия и, как следствие, к ухудшению качества изделия и технико-экономических показателей технологического процесса.A significant drawback of these methods is the lack of information about the change in the degree of curing and mechanical properties of the fuel during the curing process, which leads to errors in the appointment of the duration of curing of the product and, as a consequence, to a deterioration in the quality of the product and technical and economic indicators of the technological process.
Известен также способ изготовления изделия из СРТТ по патенту РФ №2220935, принятый авторами за прототип. Способ включает дозирование компонентов, приготовление топливной массы, формование изделия, отбор топливной массы в процессе формования изделия и формование из нее контрольного образца в изложнице с системой замера модуля сдвига топлива, термостатирование контрольного образца при температуре на 10-20°С выше температуры отверждения изделия и отверждение изделия по времени завершения процесса отверждения топлива на контрольном образце.There is also known a method of manufacturing products from SRTT according to the patent of the Russian Federation No. 2220935, adopted by the authors for the prototype. The method includes dosing the components, preparing the fuel mass, molding the product, taking the fuel mass during the molding of the product and molding a control sample from it in a mold with a fuel shear metering system, thermostating the control sample at a temperature of 10-20 ° C above the curing temperature of the product and curing the product at the time the fuel cure process is complete on a control sample.
Способ изготовления изделия СРТТ по указанному изобретению предложен для определения продолжительности отверждения изделия с учетом степени отверждения топлива, благодаря которому достигается обеспечение качества изделия, улучшение технико-экономических показателей процесса. Однако способ содержит не все признаки для достижения поставленной цели, в том числе отсутствуют операции, порядок их выполнения и режимы для осуществления перехода с процесса отверждения контрольного образца на процесс отверждения изделия.A method of manufacturing a CPTT product according to the invention is proposed to determine the duration of curing of the product, taking into account the degree of curing of the fuel, due to which the quality of the product is achieved, and the technical and economic performance of the process is improved. However, the method does not contain all the signs to achieve the goal, including the absence of operations, the order of their execution and the modes for the transition from the curing process of the control sample to the curing process of the product.
Технической задачей предложенного изобретения является разработка способа изготовления изделия из СРТТ, обеспечивающего назначение продолжительности отверждения изделия по контрольному образцу с учетом изменения кинетических параметров отверждения топлива при изменении температуры (константы скорости реакции отверждения, энергии активации и т.д.) и габаритных размеров, условий теплообмена с окружающей средой, теплофизических свойств топлива, материалов корпуса, изделия и пресс-формы.The technical task of the proposed invention is to develop a method of manufacturing a product from SRTT, providing the appointment of the duration of curing of the product according to the control sample, taking into account changes in the kinetic parameters of curing of the fuel with a change in temperature (constant of the curing reaction, activation energy, etc.) and overall dimensions, heat transfer conditions with the environment, thermophysical properties of fuel, materials of the body, product and mold.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления изделия из СРТТ, включающем дозирование компонентов, приготовление топливной массы, формование изделия, отбор топливной массы в процессе формования изделия, формование из нее контрольного образца в изложнице с системой замера модуля сдвига топлива, определение времени завершения процесса отверждения топлива на контрольном образце по изменению модуля сдвига топлива во времени и отверждение изделия по времени завершения процесса отверждения топлива на контрольном образце, особенность заключается в том, что предварительно до изготовления изделия готовят топливную массу с составом компонентов, на котором изготавливают изделие, формуют из нее несколько образцов в изложнице с системой замера модуля сдвига топлива, термостатируют образцы при разных температурах в диапазоне температур 50...90°С, с интервалом 10...20°С, определяют время завершения процесса отверждения топлива в образце для каждой выбранной температуры по изменению модуля сдвига топлива во времени, по полученным данным определяют коэффициент пересчета продолжительности отверждения топлива в образце на продолжительность отверждения топлива в изделии при соответствующей температуре (Кк) и соответствующей температуре (Кк) и определяют время отверждения топлива в изделии τи, ч., по зависимости:The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of manufacturing a product from CPTT, including dosing of components, preparation of fuel mass, molding of the product, selection of fuel mass during molding of the product, molding of a control sample from the mold with a system for measuring the fuel shear modulus, determining the time completion of the fuel curing process on a control sample for the change in the fuel shear modulus in time and curing of the product in time for the completion of the fuel curing process on a control sample, the peculiarity lies in the fact that prior to manufacturing the product, the fuel mass is prepared with the composition of the components on which the product is manufactured, several samples are formed from it in a mold with a system for measuring the fuel shear module, the samples are thermostated at different temperatures in the temperature range of 50. ..90 ° C, with an interval of 10 ... 20 ° C, determine the completion time of the curing process of the fuel in the sample for each selected temperature by the change in the shear modulus of the fuel in time, according to the data obtained dividing the conversion factor of the curing time of the fuel in the sample by the curing time of the fuel in the product at the appropriate temperature (K to ) and the corresponding temperature (K to ) and determine the curing time of the fuel in the product τ and , h., according to:
где τк - время завершения процесса отверждения топлива в контрольном образце, отформованном из топливной массы, отобранной в процессе формования изделия, ч.;where τ to - the time of completion of the curing process of the fuel in the control sample, molded from the fuel mass selected in the process of molding the product, h .;
в - постоянная величина, определяемая из габаритных размеров, теплофизических свойств материала топлива, корпуса, пресс-формы и условий теплообмена изделия, ч.c - a constant value determined from the overall dimensions, thermophysical properties of the fuel material, housing, mold and heat transfer conditions of the product, h
Наличие в описываемом способе изготовления изделия из СРТТ совокупности действий, порядка их выполнения во времени и условиями, обеспечивающими возможность выполнения этих действий, позволяет, в частности, за счет:The presence in the described method of manufacturing a product from CPTT a set of actions, the order of their execution in time and the conditions providing the ability to perform these actions, allows, in particular, due to:
- предварительного приготовления топливной массы, формования из нее нескольких образцов в изложнице с системой замера модуля сдвига топлива, термостатирования образцов при разных температурах - обеспечить контроль изменения степени отверждения, механических характеристик топлива в процессе отверждения и определить время завершения процесса с высокой точностью при разных температурах;- preliminary preparation of the fuel mass, molding several samples from it in a mold with a system for measuring the fuel shear modulus, temperature control of samples at different temperatures - to control the change in the degree of cure, mechanical characteristics of the fuel in the curing process and determine the completion time of the process with high accuracy at different temperatures;
- термостатирования образцов при разных температурах в диапазоне температур 50 до 90°С, с интервалом 10...20°С, определения времени завершения процесса отверждения топлива в образце для каждой выбранной температуры по изменению модуля сдвига топлива во времени - получить зависимость продолжительности отверждения топлива от температуры для расчета коэффициента пересчета продолжительности отверждения топлива в образце на продолжительность отверждения топлива в изделии при соответствующей температуре Кк;- thermostating of samples at different temperatures in the
- определения коэффициента пересчета продолжительности отверждения топлива в образце на продолжительность отверждения топлива в изделии Кк, входящего в зависимость (1) - обеспечить назначение времени отверждения топлива в изделии по времени отверждения контрольного образца, отверждаемого при более высокой температуре, чем изделие;- determining the conversion factor of the curing time of the fuel in the sample to the curing time of the fuel in the product K k , which is part of dependence (1) - to ensure the appointment of the curing time of the fuel in the product by the curing time of the control sample cured at a higher temperature than the product;
- наличия постоянной величины "в" в зависимости (1), используемой для определения продолжительности отверждения топлива в изделии, - учитывать влияние условий теплообмена, теплофизические свойства материалов топлива, корпуса, пресс-формы конкретного изделия, габаритные размеры на продолжительность отверждения изделия и обеспечить назначение продолжительности отверждения изделия с высокой точностью.- the presence of a constant value of "in" depending on (1) used to determine the duration of the curing of fuel in the product, - take into account the influence of heat transfer conditions, the thermophysical properties of the fuel materials, the housing, the mold of a particular product, the overall dimensions on the curing time of the product, and ensure the purpose the curing time of the product with high accuracy.
Изготовление изделия из СРТТ по предложенному способу осуществляется следующим образом.The manufacture of products from SRTT according to the proposed method is as follows.
До изготовления изделия предварительно готовят топливную массу с составом компонентов, на котором изготавливают изделие. На приготовленной топливной массе формуют несколько образцов в изложнице с системой замера модуля сдвига топлива. Образцы термостатируют при разных температурах в диапазоне температур 50 до 90°С с интервалом 10...20°С. В процессе отверждения периодически в фиксированные моменты времени проворачивают измерительный стержень на угол в пределах упругости контрольного образца, создавая деформацию сдвига, измеряют и фиксируют значение модуля сдвига. Отверждение каждого контрольного образца ведут до установления постоянного значения модуля сдвига, что свидетельствует о завершении процесса отверждения. Характер изменения модуля сдвига топлива при температуре отверждения 50, 70, 80, 90°С показан на фиг.1. После завершения процесса отверждения из фиг.1 определяют продолжительность отверждения топлива в образце при каждой выбранной температуре, что составляет при температуре 50, 70, 80, 90°С соответственно 475; 240; 95; 40 часов. По полученным данным строят зависимость безразмерного фактора продолжительности отверждения топлива Ht от температуры (см. фиг.2) и определяют коэффициент пересчета продолжительности отверждения контрольного образца на продолжительность отверждения изделия при выбранной температуре отверждения изделия Кк. Например, при температуре отверждения контрольного образца 80°С и температуре отверждения изделия 70°С из фиг.2 следует Кк=Нконт/Низд=Н80/Н70=1/0,4=2,5. Далее расчетным путем для отверждаемого изделия определяют постоянную величину "в", входящую в зависимость (1). Для расчета используют габаритные размеры корпуса, изделия и пресс-формы (внешний, внутренний радиусы, длина, толщина корпуса, изделия), условия теплообмена, теплофизические свойства материала топлива, корпуса и пресс-формы (коэффициенты удельной теплоемкости, теплопроводности). Например, для изделия с исходными данными:Before manufacturing the product, the fuel mass with the composition of the components on which the product is manufactured is preliminarily prepared. Several samples are formed on the prepared fuel mass in a mold with a system for measuring the fuel shear modulus. Samples are thermostated at different temperatures in the temperature range of 50 to 90 ° C with an interval of 10 ... 20 ° C. During curing, the measuring rod is periodically rotated at fixed times by an angle within the elasticity of the control sample, creating a shear strain, and the shear modulus is measured and recorded. The curing of each control sample is carried out until a constant shear modulus is established, which indicates the completion of the curing process. The nature of the change in the shear modulus of the fuel at a curing temperature of 50, 70, 80, 90 ° C is shown in figure 1. After completion of the curing process of figure 1, the duration of curing of the fuel in the sample at each selected temperature is determined, which is at a temperature of 50, 70, 80, 90 ° C, respectively, 475; 240; 95; 40 hours. According to the data obtained, the dependence of the dimensionless factor of the curing time of the fuel H t on the temperature is constructed (see FIG. 2) and the conversion factor for the curing time of the control sample for the curing time of the product at the selected curing temperature of the product K k is determined. For example, at a curing temperature of the control sample of 80 ° C and a curing temperature of the product of 70 ° C from figure 2 it follows K to = N kont / N ed = N 80 / N 70 = 1 / 0.4 = 2.5. Next, by calculating for the cured product determine the constant value "in" included in the dependence (1). For the calculation, the overall dimensions of the body, product and molds (external, internal radii, length, thickness of the body, product), heat transfer conditions, thermophysical properties of the fuel material, body and mold (specific heat coefficient, thermal conductivity) are used. For example, for a product with raw data:
- коэффициент теплопроводности:- coefficient of thermal conductivity:
- удельная теплоемкость:- specific heat:
- плотность:- density:
величина постоянного коэффициента равна 12 часам.the value of the constant coefficient is 12 hours.
В процессе формования изделия отбирают топливную массу и формуют из нее контрольный образец в изложнице с системой замера модуля сдвига топлива, контрольный образец термостатируют при температуре на 10-20°С выше температуры отверждения изделия, например, при температуре 80°С и проводят отверждение. При отверждении контрольного образца периодически в фиксированные моменты времени проворачивают измерительный стержень с системой замера модуля сдвига топлива на угол в пределах упругости топлива, создавая деформацию сдвига в контрольном образце и измеряют модуль сдвига топлива до установления постоянного значения. По полученным данным строят зависимость модуля сдвига от продолжительности термостатирования (см. фиг.3) при выбранной для состава температуре отверждения, по которой определяют время завершения процесса отверждения топлива на контрольном образце, отформованном из топливной массы, отобранной в процессе формования изделия τк. Из фиг.3 следует τк равно 92 часам. После чего, полученные значения параметров (Кк=H80/H70=1/0,4=2,5, τк=92 час, в=12) подставляют в зависимость (1) τи=Кк·τк+в=2,5·92+12 и определяют продолжительность отверждения изделия при температуре 70°С τи=242 часа.In the process of molding the product, the fuel mass is taken and a control sample is molded from it in a mold with a fuel shear module measuring system, the control sample is thermostated at a temperature of 10-20 ° C above the temperature of the product curing, for example, at a temperature of 80 ° C and curing is carried out. When the control sample is cured, the measuring rod is periodically rotated at fixed time points with a system for measuring the fuel shear modulus by an angle within the elasticity of the fuel, creating a shear strain in the control sample and measuring the fuel shear modulus until a constant value is established. According to the obtained data, the dependence of the shear modulus on the duration of thermostating (see Fig. 3) is built at the curing temperature selected for the composition, which determines the completion time of the fuel curing process on a control sample molded from the fuel mass selected in the process of molding the product τ k . From figure 3 it follows τ to equal to 92 hours. After that, the obtained parameter values (K k = H 80 / H 70 = 1 / 0.4 = 2.5, τ k = 92 hours, V = 12) are substituted into the dependence (1) τ and = K k · τ k + in = 2.5 · 92 + 12 and determine the duration of curing of the product at a temperature of 70 ° C τ and = 242 hours.
Предлагаемый способ изготовления изделия из СРТТ проверен с положительными результатами в условиях ФГУП "Пермский завод им. С.М.Кирова".The proposed method of manufacturing products from SRTT tested with positive results in the conditions of FSUE Perm Plant named after S.M. Kirov.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005129831/02A RU2303587C2 (en) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Method of manufacturing an article from mixed solid propellant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005129831/02A RU2303587C2 (en) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Method of manufacturing an article from mixed solid propellant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2303587C2 true RU2303587C2 (en) | 2007-07-27 |
Family
ID=38431808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005129831/02A RU2303587C2 (en) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Method of manufacturing an article from mixed solid propellant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2303587C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2441861C1 (en) * | 2010-08-23 | 2012-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method for composite solid propellant manufacturing |
| RU2444503C1 (en) * | 2010-08-23 | 2012-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method of producing mixed solid-propellant fuel product |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4776993A (en) * | 1974-05-14 | 1988-10-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Extrusion method for obtaining high strength composite propellants |
| RU2220935C1 (en) * | 2002-04-29 | 2004-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method to manufacture a charge of rocket solid propellant mixture |
| RU2240298C2 (en) * | 2002-12-23 | 2004-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method of preparing charge for blended solid rocket fuel |
-
2005
- 2005-09-26 RU RU2005129831/02A patent/RU2303587C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4776993A (en) * | 1974-05-14 | 1988-10-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Extrusion method for obtaining high strength composite propellants |
| RU2220935C1 (en) * | 2002-04-29 | 2004-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method to manufacture a charge of rocket solid propellant mixture |
| RU2240298C2 (en) * | 2002-12-23 | 2004-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method of preparing charge for blended solid rocket fuel |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2441861C1 (en) * | 2010-08-23 | 2012-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method for composite solid propellant manufacturing |
| RU2444503C1 (en) * | 2010-08-23 | 2012-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method of producing mixed solid-propellant fuel product |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101088659B (en) | Low-nitrogen coated sand and its preparation method | |
| RU2303587C2 (en) | Method of manufacturing an article from mixed solid propellant | |
| Sampson | A three-dimensional photoelastic method for analysis of differential-contraction stresses: Paper describes method developed for purpose of analyzing the effect of differential thermal contraction in solid-propellant rocket motors | |
| CN102323397B (en) | Measurement method of concrete crack risk evaluation index | |
| RU2220935C1 (en) | Method to manufacture a charge of rocket solid propellant mixture | |
| CN113414955A (en) | Screw rotating speed control method for improving plasticizing quality of injection molding machine | |
| CN116124404B (en) | Method for preparing simulated bird bomb for aviation engine bird strike test | |
| RU2002111459A (en) | A method of manufacturing a charge of mixed solid rocket fuel | |
| RU2441861C1 (en) | Method for composite solid propellant manufacturing | |
| CN110091459A (en) | A kind of epoxy resin casting workpiece process for making and using epoxy resin casting workpiece made of this method | |
| RU2457943C1 (en) | Mould for producing reinforced rubber articles | |
| RU2203871C1 (en) | Technology of manufacture of charges of blended solid propellant with predicted characteristics | |
| CN104497257A (en) | Preparation method of double-component polyurethane heat insulation casting rubber for aluminum profile | |
| CN119959522B (en) | A method for determining curing parameters of precast concrete products | |
| US3439082A (en) | Process of making molded articles of a thermally stable polyimide | |
| Whalen | Improved Silicon Carbide for Advanced Heat Engines: Third Annual Report | |
| CN119165123B (en) | Method for monitoring casting solidification degree of ultra/extra-high voltage GIS basin-type insulator in real time | |
| RU2280631C1 (en) | Method of production of the charge of the blenderized solid rocket propellant | |
| US8071010B2 (en) | Process for producing concrete in hot weather | |
| CN111040124A (en) | Polyurethane microporous elastomer composite material applied to pet dog bite stick and preparation method thereof | |
| CN111875306B (en) | Microorganism enhancement method for three-dimensional printing of solid cement-based solid model | |
| CN114324062A (en) | Device and method for detecting flowability of precoated sand | |
| RU2482102C2 (en) | Method of making moulded explosive charges | |
| JPS6174803A (en) | Manufacturing method for injection molded ceramic parts | |
| CN109608877B (en) | Reinforced nylon material for injection molding of products with high precision and complex structure and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20140425 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190927 |