RU2441860C1 - Method for charge manufacturing from high-filled solid ballistite rocket fuel - Google Patents
Method for charge manufacturing from high-filled solid ballistite rocket fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2441860C1 RU2441860C1 RU2010130948/05A RU2010130948A RU2441860C1 RU 2441860 C1 RU2441860 C1 RU 2441860C1 RU 2010130948/05 A RU2010130948/05 A RU 2010130948/05A RU 2010130948 A RU2010130948 A RU 2010130948A RU 2441860 C1 RU2441860 C1 RU 2441860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- charge
- ballistite
- manufacturing
- rocket
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при отработке и изготовлении заряда из баллиститного твердого ракетного топлива (БТРТ) к ракетным двигателям твердого топлива (РДТТ) и другим вспомогательным устройствам ракетных систем (газогенераторам бортовых источников питания ракет, аккумуляторам наддува топливных баков жидкостных ракет, катапультным устройствам и др.).The invention relates to the field of rocket technology and can be used in the development and manufacture of a charge from ballistic solid rocket fuel (BTRT) to rocket engines of solid fuel (RTTT) and other auxiliary devices of rocket systems (gas generators of onboard power sources for rockets, batteries for boosting fuel tanks of liquid rockets , ejection devices, etc.).
Известны способы изготовления зарядов (пат. RU 2220934, RU 2259985, RU 2259341, RU 2259983, RU 2295050, RU 2300513, RU 2349566, RU 2360894) из рецептур БТРТ, предусматривающих содержание пластификатора, как правило, нитроглицерина (НГ), и нитроцеллюлозы (НЦ) в соотношении НГ/НЦ=0,65…0,75, что обеспечивает удовлетворительные технологические свойства рецептур БТРТ. Однако в современных рецептурах БТРТ, помимо НЦ и НГ, в зависимости от назначения ракетных систем, в значительном количестве содержатся наполнители различного функционального назначения: стабилизаторы и катализаторы скорости горения, добавки, снижающие уровень факелообразования и дымообразования истекающей струи продуктов сгорания, взрывчатые вещества (октоген и др.) и др., при этом соотношении НГ/НЦ возрастает вплоть до 1,0.Known methods for the manufacture of charges (US Pat. RU 2220934, RU 2259985, RU 2259341, RU 2259983, RU 2295050, RU 2300513, RU 2349566, RU 2360894) from formulations BTRT, providing for the content of plasticizer, usually nitroglycerin (NG), and nitrocellulose ( SC) in the ratio of NG / SC = 0.65 ... 0.75, which provides satisfactory technological properties of the BTRT formulations. However, in modern BTRT formulations, in addition to NTs and NGs, depending on the purpose of missile systems, a significant amount contains fillers of various functional purposes: stabilizers and catalysts for the burning rate, additives that reduce the level of torch formation and smoke formation of the effluent of the combustion products, explosives (HMX and etc.) and others, with this ratio of NG / SC increases up to 1.0.
У таких наполненных рецептур (со степенью наполнения более 15…40% (мас.%) существенно ухудшаются реологические характеристики топливной массы - коэффициенты внешнего (F) и внутреннего (τ) трения.In such filled formulations (with a degree of filling of more than 15 ... 40% (wt.%), The rheological characteristics of the fuel mass — the coefficients of external (F) and internal (τ) friction — are significantly deteriorated.
При степени наполненности БТРТ более 15…40% (мас.%) и увеличении весового соотношения НГ/НЦ до 1,0 возникает ряд трудностей при переработке таких систем на фазе прессования, что вынуждает иногда приостанавливать технологический процесс и даже отказываться от дальнейшей переработки топливной смеси и использовать ее, в лучшем случае, в качестве возвратно-технологических отходов при изготовлении очередных партий зарядов из этой же марки топлива. Такому способу переработки топлива сопутствуют высокие экономические издержки.With the degree of filling of BTRT more than 15 ... 40% (wt.%) And increasing the weight ratio of NG / SC to 1.0, a number of difficulties arise in the processing of such systems in the pressing phase, which sometimes forces to suspend the process and even refuse to further process the fuel mixture and use it, at best, as a return-technological waste in the manufacture of regular batches of charges from the same brand of fuel. This method of fuel processing is accompanied by high economic costs.
Одной из основных причин неудовлетворительной технологичности высоконаполненных составов БТРТ является замедленная кинетика пластификации нитратов целлюлозы нитроэфирами из-за уменьшения (ухудшения) их прямого контакта, обусловленного высоким содержанием наполнителей. Поэтому требуется дополнительная операция (фаза) по обеспечению качественного процесса пластификации нитратов целлюлозы. Наиболее эффективным и экономически приемлемым технологическим приемом в этом случае является «выдержка-отдых» в течение определенного времени отвальцованной топливной таблетки.One of the main reasons for the poor processability of highly filled BTRT compositions is the slow kinetics of plasticization of cellulose nitrates with nitroesters due to the reduction (deterioration) of their direct contact due to the high content of fillers. Therefore, an additional operation (phase) is required to ensure a high-quality process of plasticization of cellulose nitrates. The most effective and economically acceptable technological technique in this case is the “exposure-rest" for a certain time rolled-off fuel pellets.
Прототипом патентуемого технического решения принято изобретение по пат. RU 2349566 С1 от 20.03.2009, заявка 2007128659 от 25.07.2007, МПК С06В 25/18, С06В 21/00, С06Д 5/06.The prototype of the patented technical solution adopted the invention according to US Pat. RU 2349566 C1 dated March 20, 2009, application 2007128659 dated July 25, 2007, IPC С06В 25/18, С06В 21/00, С06Д 5/06.
Технической задачей изобретения является разработка способа изготовления заряда из высоконаполненного БТРТ, обеспечивающего удовлетворительную технологичность и улучшенные внутрибаллистические (ВБХ) и физико-механические характеристики (ФМХ) перерабатываемого топлива.An object of the invention is to develop a method of manufacturing a charge from a highly filled BTRT, providing satisfactory manufacturability and improved ballistic (VBH) and physico-mechanical characteristics (FMX) of the processed fuel.
Технический результат изобретения заключается в способе изготовления заряда из высоконаполненного баллиститного твердого ракетного топлива с содержанием наполнителей 15…40% (мас.%) и соотношением нитроглицерин/нитроцеллюлоза 0,6…1,0, включающем смешение компонентов топлива в нейтральной (водной) среде, отжим топливной массы, вальцевание-таблетирование топлива, сушку топливной таблетки и прессование зарядов шнековым методом через раструб и формообразующий пресс-инструмент. При этом для обеспечения удовлетворительной технологичности отвальцованную таблетку выдерживают в течение 36…72 ч при температуре 15…35°С, то есть технологический процесс ведут с разрывом фаз (фаз вальцевания и формования-прессования) для предоставления промежутка времени "выдержки-отдыха" (вылеживания) отвальцованной таблетки для осуществления процессов релаксации накопленных при отжиме и вальцевании напряжений и равномерного распределения пластификаторов в теле таблетки. По истечении указанного времени топливную таблетку направляют на фазу прессования.The technical result of the invention consists in a method of manufacturing a charge from a highly filled ballistic solid rocket fuel with a filler content of 15 ... 40% (wt.%) And a ratio of nitroglycerin / nitrocellulose 0.6 ... 1.0, including mixing fuel components in a neutral (aqueous) environment, squeezing the fuel mass, rolling-tabletting of the fuel, drying the fuel tablet and pressing the charges with the screw method through the bell and the forming press tool. Moreover, to ensure satisfactory processability, the rolled tablet is kept for 36 ... 72 hours at a temperature of 15 ... 35 ° C, that is, the technological process is carried out with phase discontinuity (rolling and molding-pressing phases) to provide a “holding-rest” time period (curing) ) rolled tablets for the implementation of relaxation processes accumulated during the extraction and rolling stresses and uniform distribution of plasticizers in the body of the tablet. After the specified time, the fuel tablet is sent to the pressing phase.
Изобретение поясняется технологической схемой (см. чертеж).The invention is illustrated by the technological scheme (see drawing).
Сущность изобретения заключается в осуществлении в процессе изготовления заряда БТРТ фазы «выдержки-отдыха» отвальцованной таблетки в течение 36…72 ч. За указанный промежуток времени в таблетке происходит релаксация накопленных напряжений и естественное, близкое к равномерному перераспределение пластификаторов в объеме топливной таблетки. При прессовании зарядов из такой таблетки процесс осуществляется при допустимых технологических параметрах: давлении прессования и регламентированных температурных режимах.The essence of the invention lies in the implementation during the manufacturing process of the charge of the BTRT phase of the “hold-rest” of the rolled tablet for 36 ... 72 hours. For the specified period of time, the tablet relaxes the accumulated stresses and a natural, close to uniform redistribution of plasticizers in the volume of the fuel tablet. When pressing charges from such a tablet, the process is carried out at admissible technological parameters: pressing pressure and regulated temperature conditions.
В таблице приведены технологические характеристики и получаемые ВБХ и ФМХ топливных смесей баллиститного типа в зависимости от времени "выдержки-отдыха" топливной таблетки в соответствии с патентуемым изобретением.The table shows the technological characteristics and obtained VBH and FMH fuel mixtures of ballistic type depending on the time "exposure-rest" of a fuel tablet in accordance with the patented invention.
(T=±50°C)α t , 1 / ° C
(T = ± 50 ° C)
Образец "0" рассматривается в качестве эталона, который имеет удовлетворительные технологические характеристики и изготавливается по способу - прототипу.Sample "0" is considered as a standard, which has satisfactory technological characteristics and is manufactured by the method - the prototype.
Анализ результатов, приведенных в таблице, позволяет сделать вывод об эффективности разрыва фаз вальцевания и прессования при переработке высоконаполненных БТРТ с введением операции (фазы) "выдержки-отдыха" топливной таблетки при T=15…35°С в течение 36…72 ч, так как указанный способ переработки обеспечивает не только улучшение реологических характеристик топливной смеси, но и способствует повышению физико-механических характеристик и характеристик горения топлива - снижению температурного градиента скорости горения (αT) и показателя «ν» в степенном законе скорости горения отпрессованного топлива.An analysis of the results given in the table allows us to conclude that the rupture of the rolling and pressing phases is effective in the processing of highly filled BTRT with the introduction of the operation (phase) of “holding-rest” of the fuel tablet at T = 15 ... 35 ° C for 36 ... 72 h, so how the specified processing method provides not only an improvement in the rheological characteristics of the fuel mixture, but also contributes to an increase in the physicomechanical and combustion characteristics of the fuel — a decrease in the temperature gradient of the combustion rate (α T ) and exponent “ν” in the power law of the burning rate of pressed fuel.
При этом температурный диапазон «выдержки-отдыха» таблетки выбран с учетом:At the same time, the temperature range of the “exposure-rest" tablet is selected taking into account:
- по нижнему пределу - не менее 15°С, учитывая температуру кристаллизации нитроглицерина (13°С);- at the lower limit - at least 15 ° C, given the crystallization temperature of nitroglycerin (13 ° C);
- по верхнему пределу - не более 35°С, с точки зрения предотвращения нежелательных начальных стадий терморазложения входящих в рецептуру БТРТ компонентов.- according to the upper limit - not more than 35 ° C, from the point of view of preventing the undesirable initial stages of thermal decomposition of the components included in the BTRT formulation.
Экспериментальные исследования показывают, что введение фазы "выдержки-отдыха" отвальцованной таблетки в пределах 12-24 часов (примеры 2, 3 таблицы) не обеспечивает заметного повышения технологических характеристик топлива, а увеличение диапазона времени "выдержки-отдыха" от 36 до 72 часов (обр.4, 5, 6) улучшает не только технологические свойства топлива, но и его выходные характеристики (ВБХ, ФМХ), особенно по сравнению с обр. №1, который перерабатывался без использования фазы "выдержки-отдыха". Увеличение времени "выдержки-отдыха" свыше 72 часов нецелесообразно (пример 7), так как все процессы, сопутствующие обеспечению однородности топливной таблетки, подчиняются аррениевскому закону (протекают по экспоненциальным зависимостям) и завершаются на 90…95% в течение 36…72 ч (примеры 4-6, 8).Experimental studies show that the introduction of the “soak-rest” phase of the rolled tablet within 12-24 hours (examples 2, 3 of the table) does not provide a noticeable increase in the technological characteristics of the fuel, and the increase in the “soak-rest” time range from 36 to 72 hours ( arr. 4, 5, 6) improves not only the technological properties of the fuel, but also its output characteristics (VBH, FMH), especially in comparison with arr. No. 1, which was processed without the use of the "exposure-rest" phase. An increase in the “holding-rest” time of more than 72 hours is impractical (Example 7), since all the processes involved in ensuring the uniformity of the fuel tablet comply with the Arrhenian law (proceed according to exponential dependencies) and are completed by 90 ... 95% within 36 ... 72 hours ( examples 4-6, 8).
Введение в технологический процесс изготовления заряда фазы "выдержки-отдыха" обеспечивает требуемую технологичность прессования и снятие остаточных напряжений в топливной таблетке, что существенно уменьшает уровень и разброс присадки отпрессованных зарядов, способствует уменьшению разбросов ВБХ зарядов и повышению эффективности ракетных систем в целом (за счет стабилизации геометрических размеров зарядов).The introduction of the “hold-rest” phase into the manufacturing process of the charge provides the required workability of pressing and relieving residual stresses in the fuel pellet, which significantly reduces the level and dispersion of the additive of pressed charges, helps to reduce the dispersion of the CVC of charges and increase the efficiency of missile systems in general (due to stabilization geometric dimensions of charges).
Положительный эффект изобретения заключается в повышении эффективности зарядов БТРТ для РДТТ и снижении экономических издержек при их изготовлении.The positive effect of the invention is to increase the efficiency of the charges of BTRT for solid propellant rocket engines and lowering the economic costs of their manufacture.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010130948/05A RU2441860C1 (en) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Method for charge manufacturing from high-filled solid ballistite rocket fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010130948/05A RU2441860C1 (en) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Method for charge manufacturing from high-filled solid ballistite rocket fuel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2441860C1 true RU2441860C1 (en) | 2012-02-10 |
Family
ID=45853634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010130948/05A RU2441860C1 (en) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Method for charge manufacturing from high-filled solid ballistite rocket fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2441860C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL442272A1 (en) * | 2022-09-13 | 2024-03-18 | Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego | Formation of solid heterogeneous rocket fuel by pressing |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2054551A (en) * | 1979-07-10 | 1981-02-18 | Zaklady Tworzyw Sztucznych Nit | Nitroglycerine explosives |
| RU2220934C2 (en) * | 2002-03-19 | 2004-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method to manufacture charges for solid propellant rocket engines |
| RU2259341C1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method of manufacturing charge of solid ballistite-type propellant |
| RU2272803C1 (en) * | 2004-10-14 | 2006-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие (ФГУП) "Пермский завод им. С.М. Кирова" | Solid rocket fuel for national economy-destined articles |
| JP2007197224A (en) * | 2006-01-23 | 2007-08-09 | Hokkaido Nippon Yushi Kk | Explosive composition |
| RU2311400C1 (en) * | 2006-02-13 | 2007-11-27 | Федеральное казенное предприятие "Пермский пороховой завод" (ФКП "Пермский пороховой завод") | Solid rocket fuel for articles of national economy designations |
| RU2333186C1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method of preparing charge of ballistite solid rocket fuel |
| RU2349566C1 (en) * | 2007-07-25 | 2009-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method of producing rocket ballistic solid propellant charge |
-
2010
- 2010-07-23 RU RU2010130948/05A patent/RU2441860C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2054551A (en) * | 1979-07-10 | 1981-02-18 | Zaklady Tworzyw Sztucznych Nit | Nitroglycerine explosives |
| RU2220934C2 (en) * | 2002-03-19 | 2004-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method to manufacture charges for solid propellant rocket engines |
| RU2259341C1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method of manufacturing charge of solid ballistite-type propellant |
| RU2272803C1 (en) * | 2004-10-14 | 2006-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие (ФГУП) "Пермский завод им. С.М. Кирова" | Solid rocket fuel for national economy-destined articles |
| JP2007197224A (en) * | 2006-01-23 | 2007-08-09 | Hokkaido Nippon Yushi Kk | Explosive composition |
| RU2311400C1 (en) * | 2006-02-13 | 2007-11-27 | Федеральное казенное предприятие "Пермский пороховой завод" (ФКП "Пермский пороховой завод") | Solid rocket fuel for articles of national economy designations |
| RU2333186C1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method of preparing charge of ballistite solid rocket fuel |
| RU2349566C1 (en) * | 2007-07-25 | 2009-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Method of producing rocket ballistic solid propellant charge |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL442272A1 (en) * | 2022-09-13 | 2024-03-18 | Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego | Formation of solid heterogeneous rocket fuel by pressing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20160046536A1 (en) | Electrically ignitable caseless propellant charge, the production and use thereof | |
| RU2441860C1 (en) | Method for charge manufacturing from high-filled solid ballistite rocket fuel | |
| RU2444554C1 (en) | Thermoplastic solid-fuel composition for treatment of oil wells | |
| DE10027413B4 (en) | A method of making a blowing agent composition using a dry blending method | |
| TWI772444B (en) | Composition for single-base propelling powder for ammunition and ammunition provided with such composition | |
| ES3041164T3 (en) | Insensitive munition propellants | |
| US1454414A (en) | Progressive nitrocellulose powder containing nitroguanidine | |
| US3186882A (en) | Nitrocellulose containing explosive compositions and methods of preparing same | |
| RU2360894C1 (en) | Method of producing charge from solid ballistite rocket propellant | |
| US3813458A (en) | Random orientation of staple in slurry-cast propellants | |
| Ohtake et al. | Burning performances of some guanidine derivative compound/ammonium nitrate/copper (II) oxide mixtures | |
| RU2384555C2 (en) | Manufacturing method of charge from ballistic solid propellant | |
| DE977184C (en) | Solid rocket propellant | |
| US3567805A (en) | Method of making a propellant grain containing metal wire staple | |
| US1305946A (en) | Preparation of colloid bodies | |
| US649852A (en) | Explosive. | |
| RU2434832C1 (en) | Method of producing mixed rocket solid-propellant charge | |
| US1310969A (en) | Walter | |
| Date et al. | Comparison of burning performances of some ammonium nitrate based mixtures with copper (II) oxide additive | |
| Miszczak | Odtajnione polskie wynalazki z technologii stałych, heterogenicznych paliw rakietowych | |
| RU2485079C1 (en) | High-power explosive composition | |
| Strickland et al. | Investigating the deflagration to detonation transition in LLM-105 and RX-55-DQ using high confinement as a function of density | |
| RU2197454C2 (en) | Explosive compound | |
| RU2496759C1 (en) | Pellet powder for 7,62 mm automatic cartridge | |
| US1341207A (en) | Explosive propellent powder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130912 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190724 |