RU2626353C2 - Способ изготовления заряда РДТТ из смесевого ракетного топлива - Google Patents
Способ изготовления заряда РДТТ из смесевого ракетного топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2626353C2 RU2626353C2 RU2015152505A RU2015152505A RU2626353C2 RU 2626353 C2 RU2626353 C2 RU 2626353C2 RU 2015152505 A RU2015152505 A RU 2015152505A RU 2015152505 A RU2015152505 A RU 2015152505A RU 2626353 C2 RU2626353 C2 RU 2626353C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- engine
- rocket
- mixture
- piston
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical compound C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 5
- 239000002760 rocket fuel Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title abstract description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-3,3-difluoroprop-1-ene Chemical compound FC(F)(Br)C=C GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- MIDXCONKKJTLDX-UHFFFAOYSA-N 3,5-dimethylcyclopentane-1,2-dione Chemical compound CC1CC(C)C(=O)C1=O MIDXCONKKJTLDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 235000013736 caramel Nutrition 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000004413 injection moulding compound Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
- C06B21/0033—Shaping the mixture
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
- C06B21/0033—Shaping the mixture
- C06B21/0041—Shaping the mixture by compression
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
- C06B21/0033—Shaping the mixture
- C06B21/005—By a process involving melting at least part of the ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
- C06D5/06—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу изготовления заряда твердотопливного ракетного двигателя. Способ изготовления заряда из смесевого ракетного топлива осуществляют вакуумным термическим прессованием порошкообразного состава непосредственно в корпусе твердотопливного реактивного двигателя. Для этого в корпус двигателя помещают порошкообразную топливную смесь, с открытой стороны корпуса временно размещают технологический цилиндр, содержащий тщательно подогнанный поршень с газоотводом, через который производят удаление воздуха из топливной смеси. После откачки воздуха корпус прогревают, начиная со дна и с боковой поверхности. По мере плавления топливной смеси поршень двигается ко дну, спрессовывая смесь до тех пор, пока она полностью не превратится в расплав. После расплавления всей смеси заряд охлаждают, а поршень извлекают. Метод позволяет максимально упростить технологию приготовления топлива, сократить на порядок срок снаряжения двигателя. При этом метод позволяет заправлять твердотопливную ракету топливом на месте запуска, что исключает необходимость транспортировки заряженного двигателя. 4 ил.
Description
Изобретение относится к способу изготовления заряда твердотопливного ракетного двигателя (РДТТ).
Существуют разные способы приготовления твердого смесевого ракетного топлива (СРТ), имеющие своей целью его заправку в РДТТ. Одним из первых был способ приготовление твердых шашек СРТ, которые потом вкладывались в корпус РДТТ. В силу ряда причин он не очень удобен для изготовления очень маленьких и больших двигателей на основе смесевого топлива. Для маленьких модельных ракетных двигателей (МРД), например, оказалось удобным прессование порошка смесевого топлива прямо в корпусе двигателя (Scott Dixon, Barry Tunick, Edwin Brown. Composite propellant compositions / Patent US 20040094250 A1).
Иногда для изготовления МРД бывают удобными т.н. «литьевые составы», когда расплавленное топливо просто заливается в корпус двигателя (Игорь Афанасьев, Андрей Суворов. В космос на сахаре: «Карамельное» топливо». «Популярная механика», 2008, №4, с. 80). Для изготовления больших зарядов прямо в корпусе двигателя часто тоже используются литьевые составы, которые по своей природе обычно очень вязкие, и нуждаются в предварительном вальцевании для получения гомогенного состава. После помещения в корпус РДТТ обычно приходится долго ждать (5-10 суток), пока горючее-связка не заполимеризуется (Процун Е.Г., Звонарев Ю.В. СМЕСЕВОЕ ТВЕРДОЕ РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО // Патент RU 2258057, 28.10.2003). При этом корпус двигателя с топливом все время приходится подогревать, строго соблюдая температурный режим. При этом «живучесть» топливного состава, при котором он сохраняет необходимое вязкотекучее состояние, составляет 5-10 часов, после чего его дальнейшая переработка становится невозможной. Само устройство для приготовления топлива очень сложное, и при вальцевании возможен захват пузырьков воздуха. (Гаранин Л.П., Куценко Г.В. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНОЙ МАССЫ ДЛЯ ЗАРЯДА ИЗ СМЕСЕВОГО ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА // Патент RU 2316524, 20.07.2006). Видно, что сама технология достаточно сложная и обладает массой недостатков:
1. Существует опасность нарушить технологический режим, так как после срока живучести вся топливная масса пропадает.
2. Существует опасность получения бракованной шашки РТ в корпусе двигателя, если был нарушен температурный режим.
3. Необходимость использовать сложные гомогенизаторы-вальцеваторы, что делает возможным приготовить РДТТ только в заводских условиях.
4. Длительное время приготовления топлива, что связано с его полимеризацией.
5. Возможность захвата пузырьков воздуха в топливную массу при ее вальцевании. Для чего приходится применять дополнительно специальное вакуумирование.
6. Возможно налипание вязких компонентов в аппарате смесителя и гомогенизатора на элементы оборудования, что уменьшает точность дозирования как компонентов топлива, так и самого топлива.
7. Сложность процесса приготовления «литьевых топлив» делает невозможным приготовление РДТТ на месте запуска, аналогично заправке ракет на основе жидкостных реактивных двигателей. Что конечно затрудняет массовое внедрение РДТТ в космонавтике.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании более простой технологии, которая позволила бы избавиться от этих недостатков.
Задача решается с помощью вакуумного термического прессования порошкообразного топлива. Порошкообразная топливная смесь изначально должна включать органическое горючее в твердом виде в порошке, который плавится при относительно низкой температуре. Намного ниже, чем температура воспламенения топлива. Известно, что перхлорат аммония начинает разлагаться при 150°С. Для СРТ на основе перхлората аммония это может быть порошкообразный севилен («клей» с высокой адгезией для многих материалов и порошков, сополимер полиэтилена и винилацетата), который размягчается в диапазоне температур 60-80°С, или порошкообразный битум, который плавится в диапазоне температур 50-90°С. Для топлив на основе перхлората калия это может быть сорбит, который плавится в диапазоне температур 80-120°С.
Порошкообразная топливная смесь 1 помещается в корпус двигателя 2, где на дне корпуса 3 находится технологическая заглушка в виде перегородки 4 (Рис. 1). С другой стороны корпуса временно размещается технологический цилиндр 5, который содержит тщательно подогнанный поршень 6. Это необходимо для того, чтобы вместить необходимое количество топлива, так как при прессовании объем смеси сильно уменьшается. При необходимости технологический цилиндр может быть в дальнейшем корпусом ракеты. В поршне содержится газоотвод 7, который позволяет удалять воздух из топливной смеси. При удалении воздуха в откачиваемом объеме создается вакуум. С одной стороны, это позволяет избежать пустот и каверн в топливе. С другой стороны, под действием атмосферного давления поршень начинает давить на топливную смесь. Таким образом получается пресс.
После откачки воздуха корпус двигателя начинает прогреваться, начиная со дна и с боковой поверхности (Рис. 2). Это может быть обеспечено тем, что корпус двигателя, облаченный съемной рубашкой-стаканом, погружается в сосуд, содержащий водный раствор соли, который подогревается электронагревателем со дна сосуда. В этом методе, который уже использовался на практике, был зарегистрирован значительный градиент температур солевого раствора: температура на дне может превышать таковую на поверхности на 30-50 градусов, что и необходимо для осуществления нужного характера нагрева. Или нагрев корпуса осуществляется нагревательными элементами, которые расположены на его поверхности, и их нагрев управляется электроникой, которая обеспечивает описанный выше характер нагрева.
По мере подплавления топливной смеси поршень начинает двигаться ко дну двигателя, спрессовывая смесь до тех пор, пока она полностью не превратится в расплав (Рис. 3). Чтобы смесь не попала в газоотвод, в нем размещается специальный фильтр из волокнистого материала. Так как подплавление топливной смеси идет со дна и стенок корпуса, то его засорение расплавом происходит в самый последний момент, в момент завершения процесса. Или перед поршнем 6 можно поставить еще один дополнительный поршень 8, у которого зазор со стенками корпуса составляет порядка размера частиц топливной смеси. При этом порошок будет заперт в вакуумированном объеме, а воздух будет удаляться через зазор. Для того чтобы дополнительный поршень не перекрыл отверстие газоотвода, его поверхность, обращенная к газоотводу, должна иметь определенную шероховатость или специальные каналы-насечки. После расплавления всей смеси двигатель охлаждается, смесь застывает и схватывается, и таким образом весь органический компонент топлива превращается в надежную связку-клей. То есть легкоплавкое вещество или термопластичный полимер после нагревания в процессе прессования становится связующим компонентом топлива. После этого поршень с газоотводом извлекается, а дополнительный поршень после определенных процедур может быть оставлен как заглушка двигателя.
Или специальная заглушка может быть вклеена после его извлечения. Технологическая заглушка на дне корпуса тоже убирается, открывая доступ к топливной массе. Сопло 9 может вклеиваться после удаления всего дна, или удаление заглушки просто открывает выход поверхности сформированной шашки. При этом дно двигателя должно быть сделано из сгорающего материала.
Этот метод наиболее удобен для приготовления зарядов торцевого горения. Для массового изготовления небольших МРД поршень с газоотводом может создавать вакуум в общей камере, где расположено много двигателей. Здесь на каждый двигатель предусмотрен отдельный дополнительный поршень.
Для изготовления зарядов канального горения технологическая заглушка на дне корпуса соединена с профилем 10, который формирует канал в будущей шашке (Рис. 4). При этом поршень с газоотводом имеет отверстия, точно совпадающие с формой профиля.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет максимально упростить технологию изготовления заряда РДТТ, сократить сроки его изготовления на порядок, делает возможным заправку двигателя топливной смесью непосредственно на месте запуска ракеты. Топливная смесь может быть изготовлена в специальном блендере из исходных компонентов. Это исключает необходимость транспортировки как исходного топлива, так и снаряженного топливом двигателя.
Claims (1)
- Способ изготовления заряда реактивного твердотопливного двигателя (РДТТ) из смесевого ракетного топлива в корпусе РДТТ, включающий размещение порошкообразной топливной смеси в корпусе двигателя, с открытой стороны корпуса временное размещение технологического цилиндра, который содержит тщательно подогнанный поршень с газоотводом, через который производят удаление воздуха из топливной смеси с созданием в откачиваемом объеме вакуума, после откачки воздуха корпус прогревают, начиная со дна и с боковой поверхности, и по мере плавления топливной смеси поршень двигается ко дну корпуса, спрессовывая смесь до тех пор, пока она полностью не превратится в расплав, после чего двигатель охлаждают и поршень извлекают.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015152505A RU2626353C2 (ru) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Способ изготовления заряда РДТТ из смесевого ракетного топлива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015152505A RU2626353C2 (ru) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Способ изготовления заряда РДТТ из смесевого ракетного топлива |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015152505A RU2015152505A (ru) | 2017-06-14 |
| RU2626353C2 true RU2626353C2 (ru) | 2017-07-26 |
Family
ID=59068207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015152505A RU2626353C2 (ru) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Способ изготовления заряда РДТТ из смесевого ракетного топлива |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2626353C2 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3470273A (en) * | 1966-06-10 | 1969-09-30 | Imp Metal Ind Kynoch Ltd | Top casting under pressure of rocket motor propellants |
| GB1232923A (ru) * | 1969-04-03 | 1971-05-26 | Imp Metal Ind Kynoch Ltd | |
| JPS58128442A (ja) * | 1982-01-28 | 1983-08-01 | Nissan Motor Co Ltd | 固体ロケツトモ−タの推進薬加圧硬化方法 |
| RU2167135C2 (ru) * | 1999-08-04 | 2001-05-20 | Научно-исследовательский институт полимерных материалов | Способ изготовления зарядов из смесевого твердого топлива |
| RU2226520C2 (ru) * | 2002-06-11 | 2004-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Способ изготовления зарядов из смесевого твёрдого ракетного топлива |
| RU2316524C1 (ru) * | 2006-07-20 | 2008-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Способ приготовления топливной массы для заряда из смесевого твердого ракетного топлива |
-
2015
- 2015-12-08 RU RU2015152505A patent/RU2626353C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3470273A (en) * | 1966-06-10 | 1969-09-30 | Imp Metal Ind Kynoch Ltd | Top casting under pressure of rocket motor propellants |
| GB1232923A (ru) * | 1969-04-03 | 1971-05-26 | Imp Metal Ind Kynoch Ltd | |
| JPS58128442A (ja) * | 1982-01-28 | 1983-08-01 | Nissan Motor Co Ltd | 固体ロケツトモ−タの推進薬加圧硬化方法 |
| RU2167135C2 (ru) * | 1999-08-04 | 2001-05-20 | Научно-исследовательский институт полимерных материалов | Способ изготовления зарядов из смесевого твердого топлива |
| RU2226520C2 (ru) * | 2002-06-11 | 2004-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Способ изготовления зарядов из смесевого твёрдого ракетного топлива |
| RU2316524C1 (ru) * | 2006-07-20 | 2008-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Способ приготовления топливной массы для заряда из смесевого твердого ракетного топлива |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФИОШИНА М.А., РУСИН Д.Л. ОСНОВЫ ХИМИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПОРОХОВ И ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ, М., РХТУ ИМ. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА, 2001, с.161-164. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015152505A (ru) | 2017-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3677010A (en) | Rocket motor and method | |
| RU2626353C2 (ru) | Способ изготовления заряда РДТТ из смесевого ракетного топлива | |
| US3722354A (en) | Propellant casting | |
| CN113378250B (zh) | 用于弹体熔铸炸药凝固成型的参数适配系统及生成方法 | |
| CN109311093A (zh) | 用来制造部件的方法、外壳和设备 | |
| US3073242A (en) | Manufacture of propellant charges | |
| EP2517808A2 (en) | Process for preparing a mold for casting | |
| KR101182328B1 (ko) | Ｈｎｉｗ를 이용한 고밀도 고성능 복합화약 및 그 제조방법 | |
| KR20190020885A (ko) | 개선된 금속연료심 중력주조장치, 방법 및 이를 이용하여 제조된 금속연료심 | |
| EP1485669B1 (en) | Ordnance with explosives liner and method of manufacture of the ordnance | |
| KR101793327B1 (ko) | 성형파편 탄체 제조방법 및 이의 제조 방법에 의해 제조된 탄체 | |
| US3205286A (en) | Smokeless powder manufacture | |
| CN109702934A (zh) | 一种双脉冲固体火箭发动机脱粘层封口锥成型装置及方法 | |
| RU2386922C1 (ru) | Авиационная бомба объемного взрыва | |
| RU2657077C1 (ru) | Способ изготовления скрепленного с корпусом заряда смесевого ракетного твердого топлива формованием свободным литьем | |
| US6860714B1 (en) | Gas turbine having alloy castings with craze-free cooling passages | |
| RU2471140C1 (ru) | Способ снаряжения взрывного устройства взрывчатым пластизольным веществом | |
| Isochi et al. | The Low-Cost Rocket with Low Melting Temperature Thermoplastic Propellant | |
| Sieder et al. | Development history and verification of the flight model of a 500 N Ethanol/LOX rocket engine | |
| US4452145A (en) | Propellant for base-bleed gas generators and process for manufacturing it | |
| RU2524789C1 (ru) | Ракетный двигатель твердого топлива | |
| CN113666793A (zh) | 一种双元熔铸炸药及增材制备工艺 | |
| RU2263095C1 (ru) | Способ смешения компонентов взрывчатого состава и формования из него изделия | |
| RU2834987C1 (ru) | Способ формирования комбинированного заряда фугасного действия | |
| CN110757876A (zh) | 一种制备组件和制备超高固含量固体推进剂的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201209 |