Фугасный взрывчатый состав

Фугасный взрывчатый состав

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области взрывчатых веществ. Заявляется литьевой фугасный взрывчатый состав повышенной безопасности.

Одной из актуальных задач в области смесевых взрывчатых веществ (ВВ) в настоящее время является разработка рецептур, обладающих повышенной стойкостью к внешним воздействиям, прежде всего к действию ударной волны (УВ). Такие ВВ необходимы для создания так называемых боеприпасов пониженного риска. Для оценки ударно-волновой чувствительности ВВ (УВЧ) в отечественной и мировой практике используется метод испытания Gap Test, определяющий величину критического давления инициирования ВВ (Р_крит). Чем выше значение Р_крит, тем ниже УВЧ состава.

Другая важная задача заключается в снижении стоимости ВВ, которое могло бы в определенной мере способствовать уменьшению расходов на боеприпасы. Эти задачи касаются в полной мере фугасных взрывчатых составов, где их высокая эффективность достигается прежде всего за счет увеличения в составе массовой доли алюминия, повышающего теплоту взрыва.

Известен американский фугасный состав НВХ-3 (тротила - 29%, гексогена - 31%, алюминия - 35%, воскового флегматизатора - 5%), в котором тротил и флегматизатор служат плавкой литьевой основой, а гексоген и алюминий - энергетическими наполнителями ["Encyclopedia of Explosives and Related Items., Patr 2700, volume 7. Picatinny Arsenal, Dover, New Jersey, USA, 1975"]. Его Р_крит составляет 39 кбар, что соответствует среднему уровню УВЧ. Состав НВХ-3 принят нами за прототип.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание состава, превосходящего прототип по значению критического давления инициирования и одновременно более дешевого.

Технический результат достигается использованием в качестве плавкой литьевой основы состава природного церезина, введением дополнительного компонента - гранулированного нитрата аммония (аммиачной селитры) или нитрата аммония с 10-18% нитрата калия с размером гранул 1-4 мм, а также выбором оптимального соотношения компонентов.

Предлагаемый фугасный взрывчатый состав для снаряжения боеприпасов заливкой содержит церезин в качестве плавкой основы, гексоген, алюминий и гранулированный нитрат аммония или нитрат аммония с 10-18% нитрата калия с размером гранул 1-4 мм при следующем соотношении компонентов (мас.%):

церезин	12-17
гексоген	28-37
алюминий	25-35
гранулированный нитрат
аммония или нитрат аммония
с 10-18% нитрата калия	остальное

Проведенные исследования показали, что использование пластичной инертной плавкой основы (церезина) вместо тротила оказывает глубокое флегматизирующее действие на высокочувствительный компонент - гексоген и тем самым снижает восприимчивость его к ударной волне. Введение в состав нитрата аммония (или нитрата аммония с добавкой нитрата калия) преследует несколько целей. Во-первых, окислитель, каковым является нитрат аммония, компенсирует снижение энергетики, вызываемое применением инертного церезина. Во-вторых, оказалось, что использование гранулированной формы (размер промышленных гранул нитрата аммония 1-4 мм) способно обеспечить литьевые свойства состава значительно меньшим содержанием плавкой основы, чем в случае применения измельченного нитрата аммония. Так, в лабораторных условиях заявляемый состав перерабатывался в заряды методом свободного литья при содержании церезина 12-17%, в то время как при использовании измельченного нитрата аммония требовалось 23-24% церезина. В-третьих, грубодисперсное распределение окислителя (гранулы вместо мелких частиц) в свою очередь снижает восприимчивость состава к ударно-волновому инициированию. Наконец, нитрат аммония и церезин - материалы значительно более дешевые, чем тротил (соответственно в 6 и 1,5 раза в ценах 2005 г). Поэтому заявляемый состав имеет явное экономическое преимущество перед прототипом. Что касается добавки нитрата калия к нитрату аммония, то она способна предупреждать последствия полиморфных переходов нитрата аммония в эксплуатационном интервале температур и может оказаться целесообразной в некоторых вариантах применения.

Заявляемый состав был отработан в условиях лаборатории и использован для изготовления зарядов (отливок) методом свободной заливки.

Для приготовления состава использовался природный церезин с температурой каплепадения от 70 до 85°С. Наработка состава осуществлялась в плавильном бачке, обогреваемом водой с температурой 84-86°С. Температура расплава при заливке составляла 82-85°С. Были определены основные взрывчатые характеристики и критическое давление инициирования вариантов состава и прототипа, которые приведены в таблице.

Таблица
№ варианта	Содержание компонентов, %	Плотность, г/см3	Скорость детонации, м/с	Теплота взр., ккал/кг	Ркрит, кбар
церезин	нитрат аммон. (нитрат аммония + нитрат калия)	гексоген	алюминий	тротил	флегматизатор
1	15	25	28	32	-	-	1,63	6120	1520	52
2	17	16	37	30	-	-	1,63	6260	1440	54
3	15	25	35	25	-	-	1,62	6110	1460	55
4	12	20	33	35	-	-	1,64	6190	1640	57
Прототип	-	31	35	29	5	1,81	6900	1670	39

Данные таблицы подтверждают достаточно высокие взрывчатые характеристики вариантов заявляемого состава. Значения Р_крит состава (52-57 кбар) существенно превышают его значения для прототипа (39 кбар), что свидетельствует о превосходстве заявляемого состава перед прототипом по устойчивости к ударно-волновому инициированию.

В процессе исследований не было отмечено разницы в технологических и взрывчатых характеристиках вариантов состава с нитратом аммония и с нитратом аммония, содержащим добавку нитрата калия.

Расчеты показали также, что удешевление заявляемого состава по применяемым компонентам в сравнении с прототипом может достигать 25-35%.

1. Фугасный взрывчатый состав для снаряжения боеприпасов заливкой, включающий плавкую основу, гексоген и алюминий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гранулированный нитрат аммония или нитрат аммония с 10-18% нитрата калия с размером гранул 1-4 мм, плавкая основа представляет собой церезин, а компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

церезин	12-17
гексоген	28-37
алюминий	25-35
гранулированный нитрат
аммония или нитрат аммония
с 10-18% нитрата калия	остальное

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что церезин имеет температуру каплепадения 70-85°С.