Бронесостав для покрытия заряда твердого ракетного топлива

Бронесостав для покрытия заряда твердого ракетного топлива

Реферат

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к разработке рецептуры малодымного бронесостава и бронированию им зарядов твердого ракетного топлива (ТРТ), и может быть использовано при изготовлении маршевых ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) управляемых ракет (УР).

Известен бронесостав для покрытия зарядов на основе ацетилцеллюлозы: пат. RU 2179989 от 27.02.2002 г., МПК С09Д 101/12 - прототип, обеспечивающий низкий уровень дымообразования, но имеющий невысокую теплостойкость, что при времени работы заряда более 10…15 с приводит к прогару бронепокрытия заряда и его аномальной работе.

Известны бронесоставы на основе акрилатных соединений, применяющиеся для бронирования зарядов методом заливки: пат. RU 2220937 от 10.01.2004 г., RU 2283295 от 10.09.2006 г., RU 2261240 от 27.09.2005 г., которые имеют высокую теплостойкость, но большое дымообразования, а также пат. RU 2316528 C1 C06B 45/28, C06D 5/00 от 10.02.2008 г., взятый за прототип.

Технической задачей патентуемого изобретения является разработка теплостойкого бронесостава с низким уровнем дымообразования для бронирования зарядов ТРТ методом заливки.

Технический результат изобретения достигается за счет разработки рецептуры теплостойкого бронесостава с низким уровнем дымообразования для покрытия зарядов ТРТ методом заливки на основе акрилатных соединений - метилметакрилата (ММА), полибутилметакрилата (ПБМА), отверждаемых перекисью бензоила (ПБ), содержащего малодымный наполнительгидразодикарбонамид и олигоэфиракрилат марки МДФ-1 в качестве сшивающего агента, представляющий собой продукт конденсации фталевого ангидрида, диэтиленгликоля и метакриловой кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

метилметакрилат	29-31
олигоэфиракрилат марки МДФ-1	9-11
полибутилметакрилат	16,5-17,5
гидразодикарбонамид	41-43
перекись бензоила	0,5-1,5

Заявляемые пределы соотношений компонентов определялись экспериментальным путем и являются оптимальными, обеспечивая удовлетворительные механические, адгезионные и технологические свойства бронесостава.

Рецептуры образцов бронесостава с различным содержанием компонентов, их свойства приведены в таблице в сравнении с прототипом.

Приготовление бронесостава осуществлялось в мешателе, снабженном вакуумной линией, следующим образом: в смеси ММА и олигоэфиракрилата марки МДФ-1 растворяли ПБМА при перемешивании, затем вводили ГДА, вновь проводили перемешивание до равномерного распределения порошкообразного ГДА во всем объеме содержимого мешателя, затем вводили раствор ПБ в части навески ММА и перемешивали до получения однородной массы, которую вакуумировали в течение 10…15 мин при остаточном давлении не более 20 мм рт.ст и температуре 20…25°С.

Покрытие зарядов осуществлялось методом заливки бронесостава в зазор между техоснасткой и установленным в нее зарядом с последующей выдержкой при температуре 80-85°С в течение 10-17 ч.

Рецептура образцов бронесостава и их свойства при температуре испытаний 20°С
Наименование компонента	Содержание компонента, мас.%
Прототип	Образец №1	Образец №2	Образец №3	Образец №4	Образец №5
ММА Олигоэфиракрилат	10	24	31	30	29	40
марки МДФ-1	-	9	9	9	11	7
ПБМА	-	22,5	16,5	18	18,5	10,5
Растворенная в бутилметакрилате механохимическая смесь ПБМА и молотой слюды	32-36
ГДА	-	41	43	42	41	41
ПБ	1,5	0,5	0,5	1	1,5	1,5
Прочность при растяжении, кгс/см2	135,6-150,1	199,5	188,0	190,3	198,1	147,6
Относительная деформация, ε, %	8,5-11,0	3,52	5,64	4,87	4,70	7,20
Прочность адгезии к ТРТ, кгс/см2	95,7-97,1	90,2	90,1	92,4	91,9	88,1
Вязкость, Пз	15,0-16,9	19	12	13	13	7
Жизнеспособность, ч	3	2,5	2,5	2	1,5	1,5
Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/см·град	0,229	-	0,262	0,243	0,268	-
Коэффициент температуропроводности, α, м2/с	0,12·10-6	-	0,12·10-6	0,11·10-6	0,12·10-6	-
Удельная теплоемкость, с, Дж/кг·град	1670	-	1820,0	1790,0	1810,0	-
Температура начала интенсивного термического разложения, Тнир, °С	200	-	225-230	-//-	-//-	-
Мощность дымообразования при температуре 20°С, N, м2/с	2,0	-	0,34	0,38	0,35	-

Из таблицы видно, что образцы заявляемого бронесостава имеют удовлетворительные механические, адгезионные свойства и жизнеспособность, но образец бронесостава №1 имеет высокую вязкость 19 Пз, что делает его непригодным для покрытия зарядов методом заливки, применяемом при использовании бронесоставов на основе акрилатных соединений. Образец бронесостава №5 в течение времени полимеризации расслаивается вследствие седиментации ГДА (осаждения), который представляет собой порошок, нерастворимый в акрилатных соединениях.

Теплостойкость патентуемого бронесостава и прототипа находятся на одном уровне, поскольку удельная теплоемкость и температура начала интенсивного термического разложения патентуемого бронесостава выше, чем у прототипа, коэффициент теплопроводности завышен незначительно, а коэффициент температуропроводности имеет одинаковые значения. При этом, имея удовлетворительную теплостойкость, мощность дымообразования патентуемого бронесостава значительно меньше прототипа, что обусловлено содержанием ГДА, повышенной температурой начала интенсивного термического разложения и отсутствием ненасыщенной олигоуретанакрилатной смолы Д-10ТМ, которая определяет высокий уровень дымообразования прототипа.

Патентуемым бронесоставом бронировались заряды диаметром 65 мм, длиной 100 мм и подвергались огневым стендовым испытаниям в составе РДТТ. Испытания показали, что при горении заряда в течение 20…50 с бронесостав сохраняется по всей длине заряда, обеспечивая теплозащиту камеры сгорания РДТТ от воздействия горячего потока продуктов сгорания ТРТ.

Работоспособность опытных зарядов, покрытых патентуемым бронесоставом в условиях ФГУП «НИИПМ», подтверждена попеременным и длительным термостатированием.

Таким образом, заявляемый бронесостав, применяемый для бронирования зарядов ТРТ методом заливки, является термостойким и имеет низкий уровень дымообразования.

Бронесостав для покрытия заряда твердого ракетного топлива, включающий метилметакрилат, полибутилметакрилат, в качестве отвердителя - перекись бензоила, отличающийся тем, что он дополнительно содержит малодымный наполнитель - гидразодикарбонамид, в качестве сшивающего агента - олигоэфиракрилат марки МДФ-1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

метилметакрилат	29-31
олигоэфиракрилат марки МДФ-1	9-11
полибутилметакрилат	16,5-18,5
гидразодикарбонамид	41-43
перекись бензоила	0,5-1,5