Льдообразующее топливо

 

Изобретение относится к льдообразующим топливам для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы и предназначено для применения в зарядах маршевых двигателей противоградовых ракет. Льдообразующее топливо необходимо для изготовления унитарных зарядов по технологии свободного литья или под небольшим давлением, выполняющих две функции - генератора активных центров кристаллизации переохлажденных облачных капель и источника энергии для движения противоградовой ракеты. Композиция содержит, вес.%: 2,93-3,27 синтетического диенового каучука, 4,72-13,22 инертного пластификатора, 0-8,0 пластификатора - катализатора скорости горения, 0,35-0,39 хинолового эфира, 0,50-1,00 эпоксидно-диановой смолы, 1,00-8,00 йодида серебра, 10,00-14,00 йодида аммония и перхлорат аммония - остальное, и обеспечивает льдообразующую активность при температуре переохлажденного облака минус 6,0°С (0,2...2,6)·10¹² 1/г при скорости обдува 100 м/с. Такой состав обеспечивает повышение значения коэффициента массы ракеты и соответственно эффективность действия и дальность ее полета. 1 табл.

Льдообразующее топливо используется в метеорологии для искусственного вызывания осадков, рассеивания туманов и предотвращения градобитии и предназначено для применения в зарядах маршевых двигателей противоградовых ракет.

Наиболее близким аналогом изобретения, принятым за прототип, является пиротехнический состав для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы по авторскому свидетельству СССР № 1497781 от 28.12.87, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Полиакрилонитрил 18,0 - 23,0

Йодид аммония 8,0 - 12,0

Йодид серебра 0,4 - 1,0

Политетрафторэтилен 0,6 - 2,5

Индустриальное масло 0,4 - 1,5

Графит 0,6 - 2,5

Перхлорат аммония Остальное

Противоградовые ракеты с применением зарядов из пиротехнического состава имеют низкие значения коэффициентов массы полезного груза по причине отсутствия унитарности заряжания, малую эффективность и дальность полета.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка льдообразующего топлива с повышенной льдообразующей активностью при возможно более высоких температурах облачной среды в условиях обдува. Технология его переработки, а также комплекс реологических и физико-механических свойств топлива позволяет изготавливать методом свободного литья или литья под небольшим давлением с высокой производительностью унитарные заряды любой конфигурации непосредственно в корпус противоградовых ракет. При этом топливо выполняет одновременно две функции - генератора активных центров кристаллизации (АЦК) переохлажденных облачных капель и источника энергии для движения ракеты.

Данный состав позволяет повысить значение коэффициента массы ракеты и соответственно эффективность действия и дальность ее полета.

Технический результат достигается за счет того, что предложенное льдообразующее топливо, содержащее перхлорат аммония, йодид аммония и йодид серебра, дополнительно в качестве горючесвязующего содержит синтетический диеновый каучук, инертный пластификатор, пластификатор-катализатор скорости горения при следующем соотношении, вес.%:

Синтетический диеновый каучук 2,93 - 3,27

Инертный пластификатор 4,72 - 13,22

Пластификатор-катализатор 0,00 - 8,0

Хиноловый эфир 0,35 - 0,39

Эпоксидно-диановая смола 0,50 - 1,0

Йодид аммония 10,0 - 14,0

Йодид серебра 1,0 - 8,0

Перхлорат аммония Остальное

В таблице приведены рецептуры составов испытанных льдообразующих топлив и их характеристики:

- удельный импульс тяги при Рк/Ра=40/1 кгс/см²;

- льдообразующая активность при скорости обдува 100 м/с в горизонтальной аэродинамической трубе на стенде и по методике ИЭМ.

Использование в качестве полимерной основы связующего диенового каучука позволяет решать задачи регулирования в широких пределах основных технологических и эксплуатационных характеристик предлагаемого топлива.

Так, при изменении соотношения каучук - пластификатор в пределах 20/80-25/75 соответственно меняются вязкость полуфабриката (топливной массы при 50°С 0,75...100 Па·с, растекаемость 70...130%, что позволяет использовать в технологии смесители планетарного типа и различные варианты формования зарядов (например, групповое заполнение до 20 и более изделий).

Изменяя количество и соотношение отвердителей, можно регулировать физико-механические показатели:

по прочности 0,09...0,2 МПа;

по деформациям 15...40%.

Заряды топлива благодаря выбору такого связующего могут эксплуатироваться и в отрицательном диапазоне температур.

Скорость горения эффективно регулируется количеством применяемого пластификатора-катализатора взамен соответствующей доли неактивного пластификатора (например, при давлении в камере 40 кгс/см² от 4 до 20 мм/с).

Наряду с высоким выходом активного аэрозоля при испытаниях этого топлива отмечено важное для его практического применения обстоятельство, а именно существенное снижение характерного времени проявления ледяных кристаллов. При сравнительных испытаниях различных льдообразующих топлив оно выбрано как время, за которое сформируется 80% ледяных кристаллов от количества всех ядер, введенных в переохлажденный туман.

Как и величина общего выхода активных частиц, этот показатель для предлагаемого топлива существенно улучшен благодаря выбранному соотношению всех компонентов, которые определяют главные параметры аэрозольсодержащих продуктов сгорания, а именно уровень их температуры на выходе из сопла и их оптимальный химический состав.

Комплекс баллистических и физико-механических характеристик топлива позволяет использовать его в зарядах различного конструктивного оформления (вкладные, прочно скрепленные с корпусом двигателя, торцевые, канальные).

Формула изобретения

Льдообразующее топливо, содержащее йодид аммония, йодид серебра и перхлорат аммония, отличающееся тем, что в качестве горючесвязующего содержит синтетический диеновый каучук с отвердителями, например с хиноловым эфиром и эпоксидно-диановой смолой, инертный пластификатор или его смесь с пластификатором-катализатором скорости горения при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Синтетический диеновый каучук 2,93-3,27

Инертный пластификатор 4,72-13,22

Пластификатор-катализатор

скорости горения 0,00-8,00

Хиноловый эфир 0,35-0,39

Эпоксидно-диановая смола 0,50-1,0

Йодид серебра 1,00-8,00

Йодид аммония 10,0-14,0

Перхлорат аммония Остальное