Материал жесткого сгорающего картуза

Изобретение относится к области производства сгорающих материалов для жестких сгорающих картузов. Материал жесткого сгорающего картуза включает целлюлозу, нитраты целлюлозы, энергетическое связующее. Согласно изобретению дополнительно вводится низкоазотный нитрат целлюлозы (НАНЦ), в качестве энергетического связующего вводится тротил при следующем соотношении компонентов, мас.%: целлюлоза древесная 5,0-10,0; НАНЦ 26,0-28,0; тротил (связующее) 22,0-23,0; нитрат целлюлозы – остальное; влага, сверх 100% - не более 1,3. Технический результат заключается в повышении скорости горения материала и снижении задержки воспламенения с сохранением высоких физико-механических характеристик. 2 табл.

 

Изобретение относится к области производства сгорающих материалов (СМ) для жестких сгорающих картузов.

Известны составы сгорающих материалов для изготовления жестких сгорающих картузов (ЖСК) [1-5], состоящие из энергетических связующих и армирующего компонента, в которых в качестве энергетических компонентов применяются нитраты целлюлозы (НЦ), взрывчатые вещества (октоген, гексоген, тетрил), армирующие компоненты - целлюлоза, связующие -карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), тротил, поливинилацетат или акрилаты (метилметакрилат, олигоэфируретанакрилат).

Недостатком данных аналогов является то, что сгорающий материал изготовленный на основе октогена, гексогена, тротила, акрилатов, медленно горит в условиях минометного выстрела и имеет высокую задержку воспламенения, что связано с более низким давлением пороховых газов при выстреле (50-70 МПа) в минометных системах по сравнению с давлением пороховых газов у артиллерийских систем (150-400 МПа у САУ).

Наиболее близким, принятым за прототип предлагаемого изобретения, является состав материала жесткого сгорающего картуза, содержащий следующие компоненты в массовых % [5]:

Нитрат целлюлозы 51,0

Целлюлоза 48,1

Акардит 0,9

КМЦ (связующее), сверх 100% 1,0

Влага, сверх 100% 1,3

Нитраты целлюлозы выполняют функцию энергетического наполнителя. В качестве армирующего компонента используется целлюлоза, которая благодаря бумагообразующим свойствам и высоким механическим характеристикам обеспечивает технологичность формования изделий из водной суспензии методом фильтрационного литья (свойлачивания) и прочность материала. Карбоксиметилцеллюлоза является энергетическим связующим. Акардит стабилизатором химической стойкости.

Недостатком прототипа является низкая скорость горения, высокая задержка воспламенения и наличие остатков сгорающего материала при горении в рабочем диапазоне давлений (50-70 МПа), что недопустимо при организации выстрела. Это может быть связано с наличием ≈ 48,1 мас. % целлюлозы с более высокой термостойкостью (Тнир ≈ 400°С) по сравнению с НЦ (Тнир ≈ 136°С)

Задачей данного изобретения является повышение скорости горения материала и снижение задержки воспламенения с сохранением высоких физико-механических характеристик.

Положительный результат достигается за счет того, что материал жесткого сгорающего картуза, включающий целлюлозу, НЦ, энергетическое связующее, отличается тем, что дополнительно вводится низкоазотный нитрат целлюлозы (НАНЦ), а в качестве энергетического связующего, взамен КМЦ, вводится тротил, при следующем соотношении компонентов в мас. %:

Целлюлоза древесная 5,0-10,0

Низкоазотный нитрат целлюлозы (НАНЦ) 26,0-28,0

Тротил (связующее) 22,0-23,0

Нитрат целлюлозы остальное

Влага, сверх 100% не более 1,3

Все соединения по отдельности известны и описаны в литературе. Основные характеристики НАНЦ приведены в таблице 1 в сравнении с НЦ, выпускаемых отечественной промышленностью.

Как видно из таблицы 1, НАНЦ отличается от НЦ содержанием азота и вязкостью. По показателю растворимости НАНЦ в большей степени присущи свойства целлюлозы. При вводе его в состав сгорающего материала он повышает энергетические характеристики и армирует материал ЖСК, являясь одновременно энергетическим и армирующим компонентом, а тротил -энергетическим связующим.

Состав сгорающего материала и его характеристики приведены в таблице 2.

* Данные рассчитаны по модельным образцам, воспроизведенным по рецептуре [5] и испытанным в лабораторных условиях.

Из данных таблицы 2 видно, что разработанный сгорающий материал (примеры 1-3) имеет скорость горения выше, чем у прототипа на 30%, а задержку воспламенения - ниже в 2,5 раза. Также происходит значительное повышение прочности (почти в 2 раза), вероятно, низкая прочность прототипа связана с более высокой пористостью (0,48 г/см3), чем у аналога (0,9 г/см3).

Увеличение содержания НАНЦ более 28,0 мас. % и изменение содержания целлюлозы менее 5 мас. % приводит к существенному снижению прочности материала (пример 4). Увеличение содержания целлюлозы более 10 мас. % и снижение содержания НАНЦ менее 26 мас. % увеличивает время задержки воспламенения, снижает скорость горения (пример 5), и в конечном итоге, ухудшает полноту сгорания.

Источники информации

1. Крестовский А.Н. Разработка олигоэфируретанакрилатного сгораемого материала и технологии изготовления нового поколения жестких сгораемых картузов для модульных метательных зарядов/ А.Н. Крестовский [и др.]// Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. 2011. №31. С. 21-31.

2. Патент РФ №2521464 от 26.12.2012. МПК F42B 5/38. Жесткий сгораемый картуз/ А.Н. Крестовский, И.В. Белов, А.В. Гуляев и др.

3. Патент РФ №2586198 от 13.05.2016 МПК В31С 9/00. Материал инертного имитатора жесткого сгорающего картуза/ С.В. Солдатов, Т.А. Енейкина, В.Н. Чистюхин и др.

4. Патент Японии № JP 20070009381 от 18.01.2007 МПК F42B 5/192. Combustible container/ Ito Akihito, Kodaira Katsuto.

5. Патент США №US20030145753 от 07.09.2003 МПК F42B 5/188. Process for manufacturing a combustible cartridge case for ammunition/ Haider Manfred, Huber Alexander, Kuechler Annet, Voelkel Hans-Georg.

Материал жесткого сгорающего картуза, включающий целлюлозу, нитраты целлюлозы (НЦ), энергетическое связующее, отличающийся тем, что дополнительно вводится низкоазотный нитрат целлюлозы (НАНЦ), в качестве энергетического связующего вводится тротил при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Целлюлоза древесная 5,0-10,0
Низкоазотный нитрат целлюлозы (НАНЦ) 26,0-28,0
Тротил (связующее) 22,0-23,0
Нитрат целлюлозы (НЦ) остальное
Влага, сверх 100% не более 1,3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к артиллерийским боеприпасам, в которых снаряд и зарядное устройство метательного заряда стыкуется перед заряжанием их в ствол орудия, а их разделение происходит в результате разрушения элемента форсирования в процессе выстрела.

Изобретение относится к производству метательных зарядов (МЗ) в жестких сгорающих картузах (ЖСК). Жесткий сгорающий картуз для метательных зарядов минометных выстрелов подковообразной формы состоит из двух половинок с боковым швом, с полостью между полуоболочками для размещения пороха, с отверстием в середине картуза под трубку стабилизатора мины, с пазом между "лапками" картуза для надевания картуза на трубку стабилизатора, соединенных между собой посредством склеивания, сварки, спайки.

Изобретение относится к области производства изделий из порошково-волокнистых композиционных энергетических материалов, в том числе профилированных. Способ включает приготовление водной суспензии волокнистых материалов, формование влажного изделия путем осаждения волокон и дисперсных компонентов на формующем основании и удаление остаточной влаги сушкой.

Изобретение относится к области производства сгорающих материалов (СМ) для жестких сгорающих картузов. Материал имитатора жесткого сгорающего картуза включает связующее поливинилацетат, целлюлозу волокнистой формы со степенью размола 42-48°ШР в качестве армирующего компонента, порошкообразный наполнитель в виде древесной муки и влагу не более 3,0 мас.%.

Изобретение относится к модульным метательным зарядам к артиллерийским орудиям в жестких сгорающих картузах. Модуль модульного метательного заряда безгильзового заряжания состоит из навески пороха, жесткого сгорающего картуза, включающего цилиндрический корпус с крышкой и центральную трубку, торцевого воспламенителя из дымного ружейного пороха, закрепленного на дне корпуса или крышки, осевого воспламенителя из дымного ружейного пороха, закрепленного на внутренней поверхности центральной трубки.

Изобретение относится к производству материалов для жестких сгорающих картузов. Материал повышенной термостойкости жесткого сгорающего картуза содержит в качестве связующего поливинилацетат, в качестве армирующего компонента - волокна непластифицированной целлюлозы со степенью размола 42-48°ШР, взрывчатое вещество, такое как октоген, гексоген или тетрил, а также алюминий при соответствующем соотношении компонентов.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к блокам пороховых зарядов безгильзовых боеприпасов. Блок (1) порохового заряда предназначен для установки в камору (10) огнестрельного оружия для стрельбы безгильзовыми боеприпасами.

Метательный заряд артиллерийского выстрела раздельного заряжания включает трубчатые пороховые элементы двух видов и воспламенитель, размещенные в сгораемых оболочках.

Изобретение относится к области артиллерийской техники и касается разработки жесткого сгораемого картуза модульного метательного заряда. Жесткий сгораемый картуз включает гильзу для метательного заряда и цилиндрическую наружную оболочку.

Изобретения относятся к способу и устройству для воспламенения порохового заряда в патронах и снарядах. Способ поджига порохового заряда в огнестрельном оружии пламенем капсюля при ударе по нему бойка заключается в том, что пламенем капсюля воспламеняют инициирующий пороховой заряд, находящийся в закрытом контейнере, а затем взрывом контейнера поджигают основной метательный заряд.

Изобретение относится к способу изготовления крупногабаритных зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ) методом свободного литья. Согласно изобретению слив топливной смеси через сливную систему в собранный с каналообразующей оснасткой корпус осуществляют с использованием дополнительной автономной емкости, выполненной в виде цилиндра с поршнем, сливая в нее весь объем приготовленной в смесителе топливной смеси.

Изобретение относится к взрывчатым веществам, а именно к области сфероидизации кристаллов циклических нитраминов. Описан способ сфероидизации кристаллов циклических нитраминов, включающий перемешивание суспензии нитрамина в жидкой рабочей среде, отличающийся тем, что перемешиваемую суспензию подвергают ультразвуковой обработке, а в качестве жидкой рабочей среды используют алифатический спирт, или воду, или растворитель класса алканов, или растворитель класса хлорсодержащих алканов, или растворитель класса ароматических углеводородов.

Изобретение относится к производству порохов. Предложен способ флегматизации высокоплотного двухосновного сферического пороха, включающий приготовление 1,5-3,5%-ной водной флегматизирующей эмульсии, приготовление суспензии пороха в реакторе с перемешивающим устройством, введение полученной флегматизирующей эмульсии в суспензию пороха и обработку суспензии пороха флегматизирующей эмульсией.

Изобретение относится к способу перекристаллизации октогена. Способ осуществляют путем проведения изогидрической кристаллизации из насыщенного октогеном раствора ε-капролактама в ацетонитриле с добавлением в нагретый раствор затравки октогена с последующим охлаждением с постоянной скоростью при перемешивании.

Изобретение относится к способам изготовления кумулятивных зарядов для перфорационных систем, применяемых для интенсификации нефтеотдачи. Способ повышения температурной стойкости взрывчатых веществ, содержащих основное взрывчатое вещество, флегматизированных техническим парафином, в котором основное взрывчатое вещество выполнено в форме кристаллов, покрытых техническим парафином, капсулируют вторым взрывчатым веществом, а пространство между закапсулированными кристаллами впоследствии заполняют также вторым взрывчатым веществом.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к конструкции смесительно-зарядных машин, используемых для механизированного приготовления эмульсионного взрывчатого вещества и заряжания шпуров и скважин при ведении подземных горных работ.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к конструкции смесительно-зарядных машин, используемых для механизированного приготовления эмульсионного взрывчатого вещества и заряжания шпуров и скважин при ведении подземных горных работ.
Изобретение относится к способу приготовления энергетических составов. После дозирования связующего в лопастной смеситель с рубашкой дозируют порошкообразные компоненты, при этом перемешивание каждой порции порошкообразных компонентов с термопластичным связующим в вязкотекучем состоянии проводят в обогреваемом смесителе с последующим измельчением готового состава при подаче охлаждающей жидкости в валы и рубашку смесителя до стабилизации величины потребляемой мощности.

Изобретение относится к изготовлению тонких пиротехнических нагревателей (пиронагревателей) для тепловых (разогревных) и пиротехнических источников тока. Перед применением асбест прокаливают при температуре от 390 до 450°С не менее 2 ч, выдерживают при комнатной температуре, а затем проводят распушивание асбеста путем измельчения и расчесывания на волокна в водной суспензии с концентрацией 0,2-3% после предварительной выдержки его в воде не менее 30 мин, после чего обезвоживают и высушивают заготовку.

Изобретение относится к способу изготовления пиротехнических составов для снаряжения замедлительных узлов средств инициирования. Способ заключается в изготовлении пиротехнических составов из окислителей и горючих путем измельчения и смещения компонентов совместно при воздействии ультразвука в жидкой среде в кавитационном режиме до образования агломерированных частиц.

Изобретение относится к области технологии производства нитратов целлюлозы (НЦ) с содержанием азота 209,0 мл NO/г и более, изготавливаемых из древесного целлюлозного сырья марки ЦА и хлопкового сырья марки ХЦ, а именно к технологии промышленного измельчения их на дисковой мельнице МД-31 и последующего фракционирования измельченных волокон на промышленном фракционере. Способ включает предварительное сгущение исходной суспензии НЦ до концентрации от 3 до 9 мас.% и последующее измельчение сгущенной массы НЦ непрерывно и в одну ступень на мельнице МД-31, имеющей тонкие ножи и рабочий зазор между ножами ротора и статора в пределах от 0,07 до 0,10 мм. Затем суспензию измельченных НЦ направляют для сортирования волокон по их длине во фракционер, где осуществляется выделение деловой, крупной и мелкой фракций продукта, причем деловую (основную) фракцию измельченных НЦ, имеющую по длине волокна узкий фракционный состав в интервале от 0,20 до 0,60 мм, направляют в лавер для окончательной стабилизации и последующей переработки в пироксилиновые пороха, крупную фракцию продукта с длиной волокна от 0,60 мм и более возвращают в производство на доизмельчение, а мелкую фракцию - с длиной волокна менее 0,20 мм утилизируют в производство сферического пороха. Способ позволяет получить в промышленных условиях качественный и однородный по фракционному составу пироксилин №1, соответствующий требуемым нормам и годный для последующей его переработки в различные марки порохов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области производства сгорающих материалов для жестких сгорающих картузов. Материал жесткого сгорающего картуза включает целлюлозу, нитраты целлюлозы, энергетическое связующее. Согласно изобретению дополнительно вводится низкоазотный нитрат целлюлозы, в качестве энергетического связующего вводится тротил при следующем соотношении компонентов, мас.: целлюлоза древесная 5,0-10,0; НАНЦ 26,0-28,0; тротил 22,0-23,0; нитрат целлюлозы – остальное; влага, сверх 100 - не более 1,3. Технический результат заключается в повышении скорости горения материала и снижении задержки воспламенения с сохранением высоких физико-механических характеристик. 2 табл.

Наверх