Взрывчатая композиция многофункционального действия
Владельцы патента RU 2765558:
Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" (RU)
Изобретение относится к взрывчатым композициям многофункционального действия и может быть использовано в боеприпасах различного назначения, в том числе и боеприпасах с изменяемыми режимами функционирования. Композиция способна функционировать как в режиме детонации, формируя факторы фугасного и осколочного воздействия, так и в режиме дымообразования, формируя протяженные дымовые завесы. Взрывчатая композиция многофункционального действия включает пластификатор - изопропилнитрат, взрывчатое вещество - тротил, металлическое горючее и полимер при следующих соотношениях компонентов, мас. %: пластификатор - 14-45, металлическое горючее - 20-50, тротил - 10-50, полимер - 0,2-10,0. В качестве металлического горючего используется алюминиево-магниевый сплав, в качестве полимера используется бутадиен-нитрильный каучук, фторполимер или фторкаучук. Дополнительно композиция может содержать в качестве структурообразователя нитрозосоединения, а в качестве стабилизатора химической стабильности дифениламин. Обеспечивается расширение функциональных возможностей взрывчатых композиций для снаряжения различных типов боеприпасов. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к взрывчатым веществам многофункционального действия и может быть использовано в боеприпасах различного назначения, в том числе и в боеприпасах с изменяемыми режимами функционирования.
Одной из актуальных задач совершенствования вооружения является создание снаряжения унифицированных боеприпасов, обладающих фугасным, осколочным, фугасно-осколочным многофакторным поражающим действием, и в то же время способных видоизменять режимы функционирования, например путем перепрограммирования режимов инициирования боеприпаса. Наличие таких боеприпасов в системах вооружения позволяет сократить номенклатуру средств поражения, расширяет номенклатуру поражаемых их действием объектов, упрощает решение ряда оперативно-тактических задач, возникающих в ходе ведения боевых действий. В результате перепрограммирования системы приведения в действие боеприпасов можно обеспечить функционирование их снаряжения в различных режимах, например таких, как режим формирования дымовых завес или зажигательного, или оптического действия и подобных факторов воздействия.
Известна композиция многофункционального действия в соответствии с патентом RU 2415831, она включает пластификатор (2-30 масс. %), бризантное взрывчатое вещество - флегматизированный гексоген или октоген (10-60 масс. %), алюминий (15-36 масс. %), неорганический окислитель (5-30 масс. %), полимер (2-10 масс. %). Указанная композиция способна функционировать в двух различных режимах детонации или горения, определяемых мощностью подаваемого на нее в корпусе боеприпаса взрывного импульса. При функционировании композиции в режиме детонации формируются осколочные, фугасные факторы воздействия боеприпаса. Организация режима горения обеспечивает формирование в месте расположения противника множества очагов пожара. Вследствие интенсивного пламенного горения дымовая завеса при ее действии не образуется.
Наиболее близкой к сущности предлагаемого изобретения по компонентному составу является композиция многофакторного действия в соответствии с патентом RU 2475467. Она включает в свой состав пластификатор (2-30 масс. %), флегматизированный гексоген или октоген (5-50 масс. %), тротил (5-30 масс. %), алюминий (15-36 масс. %), неорганический окислитель (5-30 масс. %), полимер (0,2-10,0 масс. %). Дополнительно композиция может содержать в качестве стабилизатора химической стойкости дифениламин (0,2-1,0 масс. %) и в качестве структурообразователя - нитрозосоединения или хиноловый эфир (0,1-1,5 масс. %)). Композиция обладает повышенными параметрами детонации и, как следствие, усиленным фугасным действием боеприпасов в ее снаряжении. К ее достоинствам также относится улучшенные эксплуатационные характеристики. Однако при инициировании ее взрывным источником малой мощности ее горение протекает в форме кратковременной вспышки, не сопровождающейся образованием дыма, что обусловлено наличием в ее составе мощных органических или неорганических окислителей.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение функциональных возможностей взрывчатых композиций для снаряжения различных типов боеприпасов. Предлагаемая взрывчатая композиция способна функционировать в корпусе боеприпаса как в режиме детонации с формированием фугасных и осколочных факторов воздействия, так и в режиме интенсивного дымообразования при горении ее фрагментов, обеспечивая маскирующее действие.
Технический результат достигается тем, что взрывчатая композиция многофункционального действия включает в качестве пластификатора изопропилнитрат, бризантное взрывчатое вещество - тротил, полимер бутадиен-нитрильный или фторкаучук или фторполимер.
Особенностью взрывчатой композиции многофункционального действия является то, что в качестве металлического горючего она содержит алюминиево-магниевый сплав при следующем содержании компонентов, масс. %:
| Изопропилнитрат | 14,0-45,0 |
| Тротил | 10,0-50,0 |
| Алюминиево-магниевый сплав | 20,0-50,0 |
| Полимер | 0,2-10,0 |
Композиция дополнительно может содержать 0,2-1,0 масс. % (сверх 100%) дифениламина в качестве стабилизатора химической стойкости, который вводится в композицию при длительном хранении ее в составе боеприпасов в условиях повышенной температуры окружающей среды. Также композиция может содержать в качестве структурообразователя нитрозосоединения в количестве 0,1-1,5 масс. % (сверх 100%).
Алюминиево-магниевый сплав, входящий в состав композиции в сочетании с тротилом, полимерами и изопропилнитратом в указанных соотношениях, при функционировании композиции в составе боеприпаса в режиме горения создает множество рассредоточенных компактных очагов дымообразования. Образование плотного дыма в расположении противника приводит к его дезориентации и препятствует работе систем наведения средств поражения, затрудняет управление боевыми действиями. Формирование дымовых завес является следствием низкой температуры и высокой длительности горения фрагментов композиции практически в режиме тления вследствие неполного термического разложения тротила, пластификатора и полимеров с высоким выходом сажистых частиц и других продуктов неполного термического разложения компонентов композиции.
При воздействии на композицию мощным взрывным импульсом, создаваемым диспергирующим зарядом боеприпаса, происходит ее инициирование в режиме детонации. Повышенная химическая активность алюминиево-магниевого сплава по сравнению с алюминием, используемым в композиции прототипа, обеспечивают высокую степень полноты детонации компонентов композиции и повышенную эффективность взрыва. По запасу химической энергии тротил в 1,5-2,0 раза превосходит гексоген и октоген, используемые в композиции прототипа. Полимеры, входящие в состав композиции в сочетании с пластификаторами, помимо регулирования процессов горения или детонации композиции обеспечивают ей консистенцию вязкопластичной среды, обладающей комплексом свойств, обеспечивающих стабильность характеристик при хранении и эксплуатации в корпусах боеприпасов и возможность их заполнения по технологии свободного литья.
В качестве структурообразователя композиция может содержать нитрозосоединения в количестве от 0,1 до 1,5 масс. % (сверх 100%), а также дополнительно содержать в качестве стабилизатора химической стойкости дифениламин в количестве 0,2 до 1,0 масс. % (сверх 100%). Различные варианты исполнения композиции, прошедшие экспериментальную апробацию, представлены в таблице 1. Параметры дымовой завесы, созданной фрагментами композиции на испытательной площадке при взрыве стального макета диаметром 180 мм и длиной 400 мм при функционировании в режиме дымообразования в сравнении с параметрами прототипа, представлены в таблице 2. Для определения параметров дымовой завесы, таких как длительность существования и размеры аэрозольного облака, количество фрагментов на испытательной площадке использовали видео- и тепловизионную аппаратуру. Для определения параметров детонации композиции, скорости и теплоты детонационного превращения при ее инициировании мощным детонационным импульсом применяли калориметрическую бомбу Бихеля и систему ионизационных датчиков. Температуру на детонационном фронте определяли методами оптической пирометрии. Параметры детонации композиции представлены в таблице 3.
Как следует из результатов определения параметров дымовой завесы, представленная в таблице 2 композиция прототипа не способна функционировать в режимах формирования аэрозолей при действии боеприпасов. В то же время варианты разработанной композиции в пределах соотношений компонентов, представленных в формуле изобретения, создают протяженные по размерам и способные к длительному существованию области задымления. Для вариантов композиции за пределами заданного диапазона соотношения компонентов (варианты 10-13) наблюдается значительное снижение параметров дымообразования. Тем самым результатами экспериментов подтверждается обоснованность заданных формулой изобретения оптимизированного сочетания компонентов композиции.
По параметрам детонационных режимов разработанная композиция находится на уровне прототипа, что, как показано выше, является следствием повышенной реакционной способности алюминиево-магниевого сплава в сочетании с другими компонентами композиции в условиях детонации, компенсирующей отсутствие в ней мощных органических и неорганических окислителей, присутствующих в прототипе.
Представленные в таблицах данные подтверждают способность заявленной композиции функционировать в заданных режимах детонации или в режимах формирования дыма с созданием протяженных аэрозольных образований. Такими свойства у композиции прототипа отсутствуют. Следовательно, разработан новый вид взрывчатой композиции, способной при действии в составе боеприпасов выполнять функции высокомощной взрывчатой системы и обладающей способностью формировать дымовую завесы, определяемые значениями инициирующего импульса, создаваемого при взрыве боеприпаса.
1. Взрывчатая композиция многофункционального действия, включающая пластификатор - изопропилнитрат, взрывчатое вещество - тротил, металлическое горючее, полимер - бутадиен-нитрильный каучук, или фторкаучук, или фторполимер, отличающаяся тем, что в качестве металлического горючего содержит алюминиево-магниевый сплав при следующем содержании компонентов, мас. %:
| Изопропилнитрат | 14,0-45,0 |
| Тротил | 10,0-50,0 |
| Алюминиево-магниевый сплав | 20,0-50,0 |
| Полимер | 0,2-10,0 |
2. Взрывчатая композиция многофункционального действия по п. 1, отличающаяся тем, что содержит в качестве структурообразователя нитрозосоединение в количестве от 0,1 до 1,5 мас. % сверх 100% и в качестве стабилизатора химической стойкости дифениламин в количестве 0,2-1,0 мас. % сверх 100%.
