Страница 105 из 214
Наибольший тепловой эффект реакции в указанных синтетических веществах при окислении их наиболее распространенным окислителем ПХА дают: каучук натуральный — 960 ккал/кг и смола феноло-формальдегидная — 950 ккал/кг. Остальные вещества имеют тепловой эффект реакции от 935 до 810 ккал/кг.
Заряды твердого ракетного топлива получают смешением порошка окислителя с указанными веществами, проводят деаэрацию смеси, заливают смесь в корпус ракетного двигателя, где она и затвердевает либо под действием введенного в смолу отвердителя или введенного в каучук вулканизатора (с последующей вулканизацией). Пластмассовые горючие обычно пластифицируют, смешивают с окислителем, затем прессуют в готовые формы и высушивают. Применяется и термопластическое прессование смеси веществ.
Вообще изготовление РДТТ очень сложный и трудоемкий процесс, сопряженный с большим риском допущения какой-либо неточности, которая в дальнейшем может привести к взрыву РДТТ в полете ракеты. Для примера укажем, что заливка ТРТ в камеру укороченного варианта американского РДТТ «Эроджет» диаметром 6,6 м с зарядом весом 720 т продолжается более недели, а его полимеризация в залитой камере продолжается не менее 1,5 месяцев.
Приведем рецепты некоторых видов зарубежных ракетных топлив:
1.
Перхлорат калия… 75%
Асфальт…25%
(Снаряжение РДТТ заливкой при повышенной температуре.)
2. «Basucka»
Перхлорат калия…76,28%
Бутадиеновый каучук…2,19%
Касторовое масло…0,9%
Диэтилфталат…0,08%
Технические добавки…0,4%
3. ALT-161 (удельная тяга 186 сек)
Перхлорат калия…76%
Битум…16,8%
Минеральное масло…7,2%
(Заливка при повышенной температуре)
4. М-7 (удельная тяга 200 сек)
Перхлорат калия… 7,8%
Нитроцеллюлоза… 90%
Этилцентралит… 1%
Сажа… 1,2%
(Сажа — катализатор горения, этилцентралит — стабилизатор. Прессование.)
5. NDRC-480
Нитрат натрия…46,6%
Феноло-формальдегидная смола… 5,2%
Пикрат аммония… 46,6%
Минеральное масло… 1,6%
(Прессование.)
6. «Filipps petroleum»
НТА… 83%
Полиуретановый каучук… 10%
Минеральное масло… 2,3%
Диэтилфталат… 1%
(Диэтилфталат — стабилизатор)
7. «Rocret» (удельная тяга 150 сек)
Нитрат натрия… 80%
Тринитротолуол… 18%
Диэтилфталат… 2%
Литье.
8. GCRC—201—6 (удельная тяга 200 сек)
ПХА… 80%
Полисульфидный каучук… 20%
9. «Aisit»
ПХА… 80,1%
Поливинилхлорид… 8,6%
Синтетическое масло…10,5%
Бариевые мыла… 0,5%
Сажа… 0,05%
Технологические добавки… 0,25%
10.
Перхлорат лития… 84%
Бутадиен-стирольный каучук… 16%
В ракетном моделировании применяется достаточно интересное реактивное топливо, называемое «карамельным». Название происходит от процесса приготовления топлива, заключающегося в осторожном расплавлении свекловичного сахара и аккуратном внесении в расплав соответствующего количества калиевой селитры. Способ приготовления такого топлива радикально отличается от способов смешения других пиросоставов, так как температура плавления сахара близка к температуре самовоспламенения готовой смеси, такой способ смешения никогда не применяется при изготовлении пиросмесей в промышленных масштабах. При крайней опасности приготовления карамельного топлива, оно отличается значительной гомогенностью и, соответственно, большой скоростью горения. Такое топливо удобно для снаряжения небольших двигателей методом заливки расплава в камеру сгорания.
Рецепт топлива:
Нитрат калия… 60%
Свекловичный сахар… 40%
Температура горения топлива… 1427 °C.
ИМИТАЦИОННЫЕ СОСТАВЫ (ЗВУКОВЫЕ)
Имитационные составы предназначаются для снаряжения ими различных учебных пиротехнических изделий, при действии которых должен создаваться внешний эффект, близкий к эффекту настоящих боевых боеприпасов. Назначение некоторых изделий — имитация эффекта, получающегося при разрыве фугасных снарядов, мин.
Для получения сильного звукового эффекта имитационные изделия снаряжаются зерненым черным порохом или смесью перхлората калия с алюминиевой пудрой. Используется состав из 70 % перхлората калия и 30 % алюминия, близкий по свойствам к составам фотосмесей. Такой состав взятый в порошкообразном состоянии, при воздействии на него обычным тепловым импульсом сгорает почти мгновенно с сильным звуковым эффектом и световой вспышкой, выделяя при этом значительное количество белого дыма.
Имитационный состав, пригодный для снаряжения малогабаритных изделий состоит из 57 % хлората калия и 43 % желтой кровяной соли, этот состав является достаточно чувствительным поэтому может быть изготовлен только в небольших количествах. Действие его чрезвычайно сильное, скорость горения настолько высока, что даже подожженный без какой бы то ни было оболочки дает значительный звук. Все имитационные составы должны применяться только в легких оболочках из непрочных и легких материалов не допускающих образование осколков (картон, пластмасса). Применение прочных оболочек недопустимо, так как горение в них имитационных составов легко может перейти во взрыв.
Для окраски дыма, выделяющегося при сгорании имитационных составов в цвет присущий взрыву боевых ВВ, применяются различные добавки, вводимые в состав при изготовлении (нафталин, антрацен, органические красители).
ФОТООСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ (ФОТОСМЕСИ)
Фотосмеси предназначаются для получения световых импульсов (вспышек) очень малой продолжительности, обычно несколько десятых долей секунды. В военном деле фотосмеси помещенные в фотобомбы (ФОТАБ) применяются для ночного воздушного фотографирования, однако все меньше, так как в настоящее время имеются различные оптоэлектронные приборы, позволяющие производить фотосъемку практически в абсолютной темноте.
Анализ развернутых во времени спектрограмм вспышки фотосмеси показал, что спектральный состав излучения на протяжении всего времени вспышки непрерывно изменяется. При этом наиболее продолжительным является излучение в красной области спектра, а наиболее кратковременным — излучение в фиолетовой области. Интенсивность излучения в первую очередь определяется температурой пламени. Чаще всего фотосмеси приготовляют путем смешивания порошка магния или других высококалорийных металлов (циркония, титана, магниевых сплавов) с различными солями — окислителями.
Фотосмеси должны обеспечивать:
1. Минимальную продолжительность вспышки.
2. Максимальную силу света.
3. Соответствие спектрального состава излучения необходимым требованиям.
Скорость сгорания фотосмеси в свою очередь зависит от:
1. Природы применяемых компонентов (рецепта состава).
2. Степени измельчения компонентов.
3. Плотности фотосмеси.
4. Природы и интенсивности начального импульса.
5. Количества одновременно сжигаемой фотосмеси и формы ее размещения.
6. Прочности оболочки.
Фотосмеси с алюминиевым порошком горят медленнее, чем смеси с магниевым порошком при одинаковом размере частиц. Смеси с перманганатом калия, с перхлоратом калия и хлоратом калия сгорают быстрее, чем смеси с нитратами, однако, значительно чувствительнее последних к механическим и тепловым воздействиям.
Как правило, самые короткие по времени вспышки дают смеси, в которых компоненты взяты в стехиометрических соотношениях. Смеси, в которых имеется избыток горючего или окислителя, дают вспышки более продолжительные.