Льдообразующее топливо
Владельцы патента RU 2313936:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" (RU)
Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы. Льдообразующее топливо содержит йодид серебра, перхлорат аммония, инертный пластификатор или его смесь с пластификатором-катализатором скорости горения. В качестве горючесвязующего топливо содержит олигомер, отверждаемый низкомолекулярным каучуком СКД-КТР. В качестве охладителя топливо содержит гидразодикарбонамид. Состав имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:
олигомер 6,7-7,2; низкомолекулярный каучук СКД-КТР 3,0-3,5; инертный пластификатор 0,8-6,3; пластификатор-катализатор скорости горения 0,5-6,0; гидразодикарбонамид 6,0-7,5; йодид серебра 4,0; перхлорат аммония остальное. Такой состав льдообразующего топлива позволит ему выполнять одновременно две функции - генератора активных центров кристаллизации переохлажденных облачных капель и источника энергии для движения противоградовой ракеты. 1 табл.
Льдообразующее топливо может быть использовано в метеорологии для искусственного вызывания осадков, рассеивания туманов и предназначено для применения в зарядах маршевых двигателей противоградовых ракет.
Известен способ искусственного вызывания осадков, включающий воздействие на переохлажденную часть облака кристаллизующим реагентом. В качестве последнего используют металлическое серебро, воздействие которым осуществляют в виде аэрозоля, патент 4411252/30-15 от 15.04.88.
Недостатком данного способа является использование искрового генератора с серебряными электродами для получения металлического серебряного аэрозоля, в связи с чем возникают трудности при его техническом осуществлении для практических целей.
Аналогом изобретения, принятым за прототип, является также льдообразующее топливо для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы по патенту №2226340 от 10.04.2004 г., содержащее компоненты в следующем соотношении, 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 | 0,50-1,00 |
Йодид серебра | 1,00-8,00 |
Йодид аммония | 10,00-14,00 |
Перхлорат аммония | остальное |
Недостатком данного топлива является:
- использование синтетического диенового каучука с молекулярной массой (180...200)·1000, требующего дополнительных трудозатрат;
- низкий удельный импульс тяги при Рк/Ра=40/1 кгс/см2;
- низкий уровень прочности топлива при плюс 50°С (0,09...0,2 МПа) и при минус 40°С (0,2 МПа);
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка унитарного льдообразующего топлива без сопроводителя (йодида аммония) на горючесвязующем, содержащем олигомер ПДИ-ЗАК (полидиенуретан с концевыми эпоксидными группами) отверждаемый низкомолекулярным каучуком СКД-КТР (бутадиеновый каучук с концевыми карбоксильными группами), обеспечивающая:
- повышение прочности топлива до 0,49 МПа при плюс 50°С и до 3,0 МПа при минус 40°С, что обеспечивает эксплуатацию зарядов как при отрицательных (менее минус 40°С), так и при положительных (более плюс 50°С) температурах;
- повышение расчетного единичного импульса топлива при Рк/Ра=40/1 кгс/см2, что позволит увеличить дальность полета противоградовой ракеты на 5...10%;
- снижение вязкости топливной массы до 600 Па·с и увеличение растекаемости до 120% при 40°С обеспечит качественное формование зарядов методом свободного литья или литья под небольшим давлением;
- использование горючесвязующего на основе олигомера ПДИ-ЗАК, у которого молекулярная масса (4...6)·1000, не требует предварительной пластификации, что сокращает трудозатраты на изготовление топливной массы, а значит и стоимость заряда.
Технический результат достигается за счет того, что предложенное льдообразующее топливо, содержащее перхлорат аммония, йодид серебра и инертный пластификатор или его смесь с пластификатором-катализатором скорости горения, дополнительно в качестве горючесвязующего содержит олигомер ПДИ-ЗАК (полидиенуретан с концевыми эпоксидными группами), отверждаемый низкомолекулярным каучуком СКД-КТР (бутадиеновый низкомолекулярный каучук с концевыми карбоксильными группами), а в качестве охладителя - гидразодикарбонамид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олигомер ПДИ-ЗАК (ТУ 38.103410-99) | 6,7-7,2 |
Низкомолекулярный каучук СКД-КТР (ТУ 00393-99) | 3,0-3,5 |
Инертный пластификатор | 0,8-6,3 |
Пластификатор-катализатор скорости горения | 0,5-6,0 |
Гидразодикарбонамид | 6,0-7,5 |
Йодид серебра | 4,0 |
Перхлорат аммония | остальное. |
В таблице приведены рецептуры испытанных льдообразующих топлив и их характеристики:
- единичный импульс топлива при Рк/Ра=40/1 кгс/см2;
- прочность топлива при минус 5 и 40°С, а также при плюс 50°С;
- вязкость, растекаемость топливной массы при 40°С;
- льдообразующая активность при скорости обдува 100 м/с в горизонтальной аэродинамической трубе на стенде и по методике ИЭМ.
Применение в качестве горючесвязующего олигомера ПДИ-ЗАК (полидиенуретан с концевыми эпоксидными группами), отверждаемого низкомолекулярным каучуком СКД-КТР (бутадиеновый низкомолекулярный каучук с концевыми карбоксильными группами), обеспечивает высокий уровень прочности 0,49 МПа при 50°С и 3,0 МПа при минус 40°С и позволит эксплуатировать заряды в широком температурном диапазоне от минус 40°С до 50°С.
При сгорании льдообразующего топлива, принятого за прототип, за соплом образуется конденсат в виде йодистого серебра, который является основным определяющим фактором льдообразующей эффективности.
Предлагаемое льдообразующее топливо скомпоновано без сопроводителя (йодида аммония) и при сгорании его за соплом образуется конденсат в виде элементарного серебра.
Компоновка без сопроводителя (йодида аммония) позволила повысить расчетный единичный импульс при Рк/Ра=40/1 кгс/см2 до 207,6 с, что увеличит дальность полета противоградовой ракеты на 5...10% в область развивающихся (потенциально-градоопасных) облаков.
Аэрозольные частицы серебра обуславливают льдообразующую способность предлагаемого топлива с высокой кинетической активностью.
Процесс кристаллизации переохлажденного облака происходит в течение двух минут после введения аэрозоля.
Комплекс характеристик льдообразующего топлива позволяет использовать его в зарядах различного конструктивного оформления (вкладные, прочноскрепленные с корпусом двигателя, торцевые, канальные).
Льдообразующее топливо, содержащее йодид серебра, перхлорат аммония, инертный пластификатор или его смесь с пластификатором-катализатором скорости горения, отличающееся тем, что в качестве горючесвязующего содержит олигомер, отверждаемый низкомолекулярным каучуком СКД-КТР, а в качестве охладителя гидразодикарбонамид, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олигомер | 6,7-7,2 |
Низкомолекулярный каучук СКД-КТР | 3,0-3,5 |
Инертный пластификатор | 0,8-6,3 |
Пластификатор-катализатор | |
скорости горения | 0,5-6,0 |
Гидразодикарбонамид | 6,0-7,5 |
Йодид серебра | 4,0 |
Перхлорат аммония | остальное |