Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2015 » Июль » 16 » Составление смесей для ПАД ч.3
21:33
Составление смесей для ПАД ч.3

    Как мы уже отмечали ранее, главное отличие составов для ПАД от составов для ПГНГ заключается в много менее жестких требованиях в чистоте газов и более высокой температуре горения шашки. Как следствие, составы для ПАД отличаются несколько более разнообразными рецептурами и более сложным составом.
    Среди смесей для ПАД можно условно выделить три основных типа: смеси на основе баллиститных и пироксилиновых порохов, смеси на основе энергонасыщенных соединений с добавлением солевых окислителей и смеси без индивидуальных энергонасыщенных соединений (ВВ). Классическими примерами составов ПАД на основе баллиститов можно назвать ТИГ для вытеснения жидкостей в струйных огнеметах, а так же, ряд ПАД для раскрутки турбин. Главные проблемы использования смесей ПАД на основе баллиститов связаны со сложностями регулирования температуры и скорости горения шашки, так как, при снижении энергетических характеристик баллистита, заметно снижается его кислородный баланс. Сильно отрицательный кислородный баланс состава для ПАД может привести к образованию большого количества сажи и других продуктов неполного окисления органики, то есть, лишней конденсированной фазы. Это снижает эффективность ПАД и приводит к засорению системы.
    Среди ПАД с составами на основе кардитов можно привести пример вытеснительного заряда для топлива и окислителя ЗУР “Тайфун” (Германия, ВМВ) и разработанных на ее основе ЗУР “Чирок” (СССР, в серию ЗУР не пошла). Сегодня кардитные смеси для ПАД практически не используются из-за тех же недостатков, что и у баллиститов.
    Боле приемлемыми ТТХ обладают смеси с солевыми окислителями. Так как, изменяя рецептуру смеси и подбирая окислитель, можно одновременно оптимизировать кислородный баланс и энергетику смеси, то не возникает лишних проблем с конденсированной фазой. Ранее мы уже останавливались на различных окислителей для смесевых энергонасыщенных соединений, но, уточним несколько моментов касательно именно ПАД.
    Наиболее простым и дешевым окислителем для ПАД является калийная селитра. Этот окислитель “стар как мир”, недорог и надежен как автомат Калашникова. К недостаткам можно отнести значительный тепловой эффект разложения (потребляет на разложение много энергии), что, впрочем, является одновременным преимуществом, так как, позволяет подбирать рецептуры для составов с практически нулевым кислородным балансом и низкой энергетикой. Это особенно важно для случаев, когда нужно получить рабочий газ при его большом объеме и малой температуре, а так же, разработать ПАД с большой продолжительностью работы.
    К слову сказать, для ПАД с большим сроком работы (более чем 10-15 секунд) важно иметь механически прочный состав с малым коэффициентом теплового расширения и низкой температурой горения. Несмотря на это, состав должен устойчиво гореть в широком интервале величины давления газа.
    Другой, широко используемый в ПАД окислитель – перхлорат аммония (ПХА). Это соединение производится промышленностью в огромных количествах, так как, используется в СТТ различного назначения. Несмотря на солидную стоимость, ПХА, все равно отличается высокой доступностью по сравнению с аналогичными по эффективности окислителями. К главным недостаткам ПХА в ПАД относят наличие в молекуле хлористого водорода, который резко повышает коррозирующее действие газовой среды. Поэтому ПХА используют преимущественно для ПАД с малой продолжительностью работы и/или в случаях, когда требования к коррозирующему действию рабочего газа не столь жесткие. Можно снизить выделение HCl за счет внесения в состав компонентов, связывающих хлористый водород. К таким добавкам относятся, например, металлы и их оксиды. Но, большое количество порошков металла увеличивает энергетику смеси и долю конденсированной фазы, а оксид металла, хотя и выполняет функцию катализатора горения, но, снижает эффективность состава.
    Достаточно экологически безопасным и очень дешевым окислителем для ПАД является аммиачная селитра, столь широко употребляемая в различных областях промышленности энергонасыщенных материалов, а так же, в сельском хозяйстве. К недостаткам селитры относят малое содержание выделяющегося свободного кислорода, гигроскопичность, трудности с воспламенением шашки. Кроме того, нитрат аммония склонен к изменению структуры и объема при температурных переходах, что влечет за собой растрескивание шашки при хранении. Это явления для всех ПАД даже более фатально, чем для СТТ. Несмотря на недостатки, прилагаются усилия по использованию аммиачной селитры в качестве окислителя в ПАД.
    Для компенсации низкого теплового эффекта разложения используют порошки металлов, они же выводят кислородный баланс более отрицательным, способствуя выделению водорода вместо паров воды (которая склонна конденсироваться, резко изменяя свойства рабочего газа). Низкую энергетику и сложности воспламенения шашки компенсируют применением связующей матрицы из энергонасыщенного полимера, классический пример – обычный целлулоид. Применение катализаторов горения позволяет повысить полноту сгорания даже при низкой температуре горения и снизить влияние давления на скорость горения.
    Применение катализаторов горения в ПАД это особая тема. Практически не один состав ПАД не обходится без катализаторов горения, обычно это оксиды переходных металлов, так же используются ферроцены, ацетилацетонаты, карбонильные и другие комплексные соединения. Отдельно стоит упомянуть о солях ароматических и алифатических кислот, содержащих эксплузафобные группировки. В отличие от почти инертных оксидов, данные соединения заметно дороже, несколько снижают химическую стойкость композиции, но, заметно улучшают условия воспламенения шашки и ускоряют горение.
    Стремление к снижению температуры и давления сгорания, а так же, ограничения, накладываемые малой скоростью горения, приводят к необходимости использования значительных количеств катализаторов горения. Частично, катализаторы горения можно заменить порошками металлов, так как, они при сгорании образуют мелкодисперсный оксид, выполняющий ту же функцию.
    Регулировку скорости горения шашки ПАД можно осуществить заменой порошка алюминия на алюминиево-магниевый сплав, который заметно химически активнее и требует специальной пассивации поверхности перед внесением в любую энергонасыщенную композицию. Если в композиции присутствуют полимеры, тогда, чаще всего есть и немного пластификатора. Если смесь включает любое индивидуальное энергонасыщенное соединение, тогда желательно добавить стабилизатор химический стойкости, обеспечивающий дополнительную долговечность.
    В следующий раз мы разберем парочку примеров смесей для ПАД.

Категория: Энергонасыщенные соединения | Просмотров: 575 | Добавил: Chemadm | Теги: пиротехника, твердые источники газов, аккумуляторы давления | Рейтинг: 5.0/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]