Факултет инжењерских наука
Крагујевац
Сминарски рад из предмета Експлозивне материје
Тема: Композитни барути
Студент: Професор:
Катарина Љубовић 508/2012 др Радун Јеремић, дипл. инж.
Београд, јун 2016. Године
2
Садржај:
1.
Увод ………………………………………………………………...……...3
2.
Сировине за производњу композитних ракетних барута ...…………….4
3.
Индустријска производња композитних барута ……………………….12
4.
Контрола производње композитних ракетних горива …………………16
5.
Мере безбедности у производњи композитних барута ………………..18
6.
Нови композитни барути ...........................................................................18
7.
Закључак …………………………………………………………………..21
8.
Литература ………………………………………………………………..22
4
д) лаку и прихватљиву технологију производње:
- барут се мора производити уз уобичајне мере заштите,
- за производњу морају бити обезбеђене што јефтиније сировине и у мирнодопским и
у ратним условима,
- барут се мора лако припаљивати на свим температурама експлоатације,
-
технолошки поступак мора обезбедити израду барутних блокова великих
димензија, будуће да стратегијски ракетни пројектили захтевају ракетне блокове
пречника и преко 2000 мм и тежине од 15-20 т,
-
Продукти сагоревања морају имати минимално корозивно дејство, ниску
токсичност и по могућности да буду без дима.
Будући да домет ракетног пројектила директно зависи (ако су сви остали услови исти) од
специфичног импулса, повећати се може на један од три следећа начина или њиховом
комбинацијом:
-
повећањем садржаја оксиданса. Максимални специфични импулс се постиже за
одређени систем оксиданс-гориво ако се обе компоненте помешају у
стехиометријском односу. То је веома тешко реализвати,јер таква маса нема
потребну флуидност при наливању у калуп, која би обезбедила да у барутном
блоку не буде прскотина и лункера. Поред те неугодности, хомогенирање
компонената у стехиометријском односу садржи изванредну опасност од
детонације,
-
додатак метала у праху,
-
коришћење везива који садрже кисеоник, чиме се и садржај оксиданаса смањује. У
савременим саставима користе се нитрополимери, полимери перхлората и
перфлуората.
Код композитних барута могу се реализовати веома различите брзине сагоревања
променом гранулометријског састава оксиданса и додацима који повећавају или смањују
брзину и трајање хомогенизације барутне масе. Област притиска на којем барут сагорева
веома је широк. [1]
2.
Сировине за производњу композитних ракетних барута
Карактеристике композитних барута директно зависе од употребљених основних састава
барутне масе.
А)
Оксиданси
: У принципу, свако неорганско или органско једињење богатом
кисеоником може се употребити као оксиданс. У пракси се, међутим, показало да је избор
оксиданса ограничен могућношћу набавке и производње у земљи, односно њиховим
хемијским особинама. На следећим табелама дате су карактеристике оксиданаса и
редуктората.
5
а) Неметални нитрати
Табела 1.
[1]
Биланс
у %
Топлота
ствар.
КЈ/мол
Густина
г/цм
3
Топљење
ͦ C
Разлагање
ͦ C
Моларна
маса
кг/мол
NH
4
NO
3
10,98
-364,7
1,725
169,6
210
80,048
N
2
H
5
NO
3
50,49
-246,6
1,685
70,7
180
95,064
N
2
H
6
(NO
3
)
2
61,12
-463,9
-
104
80
157,080
NH
3
OH-NO
3
66,63
-359,4
-
48
100
96,048
C(NH
2
)
3
-NO
3
28,72
-46,8
-
206-216
-
167,139
N
2
H
5
C(NO
2
)
3
52.43
-71,8
1,86
123
123
183,091
Пелхлорати у односу на нитрате дају веома корозивне продукте , али су зато богатији
кисеоником и омогућују израду енергетских много јачих барута. Перхлорати амонијума и
калијума мало су растворени и мање хигроскомни, чиме се омогућује барутном блоку
дужа стабилнос у свим климатским условима. Оксидациони потецијал амонијум
перхлората знатно је нижи од калијум перхлората али, због мање тежине гасовитих
продуката после сагоревања, барути са амонијум перхлоратом имају боље балистичке
особине, јер највећи део створеног KCl из K-перхлорта остаје кондензован, при чему се
смањује гасна запремина. Створени KCl оставља за собом бели густи дим, који демаскира
положај. [1]
б) Метални нитрати
Табела 2.
[1]
Биланс
у %
Топлота
ствар.
КЈ/мол
Густина
г/цм
3
Топљење
ͦ C
Разлагање
ͦ C
Моларна
маса
кг/мол
LINO
3
69,62
-480,27
2,38
253
474
68,948
NaNO
3
56,47
-463,98
2,26
310
380
85,005
KNO
3
47,47
-489,06
2,10
333
400
101,108
C
5
NO
3
24,63
-493,24
3,68
414
584
194,918
Be(NO
3
)
2
72,16
-789,18
1,55
60
-
133,029
Mg(NO
3
)
2
64,72
-790,03
2,02
129,5
-
148,336
7
г) Неметали перхлората
Табела 4.
[1]
Биланс
у %
Топлота
ствар.
КЈ/мол
Густина
г/цм
3
Топљење
ͦ C
Разлагање
ͦ C
Моларна
маса
кг/мол
NH
4
C10
4
54,5
117,487
1,95
-
270
-295,52
CN
3
H
6
C10
4
40,0
159,540
1,75
240
350
-309,73
CN
6
H
9
C10
4
31,2
204,558
1,56
132
-
-96,14
N
2
H
5
C10
4
48,3
132,513
1,93
137
145
-175,56
N
2
H
6
(C10
4
)
2
54,9
232,978
2,2
-
170
-293,01
NH
3
OHC10
4
59,9
133,497
2,0
81
180
-277,97
Б)
Везива:
Уобичајно је да се композитни барути деле и називају по типу везива, но за
праву идентификацију мора се специфицирати и систем умрежавања, који зависе од
хемијских активности група молекула на полимеру. Најчешће се користе везива која
садрже активне хидроксилне (-ОH), карбоксилне (-COOH) или меркапто (-SH) групе.
Реакција умрежавања мора да обезбеди попречно везивање макромолекуларних ланаца,
чиме се барутном блоку осигуравају потребне механичке особине на свим температурама
експлоатације ракетног пројектила. При томе је центар попречног везивања, у крајњој
структури, са трофункционалним тачкама грањања. Да би се то постигло, полимери, који
имају само две функционалне групе, морају се умрежавати са трофункционалним
умреживачем или им се додаје трофункционални молекул.
Неки системи везива састоје се од честица полимерног једињења, везаног
пластификатором и умрежењем настаје бубрење полимера у пластификатору током
загревања при чему настаје еластомерни гел. [1]
а) полиуретани (PU )
