1 ВАРИАНТ 1 Перечислить название компонентов дымного пороха

1 ВАРИАНТ 1. Перечислить название компонентов дымного пороха и их количественное соотношение. 1. Дать оценку свойствам дымного пороха: гигроскопичность высокая или низкая а) химическая стойкость высокая или низкая? б) сила пороха высокая или низкая? в) воспламеняемость высокая или низкая? 2 ВАРИАНТ 1. Перечислить название компонентов смесевого топлива (СРТТ) и их количественное соотношение. 2. Дать оценку свойствам дымного пороха: а) удельный объем газов высокий или низкий? б) химическая стойкость высокая или низкая? в) серый цвет пороха сухой или влажный?

Тема № 2. ПОРОХА И ТВЕРДОЕ РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО Занятие № 2: НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗНЫЕ ПОРОХА 1. 2. Учебные цели: Ознакомить с разновидностями и составом нитроцеллюлозных порохов и твердых ракетных топлив, способами их производства. Изучить состав и свойства пироксилиновых и баллиститных порохов их практические применение в элементах боеприпасов.

Используемая литература • • Пороха, твердые ракетные топлива и взрывчатые вещества / В. К. Марьин, В. П. Зеленский, Б. М. Орлов и др. – МО, 1992. – 202 с. Стр. 34 – 55. Основы производства порохов и зарядов к ствольному оружию и ракетам / В. П. Зеленский. – МО, 1992. – 202 с. Стр. 12 – 35, 50 -62. Артиллерийское вооружение. Основы устройства и конструирование / И. И. Жуков, В. А. Башкатов, Т. М. Городинский и др. – М. : «Машиностроение» , 1975. – 419 с. Стр. 25 -37. Материальная часть артиллерии, боеприпасы и приборы. Учебник для артиллерийских училищ / Д. Д. Вороновский – М. : ВИ, 1958. – 335 с. Стр. 147 -150. .

1. КЛАССИФИКАЦИЯ НЦ ПОРОХОВ Нитроцеллюлозные пороха и РТТ представляют собой уплотненные (в процессе производства) нитраты целлюлозы, содержащие также пластификаторы (растворители) и различные добавки. Пироксилиновые пороха готовятся из нитратов целлюлозы с применением летучего растворителя (спирто-эфирная смесь), который удаляется из пороха на последних стадиях производства. Баллиститные пороха готовятся из нитратов целлюлозы с применением труднолетучих растворителей (нитроглицерин и другие), которые остаются в порохе и наряду с нитроцеллюлозой определяют весь комплекс эксплуатационных характеристик пороха. Кордитные пороха готовятся на смешанном растворителе; летучий компонент удаляется на последних стадиях производства. Вискозные пороха - составы, полученные нитрованием предварительно уплотненной и ориентированной целлюлозы без использования растворителей. Сферические пороха - готовятся эмульсионным методом с использованием летучего растворителя – этилацетата.

НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗНЫЕ ПОРОХА ПИРОКСИЛИНОВЫЕ по назначению обыкновенные орудийные специального назначения §малогигроскопические §малоэрозионные §беспламенные §пламегасящие §пористые §флегматизированные §графитированные КОРДИТНЫЕ ВИСКОЗНЫЕ СФЕРИЧЕСКИЕ БАЛЛИСТИТНЫЕ пороха и ракетное топливо (БРТТ) по назначению орудийные минометные баллиститные ракетные твердые топлива по применяемому растворителю §нитроглицериновые §нитродигликолевые §нитроксилитановые §смесевые по теплоте горения §высококалорийные §средней калорийности § «холодные»

3. СОСТАВ и РАЗНОВИДНОСТИ ПИРОКСИЛИНОВОГО ПОРОХА Пироксилиновым порохом называется порох на основе нитратов целлюлозы, пластифицированных (растворяемых) спирто-эфирным растворителем, с добавками. • • Обыкновенные орудийные состоят: пироксилин (нитраты целлюлозы - 91. . . 97%, спирто-эфирная смесь — 0, 5… 5%, дифениламин — 1%, г гигроскопическая влага — 1. . . 2%.

Пироксилин - это нитрат целлюлозы с содержанием азота более 12, 1%. В порохе нитраты целлюлозы выполняют роль энергетической основы и обусловливают его структурно-механические свойства. Нитраты целлюлозы получают из целлюлозы (наибольшее количество целлюлозы - до 95% содержится в хлопке. Древесина хвойных пород содержит до 60%, а лиственных - до 50% целлюлозы). Различают виды нитратов целлюлозы, применяемые в производстве порохов: коллоксилин (N=11, 5. . . 12, 1%), пироксилин № 2 (N=12, 1… 12, 5%), коллодий Д. И. Менделеева (N=12, 5… 12, 7%), пироксилин № 1 (N=13, 0. . . 13, 5%), смесевые пироксилины, состоящие из смеси пироксилинов № 1 и 2. Спирто-эфирная смесь – технологический компонент для перевода пироксилина из стеклообразного состояния в пластичное. После получения пороховых элементов спирто-эфирная смесь из них удаляется. (состоит из этилового спирта (С 2 Н 5 ОН) и этилового эфира (С 2 Н 5 ОС 2 Н 6) в соотношении от 1: 1 до 1: 2. Дифениламин (С 6 Н 5 NНС 6 Н 5) – стабилизатор химической стойкости. Гигроскопическая влага оставляется в составе пироксилиновых порохов в определенном количестве.

Разновидности пироксилиновых порохов • Малогигроскопический пироксилиновый порох содержит вещества понижающие гигроскопичность пороха (динитротолуол, дибутилфталат или другие нитросоединения). • Малоэрозионный пироксилиновый порох содержит вещества, снижающие разгарноэрозионное действие пороховых газов на поверхность канала ствола орудия (парафин, церезин, вазелиновое масло и др. ). • Беспламенные пироксилиновые пороха содержат до 5% пламегасящих веществ (церезин или хлорсодержащие органические соединения). • Пламегасящие пироксилиновые пороха - содержат от 10 до 50% пламегасящих веществ ( серно-кислый калий - сульфат калия). • Пористые пороха - в результате большой пористостви поверхности горения и малой толщины горящего свода сгорают быстро. • Флегматизированные пороха флегматизация позволяет регулировать газоприход при горении метательного заряда (камфара в порох в виде спиртового раствора). • Графитованные пороха т. к. все НЦ пороха являются диэлектриками, то для устранения электризации зерна пороха покрываются тонким слоем токопроводящего материала (порошкообразный графит).

Компонентный состав пироксилиновых порохов Разновидности порохов и содержание компонентов, % Компоненты Пироксилин Малогигроскопический Малоэрозионный Беспламенный Флегм Графи Пламе- Пори- тизи- тирова гасящий стый рован нный 93, 0 -95, 0 83, 0 -85, 0 93, 0 -95, 0 85, 0 -92, 0 45, 0 -50 97, 4 95, 1 2, 0 -5, 0 1, 7 -2, 2 1, 0 -2, 0 1, 0 -4, 0 1, 0 -2, 0 0, 3 1, 0 - 1, 0 -1, 5 10, 0 3, 0 1, 0 - 1, 1 -1, 5 - 0, 5 -0, 7 - 1, 1 - 1, 3 - - - 3, 0 - - - - 2, 0 -2, 5 - - Сульфат калия - - - 1, 0 - - Камфара - - 2, 0 -2, 5 44, 048, 0 - - 1, 5 Калиевая селитра - - - 0, 1 1, 0 -2, 0 0, 5 -1, 0 -1, 5 0, 4* 1, 1 0, 2* 1, 1 780 -850 800 -850 750 -800 - - 880 900 Графит Вода Калорийность пороха, ккал/кг Опыление (графитовка) зерен пороха Спирто-эфирная смесь Дифениламин Динитротолуол Дибутилфталат Вазелиновое масло Канифоль Церезин Обыкновенный орудийный

3. СОСТАВ и РАЗНОВИДНОСТИ БАЛЛИСТИТНОГО ПОРОХА и ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Баллиститные пороха — это пороха на основе нитратов целлюлозы, пластифицированных нитроэфирами или их смесями. Состав баллиститных порохов: • 50 -60 % коллоксилина; • 25 -40 % труднолетучего растворителя (нитроглицерин, нитродигликоль, нитроксилитан либо их смеси); • стабилизаторы химической стойкости; • охлаждающие добавки и дополнительные пластификаторы; • технологические добавки; • влага.

Коллоксилин (нитрат целлюлозы с содержанием азота менее 12, 1 %) как и пироксилин является энергетической и структурномеханической основой пороха. Труднолетучие растворители-пластификаторы переводят коллоксилин в пластичное состояние. Кроме того, они являются энергетическими добавками. Все растворители-пластификаторы являются жидкими взрывчатыми веществами, очень чувствительными к внешним механическим воздействиям. Стабилизаторы химической стойкости (централит № 1 и № 2) снижают скорость химического разложения коллоксилина и труднолетучего растворителя-пластификатора, чем увеличивают срок служебной пригодности порохов. Дополнительные пластификаторы и регуляторы энергетики (динитротолуол, дибутилфталат) в баллиститных порохах выполняют роль охлаждающих добавок и дополнительных пластификаторов коллоксилина. Технологические добавки (вазелин, вазелиновое масло) играют роль смазки. Влага является неизбежным элементом пороха, удалить ее полностью нельзя и нецелесообразно.

Компонентный состав баллиститных порохов и ракетных топлив Компоненты Разновидности порохов (ракетного топлива) и содержание компонентов, % Мино. Артиллерийский порох Ракетное топливо метный НДТ Коллоксилин Нитроглицерин Нитродигликоль Централит № 1 Динитротолуол Дибутилфталат Окись магния Мел Алюминий-магниевый сплав Вазелиновое масло Дифениламин Вода Калорийность пороха, ккал/кг ДГ НДГ 56, 0 62, 0 59, 5 -60, 0 25, 0 -28, 0 11, 0 -19, 5 31, 3 -34, 8 17, 0 -25, 0 3, 0 2, 2 -4, 0 3, 0 9, 0 3, 0 -6, 0 0, 0 -2, 7 - НБ 58, 5 40, 0 1, 0 - НМФ РСИ РАМ 57, 0 -59, 0 56. 0 -59, 5 51, 0 26, 0 25, 0 -26, 5 33, 0 1, 5 8, 0 -11, 7 9, 1 -11, 3 2, 5 1, 7 -3, 0 2, 3 -3, 0 0, 9 -1, 3 10, 0 1, 0 0, 5* 0, 5* 1000 710 -820 880 -925 0, 5* 1, 0 -1, 2 3, 0 0, 5* 0, 8 1, 0 0, 5* 880 850 1245

Баллиститное ракетное топливо (БРТТ) применяется в качестве источника энергии в РДТТ основного и вспомогательного назначения. Для устранения неустойчивого горения при низких давлениях в камере сгорания РДТТ в состав вводятся специальные добавки: • катализаторы скорости горения (окись свинца — Рb. О, карбонат свинца — Pb. СО 3 и др. ); • стабилизаторы процесса горения (окись магния — Мg. О, мел — Са. СО 3, двуокись титана — Тi. O 2 и др. ). Для улучшения технологических свойств: • технологические добавки (вазелиновое масло, графит, стеарат цинка — (С 17 Н 35 СОО)2 Zп). • динитротолуол и дибутилфталат в СРТТ выполняют функции дополнительных пластификаторов, улучшающих технологичность топливной массы.

4. СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ПОРОХОВ • по внешнему виду напоминают столярный клей, • цвет изменяется от светло – жёлтого до темно – коричневого и зелёного. • в тонких пластинах прозрачен.

Физические и химические свойства НЦ пороха • очень прочен и не перетирается в пыль при перевозках. • гигроскопичен, при увлажнении его баллистические свойства снижаются. • воспламеняемость зависит от природы пороха. Хорошо загораются пороха с повышенным содержанием нитроглицерина, хуже загораются пироксилиновые пороха. • способность гореть параллельными слоями. Изменяя состав пороха и его форму можно регулировать скорость горения и быстроту газообразования. • мало твердых остатков при горении, поэтому они малодымные, но в составе пороховых газов имеется угарный газ (поэтому при стрельбе из боевого отделения танка, САУ, БМП необходимо принимать меры для своевременного удаления газов). • высокая чувствительность, но при правильном обращении безопасны. • химическая стойкость меньше, чем у дымного пороха. Более стабильны пироксилиновые пороха, чем баллиститные.

Сравнительная характеристика баллистиных порохов и пироксилиновых порохов • баллиститные на 20– 30% дешевле пироксилиновых. • продолжительность технологического цикла изготовления значительно меньше за счет отсутствия операции удаления растворителя (процесс производства баллиститного длится 6 – 7 часов, а пироксилинового – около 10 дней). • при производстве баллиститных порохов есть возможность изготовлять пороховые элементы с большей толщиной горящего свода и с более широкими пределами изменения энергетических характеристик. • недостатком баллиститных порохов является большая опасность в производстве (в составе мощное взрывчатое вещество — нитроглицерина)

Энергетические и баллистические характеристики порохов Теплота горения, к. Дж/кг Удельный объем газов, л/кг Температура горения, К Сила пороха, Дж/кг 2780 2600 280 -300 3680 -2770 910 -920 2800 -2900 960 -1000 3150 -3550 920 -970 2700 -2850 970 Баллиститные орудийные 3000 -3400 1000 -1050 2300 -2600 900 -960 Баллиститный минометный 4800 -5000 850 3400 -3500 1090 Баллиститные РТТ 3000 -5000 830 2900 -3000 - Наименование порохов и твердых ракетных топлив Дымный Пироксилиновые для стрелкового оружия Пироксилиновые орудийные (обыкновенные)

Задание на самоподготовку Изучить материал занятия, используя • Пороха, твердые ракетные топлива и взрывчатые вещества / В. К. Марьин, В. П. Зеленский, Б. М. Орлов и др. – МО, 1992. – 202 с. Стр. 34 -55. Выполнить в рабочих тетрадях • схему классификации нитроцеллюлозных порохов и таблицы характеристик.