способ ликвидации зарядов твердого ракетного топлива, отходов твердого ракетного топлива и взрывчатых веществ регулируемым замедленным сжиганием с использованием флегматизирующего хладагента

Формула изобретения

Способ ликвидации заряда твердого ракетного топлива, отходов твердого ракетного топлива и взрывчатых веществ замедленным сжиганием с использованием хладагента, отличающийся тем, что в качестве хладагента используют водно-спиртовой гель на основе гидролизованного полиакриламида, отверждаемый n-диоксибензолом и его водорастворимым окислителем, при этом в качестве спиртов используют алифатические спирты в количестве 5-7%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при ликвидации зарядов твердого ракетного топлива (ТРТ), а также отходов ТРТ и взрывчатых веществ (ВВ) замедленным сжиганием с использованием хладагента (флегматизатора поверхности горения).

Известен способ замедленного сжигания зарядов ТРТ с использованием отверждаемого водного геля на основе полиакриламида (ПАА), позволяющий изменением количества используемого хладагента целенаправленно регулировать скорость сжигания заряда и тем самым обеспечивать жесткие требования по рациональному использованию дорогостоящего очистного оборудования по эффективной нейтрализации продуктов сгорания [Патент РФ №2236642 С2, от 29.04.2002]. Практическая реализация данного способа на сегодня возможна за счет использования в качестве хладагента водного геля на основе гидролизированного ПАА, отверждаемого бихроматом калия и тиосульфатом натрия; при этом время отверждения геля при температуре 18...20°С в зависимости от концентрации отвердителей может изменяться от 24 до 48 часов [Патент РФ №2145330 от 23.07.1997].

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является раскрытый в заявке на выдачу патента РФ на изобретение способ уничтожения ракетного топлива, отходов твердого ракетного топлива и взрывчатых веществ путем регулируемого замедленного их выжигания с использованием хладагента, представляющего собой водно-спиртовой гель на основе гидролизованного полиакриламида, отверждаемый бихроматом калия и тиосульфатом натрия, причем в качестве спиртов для понижения температуры замерзания геля в качестве криогенной добавки использованы диэтиленгликоль или этиленгликоль в количестве 0,1-10 мас.% в счет содержания воды [RU №2003136996, 27.07.2003, С06В 31/02 (2006.01), С06В 31/28 (2006.01)].

Применительно к сжиганию, например, крупногабаритных зарядов ракетных двигателей на ТРТ (РДТТ) с предварительным заполнением таким хладагентом кольцевой щели между конусом и цилиндром 12-кратным поворотом двигателя это означает, что время подготовки каждого двигателя к сжиганию может составлять от 288 до 576 часов (соответственно от 12 до 24 суток), что, очевидно, должно привести к простою комплекса дорогостоящих очистительных сооружений. Очевидно также, что длительность технологического цикла подготовки зарядов ТРТ к замедленному сжиганию сохраняется независимо от сложности конфигурации флегматизируемой поверхности и габаритов заряда.

Техническим результатом изобретения является создание такого способа ликвидации зарядов ТРТ, а также отходов ТРТ и ВВ замедленным сжиганием с использованием хладагента, в котором технологический цикл отверждения используемого гидролизованного ПАА-ного геля сокращается до 1,5...2,0 часов при температуре 18...20°С с сохранением живучести геля на уровне 10-15 мин, достаточной для заполнения им в текучем состоянии заданного свободного объема заряда.

Поставленная задача решается, во-первых, использованием в составе гидролизованного ПАА-ного геля 5-7 мас.% алифатических спиртов (например, этанола, этиленгликоля, диэтиленгликоля, глицерина) для обеспечения текучести геля на время его слива; во-вторых, отверждением такого водно-спиртового геля на основе гидролизованного ПАА n-диоксибензолом (гидрохиноном) и его водорастворимым окислителем типа марганцово-кислого калия (перманганата калия), бихромата калия и им подобным для сокращения времени отверждения геля до 1,5...2,0 часов при температуре 18...20°С.

Пример. Для флегматизации поверхности горения канала зарядов РДТТ ОИ-294 и ОИ-347 его прямым заполнением хладагентом в вертикальном положении был использован разработанный нами хладагент следующего состава, мас.%: глицерин (ГЦ) - 4,0; диэтиленгликоль (ДЭГ) - 2,0; ПАА - 3,5; n-диоксибензол (ПДОБ) - 0,15; аммоний двухромовокислый (АДХК) - 0,17; вода - 90,18.

Заполнение канала зарядов РДТТ проводили в интервале температур 18...22°С по нижеследующему технологическому режиму:

1. В емкость №1 помещали навески ПДОБ и ДЭГа и перемешивали до полного растворения ПДОБ (˜10...15 мин). Затем добавляли навески ПАА и ГЦ и осуществляли перемешивание в течение 2...3 мин.

2. В емкость №2 помещали навески АДХК и воды и перемешивали до полного растворения АДХК (˜5...10 мин).

3. В емкость №1 при постоянном перемешивании постепенно в течение 2...3 мин заливали водный раствор АДХК, давали дополнительное перемешивание в течение 2...3 мин, после чего осуществляли слив жидкого хладагента непосредственно в канал заряда.

После двухчасовой выдержки РДТТ переводили в горизонтальное положение, в котором он оставался непосредственно до сжигания на стенде.

Оба РДТТ были испытаны бессопловым сжиганием на стенде 12 «А» ФЦДТ «Союз» в горизонтальном положении. Время работы изделий составило соответственно 12 и 19 мин. По сравнению со штатной схемой бессоплового горения зарядов по каналу время замедленного выжигания с использованием данного хладагента увеличилось ˜ в 60 раз ["Ликвидация дефектных изделий методом замедленного сжигания", научно-технический отчет по теме "Дефект", ФГУП "ФЦДТ "Союз", уч. №56/80 от 15.11.05].

Эффективность флегматизации поверхности горения разработанным хладагентом подтверждена также прямым сжиганием на стенде крупногабаритного заряда ТРТ весом ˜25000 кг с предварительно заполненной отвержденным гелем кольцевой щели между конусом и цилиндром двигателя последовательным 12-кратным поворотом самого двигателя; флегматизация поверхности горения кольцевой щели заряда по данному способу приводит к снижению максимального секундного расхода продуктов сгорания на 15-20% [М.А.Багдасарьян, В.И.Гребенкин, А.Д.Павлов, В.А.Родионов, Е.А.Шмачков "Снижение секундного массового расхода продуктов сгорания топлива при утилизации РДТТ методом бессоплового сжигания за счет частичной флегматизации заряда». Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции «Проблемные вопросы утилизации смесевых твердых топлив, отходов и остатков жидких ракетных топлив в элементах ракетно-космической техники», г.Бийск Алтайского края, 2005 г.