книги / Высокоэнергетические пластификаторы смесевых и баллиститных твердых ракетных топлив. Физико-термохимические характеристики, получение, применение
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Пермский государственный технический университет» ФГУП «Научно-исследовательский институт полимерных материалов»
В.М. Зиновьев, Г.В. Куценко, А.С. Ермилов, И.И. Болдавнин
Высокоэнергетическиепластификаторы смесевыхибаллиститныхтвердых ракетныхтоплив.
Физико-, термохимическиехарактеристики, получение, применение
Справочник
Издательство Пермского государственного технического университета
2010
УДК 662.3:678.049 В93
Рецензент
доктор технических наук Н.Г. Ибрагимов (ФГУП «Научно-исследовательский институт полимерных материалов», г. Пермь)
В93 Высокоэнергетические пластификаторы смесевых и баллиститных твердых ракетных топлив. Физико-, термохимические характеристики, получение, применение: справочник / В.М. Зиновьев, Г.В. Куценко, А.С. Ермилов, И.И. Болдавнин.— Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. — 153 c.
ISBN 978-5-398-00467-0
Книга представляет собой справочное издание по материалам открытой печати, преимущественно иностранной, по физико- и термохимическим характеристикам, методам получения и применению современных и перспективных высокоэнергетических пластификаторов твердых ракетных топлив смесевого и баллиститного типов, содержащих высокоэнергетические груп-
пировки - ONO2, -NO2, - N – NO2, - N3, -NF2 и др.
Предназначена для студентов, аспирантов, специалистов в области технической химии и боеприпасов.
УДК 662.3:678.049
ISBN 978-5-398-00467-0 |
© ГОУ ВПО «Пермский государст- |
|
венный технический университет», |
|
2010 |
С2Н4N2O6
С2H4N4O3 С2Н4N8O2 С2Н6N2O2
С3H4N4O10 С3Н5NO4 С3ClН5N2O6
C3H5N3O
С3Н5N3O9
С3H5N7O3 С3Н6N2O4 С3Н6N2O4 С3Н6N2O4 С3Н6N2O6
С3Н6N2O6
С3Н6N10O4
С3Н7NO3
Содержание |
|
Принятые обозначения и сокращения............ |
5 |
Введение.............................................................. |
7 |
Высокоэнергетические пластификаторы....... |
15 |
1,2-динитроксиэтан этиленгликольди- |
|
нитрат, нитрогликоль, гликольдинитрат, |
|
EGDN ............................................................... |
15 |
1-нитрокси -2-азидоэтан, AEN ......................... |
18 |
1,3-диазидо-2-нитро-2-азапропан, DANP....... |
19 |
2-нитро-2-азапропанN-нитродиметиламин |
|
диметилнитрамин, DMN, DMNA................ |
21 |
2,2-динитро-1,3-динитроксипропан, NPN...... |
23 |
Глицидилнитрат Нитроглицид......................... |
25 |
1-хлор-2,3-динитроксипропан |
|
α-хлординитроглицерин............................... |
27 |
Глицидилазидный полимер полиглициди- |
|
лазид, ПГА, GAP............................................ |
29 |
1,2,3-тринитроксипропан нитроглицерин, |
|
NGL, NG.......................................................... |
30 |
1,3-диазидо-2-нитроксипропан........................ |
33 |
1,3-динитропропан............................................. |
34 |
1,1-динитропропан............................................. |
36 |
2,2-динитропропан............................................. |
38 |
1,2-динитроксипропан |
|
1,2-пропиленгликольдинират, |
|
метилнитрогликоль ....................................... |
40 |
1,3-динитроксипропан |
|
триметиленгликольдинитрат, |
|
1,3-пропиленгликольдинитрат..................... |
42 |
1,5-диазидо-2,4-динитро-2,4-диазапентан, |
|
DADZP............................................................. |
44 |
Пропилнитрат..................................................... |
46 |
3
С3Н7N3O5
С3Н7N5O2
С3Н8N4O4 С4Н6N2O8
С4Н6N4O11
С4Н6N10O2
С4Н7N3O8
С4Н7N3O9
С4Н7N7O2 С4Н7N9
С4Н8N2O7
С4Н8N2O7
С4Н8N4O8
С4Н8N8O2
С4Н8N10O4
С4Н9N3O5
С4Н9N5O2
4
1-нитрокси-3-нитро-3-азабутанметилнитро- |
|
ксиэтилнитрамин, п-6, MeNENA ................ |
48 |
1-азидо-3-нитро-3-азабутан |
|
азидоэтилметилнитрамин, MeAENA ......... |
50 |
2,4-динитро-2,4-диазапентан димер................ |
51 |
1-формилокси-2,3-динитроксипропан |
|
формилглицериндинитрат........................... |
52 |
1,3-динитрокси-2-нитро-2-нитрокси- |
|
метилпропан триметилолнитро- |
|
метантринитрат, NIBTN ............................... |
53 |
2-нитро-2-азидометил-1,3-диазидопропан |
|
нитроизобутилглицеринтриазид................. |
55 |
2-нитро-2-метил-1,3-динитрокси-пропан, |
|
2-нитро-2-метил-1,3-пропандиолди |
|
нитрат динитрат нитроизобутилгликоля... |
56 |
1,2,4-тринитроксибутан1,2,4- |
|
бутантриолтринитрат, БТТН, BTTN .......... |
58 |
2-нитро-2-метил-1,3-диазидопропан............... |
60 |
1,2,4-триазидобутан, ТАВ................................. |
61 |
1,5-динитрокси-3-оксапентан |
|
диэтиленгликольдинитрат |
|
дигликольдинитрат, DEGDN, DEGN ......... |
62 |
1-метокси-2,3-динитроксипропан |
|
α-метиловый эфирглицериндинитрата..... |
64 |
1,5-динитрокси-3-нитро-3-азапентан, |
|
динитроксиэтилнитрамин, ДИНА, DINA... 65 |
|
1,5-диазидо-3-нитразапентан, |
|
DАNРЕ, DIАNР.............................................. |
68 |
1,6-диазидо-2,5-динитро-2,5-диазагексан, |
|
DАDNH ........................................................... |
70 |
1-нитрокси-3-нитро-3-азапентан N-этил- |
|
n- (2-нитроксиэтил)-нитрамин, EtNENA ... 72 |
|
1-азидо-3-нитро-3-азапентан ЕТAЕNА.......... |
74 |
С4Н9N7O4 |
1-азидо-3,5-динитро-3,5-диазагексан, |
|
|
DNDAАH ........................................................ |
75 |
С4Н10N4O4 |
2,4-динитро-2,4-диазагексан............................. |
77 |
С5F2Н6N4O10 |
Бис (2-фтор-2,2-динитроэтил) формаль, |
|
|
FEFO ................................................................ |
79 |
С5F2Н6N8O8 |
Азидометил-бис (фтординитроэтил) |
|
|
амин, AMFA.................................................... |
81 |
С5F4Н4N4O10 |
Бис (2-фтор-2,2-динитроэтил) –дифтор- |
|
|
формаль, DF-FEFO, DFF............................... |
82 |
С5F4Н8N4O6 |
3,3-бис (дифторамино) -1,5-динитрокси- |
|
|
пентан, BFDNP............................................... |
84 |
С5Н8N2O8 |
1,3-динитрокси-2-ацетоксипропан, |
|
|
1,3-динитроацетат глицерина, |
|
|
1,3-динитроацетин......................................... |
85 |
С5Н8N2O8 |
1-ацетокси-2,3-динитроксипропан, |
|
|
1-ацетат-2,3-динитратглицерина................. |
87 |
С5Н8N6O |
3,3-бис (азидометил) оксетан, ВАМО............. |
88 |
С5Н8N8O6 |
1,3-динитpокси-2,2-диазидометил-пропан, |
|
|
пентаэритритолдиазидодинитрат, |
|
|
PDADN ............................................................ |
90 |
С5Н9N3O9 |
1-нитрокси-2,2-динитроксиметил-пропан, |
|
|
метилтриметилолметантринитрат, |
|
|
метриолтринитрат, MTN, TMETN.............. |
93 |
С5Н9N7O2 |
2-нитро-2-этил-1,3-диазидопропан.................. |
95 |
С5Н11N3O5 |
1-нитрокси-3-нитро-3-азагексан |
|
|
пропилнитроксиэтилнитрамин.................... |
97 |
С5Н11N3O6 |
4-нитро-4-аза-2-нитрокси-1-метокси- |
|
|
пентан, 4-нитраза-2-итратопентил- |
|
|
метиловый эфир............................................. |
98 |
С5Н11N5O7 |
2,4-динитро-2,4-диаза-7-нитрокси-гептан...... |
99 |
С5Н11N7O4 |
2,4-динитро-2,4-диаза-7-оксиазидо-гептан.... |
100 |
С5Н12N4O4 |
3,5-динитро-3,5-диазагептан............................. |
101 |
С6F2Н8N4O11 |
1,9-дифтор-1,1,9,9-тетранитро-3,5,7- |
|
|
триоксанонан.................................................. |
102 |
|
|
5 |
С6Н8N6O4
С6Н9N3O11 С6Н9N9O2
С6Н10N4O13
С6Н11N3O9
С6Н11N13O4 С6Н12N2O
С6Н12N10O4 С6Н13N3O5
С7F6Н8N6O10
С7F8Н12N4O2
С7F10Н10N4O2
С7Н9N11O10
С7Н10N10O10
C7H12N4O10
С7Н15N3O5
C7,5H13N4O10
6
1,2-диазидоацетоксиэтан бис(азидоацетат) |
|
этиленгликоля, EGBAA, A-17 ..................... |
103 |
Нитролактат динитроглицерина GLTN.......... |
105 |
2,4,5-триазидометил-1,3-диоксолан................ |
107 |
1,2,6,7-тетранитрокси-4-оксагептан, |
|
тетранитродиглицерин, диглицерина |
|
тетранитрат..................................................... |
108 |
1-нитрокси-2,2-динитроксиметил-бутан, |
|
триметилолэтилметантринитрат, |
|
этриолтринитрат, TMPTN ............................ |
110 |
3,5-динитро-3,5-диаза-1,7,8-триазидооктан... 112 |
|
1,8-динитрокси-3,6-диоксаоктан, |
|
триэтиленгликольдинитрат, |
|
тригликольдинитрат, TEGDN, TEGN ........ |
113 |
3,5-динитро-3,5-диаза-1,8-диазидооктан........ |
115 |
1-нитрокси-3-нитро-3-азидогептан, n-бутил- |
|
нитратоэтилнитрамин, BUNENA ................. |
116 |
1,3-бис (2,2,2-фтординитроэтокси) -2,2- |
|
(бисдифторамино) пропан, SYEP ............... |
118 |
Бис (2,2-дифтораминопропил)-формаль, |
|
NFPF................................................................. |
120 |
Бис (2,2-дифтораминопропил)- |
|
дифторформаль, NFDF ................................. |
121 |
1,3-диазидо-2-пропил-n-нитро-n-(1,1,1- |
|
тринитропропил) карбамат.......................... |
122 |
1,9-диазидо-2,2,8,8-тетранитро-4,6-диок- |
|
санонан............................................................ |
123 |
Бис(2,2-динитропропил) формаль, ВDNPF.... |
125 |
1-нитрокси-3-нитро-3-азаоктан, PENENA..... 127 |
|
Бис (2,2-динитропропил) ацеталь/ |
|
бис (2,2-динитропропил) формаль, |
|
ВDNPА/BDNPF.............................................. |
128 |
C8F2H11N11O9 |
1,2-диазидо-4-окса-6-аза-6- (1-фтор-1,1- |
|
|
динитроэтил)-8-фтор-8,8-динитрооктан |
|
|
(2,3-диазидопропоксиметилен) бис |
|
|
(2-фтор-2,2-динитроэтил) амин, DAFAM ...130 |
|
С8Н12N6O5 |
1,5-бис (азидоацетокси) -3-оксапентан, |
|
|
бис (азидоацетат) диэтиленгликоля, |
|
|
DEGBAA .......................................................... |
132 |
C8H14N4O10 |
Бис (2,2-динитропропил) ацеталь, ВDNPА.... |
134 |
C9F12H14N6O3 |
1,2,3-трис (1,2-дифтораминоэтокси)- |
|
|
пропан, TVOPA.............................................. |
136 |
C9H11N9O6 |
1,2,3-трис (азидоацетокси) пропан |
|
|
глицерина триазидоацетат, GTAA............. |
138 |
C9H12N12O4 |
1,3-бис (азидоацетокси) -2,2-бис |
|
|
(азидометил) пропан, РЕAA......................... |
140 |
С9Н14N10O10 |
1,11-диазидо-2,2,10,10-тетранитро-5,7- |
|
|
диоксаундекан................................................ |
142 |
C10H12N10O8 |
1,3-диазидоацетокси-2-азидо-ацетокси- |
|
|
метил-2-нитропропан трис (азидоацетат) |
|
|
триметилолнитрометан, TMNMA............... |
144 |
С10Н16N6О4 |
Бис (2-азидоэтил) адипинат, ВАЕА................. |
146 |
С12Н17N9О6 |
1-азидоацетокси-2,2-диазидо- |
|
|
ацетоксиметилбутан 1,3-бис |
|
|
(азидоацетокси) -2-азидоацетокси- |
|
|
метил-2-этилпропан....................................... |
147 |
C13H16N12O8 Тетра(азидоацетоксиметил) метан |
|
|
|
тетра(азидоацетокси) пентаэритрит, |
|
|
РЕТКАА.......................................................... |
149 |
C14H24N18O4 |
Азидополиглицидилазид GAP-AZIDE, |
|
|
GAPA ............................................................... |
151 |
7
Принятые обозначения и сокращения
Ac |
— ацетат |
|
at |
— |
атмосфера |
ВВ |
— взрывчатое вещество |
|
СРТТ |
— смесевое ракетное твёрдое топливо |
|
ТРТ |
— твёрдое ракетное топливо |
|
AEN |
— 1-нитрокси-2-азидоэтан |
|
AMFA |
— азидометилбис (фтординитроэтил) амин |
|
BAEA |
— бис (2-азидоэтил) адипинат |
|
BAMO |
— 3,3-бис (азидометил) оксетан |
|
BDNPA |
— |
бис (2,2-динитропропил) ацеталь |
BDNPF |
— |
бис (2,2-динитропропил) формаль |
BFDNP |
— 3,3-бис (дифторамино) -1,5- |
|
BTTN (БТТН) |
|
динитроксипентан |
— |
1,2,4-тринитроксибутан |
|
BuNENA |
— 1-нитрокси-3-нитро-3-азагептан |
|
DADNH |
— 1,6-диазидо-2,5-динитро-2,5-диазагексан |
|
DADZP |
— 1,5-диазидо-2.4-динитро-2,4-диазапентан |
|
DAFAM |
— 1,2-диазидо-6-аза-6-фтординитроэтил-8- |
|
|
|
фтор-8,8-динитрооктан |
DANP |
— 1,3-диазидо-2-нитро-2-азапропан |
|
DANPE |
— 1,5-диазидо-3-нитро-3-азапентан |
|
DEGBAA |
— 1,5-бис (азидоацетокси) -3-оксапентан |
|
DEGDN (DEGN) |
— 1,5-динитрокси-3-оксапентан |
|
DF-FEFO (DFF) |
— |
бис (2-фтор-2,2-динитроэтил) формаль |
DINA (ДИНА) |
— 1,5-динитрокси-3-нитро-3-азапентан |
|
DMB |
— диметилбензол |
|
DMF |
— диметилформамид |
|
DMN (DMNA) |
— 2-нитро-2-азапропан |
|
DMSO |
— диметилсульфоксид |
|
DNDAAN |
— 1-азидо-3,5-динитро-3,5-диазагексан |
|
EGBAA (A-17) |
— |
1,2-диазидоацетоксиэтан |
ETAENA |
— 1-азидо-3-нитро-3-азапентан |
|
ETNENA |
— 1-нитрокси-3-нитро-3-азапентан |
|
FEFO |
— |
бис (2-фтор-2-динитроэтил) формаль |
8
GAP |
— полиглицидилазид |
|
GAP-AZIDE (GAPA) |
— азидополиглицидилазид |
|
GTAA |
— |
1,2,3-триазидоацетоксипропан |
GLTN |
— нитролактат динитроглицерина |
|
h |
— час |
|
kt |
— катализатор |
|
mm Hg |
— мм рт.ст. |
|
MeAENA |
— 1-азидо-3-нитро-3-азабутан |
|
MeNENA (П-6) |
— 1-нитрокси-3-нитро-3-азабутан |
|
MTN (TMETN) |
— 1-нитрокси-2,2-динитроксиметилпропан |
|
NGL (NG) |
— |
1,2,3-тринитроксипропан |
NFDF |
— |
бис (2,2-дифтораминопропил) дифтор- |
|
|
формаль |
NFPF |
— |
бис (2,2-дифтораминопропил) формаль |
NIBTN |
— 1,3-динитрокси-2-нитро-2- |
|
|
|
нитроксиметилпропан |
NPN |
— 2,2-динитро-1,3-динитроксипропан |
|
PDADN |
— 1,3-динитрокси-2,2-диазидометилпропан |
|
PEAA |
— 1,3-бис (азидоацетокси) -2,2-бис (азидоме- |
|
|
|
тил) пропан |
PeNENA |
— 1-нитрокси-3-нитро-3-азаоктан |
|
PETKAA |
— тетра (азидоацетоксиметил) метан |
|
Poly-BAMO |
— полибис (азидометил) оксетан |
|
Poly-GLIN |
— |
полиглициднитрат |
Poly-NIMMO |
— полинитроксиизометилоксетан |
|
Py |
— пиридин |
|
SYEP |
— |
1,3-бис (2.2.2-фтординитроэтил) -2,2-бис- |
|
|
(дифторамино) пропан |
TAB |
— |
1,2,4-триазидобутан |
TEGDN (TEGN) |
— 1,8-тринитрокси-3,6-диоксаоктан |
|
TMETN |
— 1-нитрокси-2,2-динитроксиметилбутан |
|
TMNMA |
— 1,3-диазидоацетокси-2- |
|
|
|
азидоацетоксиметил-2-нитропропан |
TsCl |
— |
п-толуолсульфохлорид |
TsOH |
— п-толуолсульфокислота |
|
|
|
9 |
Введение
Одним из ключевых направлений развития современных и перспективных высокоэнергетических ТРТ смесевого и баллиститного типа является повышение удельного импульса реактивной силы, которое достигается введением в состав компонентов, имеющих высокую плотность, обогащенных активным кислородом и содержащих высокоэнтальпийные эксплозофорные группировки.
Расчётный удельный импульс реактивной силы ( Isppc / pe , H·с/кг
≈ 0,1 кгс·с/кг) выражается уравнением:
|
ν |
eff |
|
2k |
|
RT |
|
P (k −1)/ k |
|
||||
Isp = |
|
|
= |
|
|
|
|
c |
1 |
− |
e |
|
, |
|
g |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
g(k −1) M c |
|
Pc |
|
|||||||
где ν eff — эффективная скорость истечения продуктов сгорания из
сопла, м/с;
g — ускорение силы тяжести над уровнем моря, 9,80665 м/с2;
k = cp / cv — показатель адиабаты расширения продуктов сгора-
ния (отношение удельных теплоёмкостей газов при постоянных давлении и объёме);
R — универсальная (молярная) газовая постоянная, 8314,41 Дж / (кмоль·К);
Tc — температура продуктов сгорания в камере ракетного двигателя, К;
M c — среднемассовая молекулярная масса продуктов сгорания; Pe — давление на срезе сопла, МПа;
Pc — давление в камере ракетного двигателя, Мпа. Стандартные значения перепада давления ( Pc / Pe ):
4,0 МПа / 0,1 МПа — в Российской Федерации; 7,0 МПа / 0,1 МПа — в Соединённых Штатах Америки.
Термодинамическое выражение для расчётного удельного им-
пульса реактивной силы:
10