Представляем инновационные проекты, получившие положительное заключение по результатам проведения научно-технической экспертизы, организованной ГУНИД Минобороны.
Проект 5
Разработка модифицированных металлических горючих на основе алюминия марки АСД и технологии изготовления СТРТ повышенной эффективности для двигателей перспективных систем тактического назначения ПВО, РСЗО
Из описания проекта:
Большинство известных в настоящее время твердых ракетных топлив в качестве металлического горючего содержат порошки алюминия (15-20%), что позволяет значительно повысить температуру сгорания, скорость истечения продуктов, а, следовательно, эффективность ракетного топлива, обеспечивая увеличение дальности полета и возможность доставки большей полезной массы. Однако полностью реализовать энергетические возможности алюминия, по доступной информации, ни в нашей стране, ни за рубежом не удалось.
В настоящее время используются композиции энергетические конденсированные смеси (далее – ЭКС), в состав которых вводятся чувствительные к механическим воздействиям взрывчатые вещества, а для получения высоких значений основной баллистической характеристики применяется введение дорогостоящего каталитически активного пластификатора, возможности которого ограничены.
Имеющийся задел в области активизации алюминиевых горючих позволяет предложить новые методы модификации порошков на основе алюминия для повышения эффективности двигательных установок образцов ВВСТ и получения требуемых значений баллистических характеристик в широком диапазоне значений.
На сегодняшний день работы по модификации алюминия, как компонента смесевых ЭКС, не использовались для производства наполнителей двигательных установок на серийных заводах России.
За рубежом данный проект аналогов не имеет.
Цель проекта:
Разработка технологии изготовления качественно новых материалов ЭКС смесевого типа на основе модифицированного алюминия, обеспечивающих возможность компоновки перспективных двигателей образцов ВВСТ различного назначения, эксплуатируемых в широком температурном диапазоне (±50°С), для повышения эффективности их действия.
Использование качественно новых композиций ЭКС позволит увеличить тягу двигателей, тем самым улучшить летно-технические характеристики разрабатываемых в рамках опытно-конструкторских работ по заказу Министерства обороны РФ образцов ВВСТ (увеличить дальность полета для перехвата цели и скорость перехвата).
Сущность и содержание предлагаемого решения:
В проекте предлагается использование поверхностно-активных веществ различной природы с целью воздействия на структуру и свойства барьерного слоя оксида алюминия и продуктов окисления алюминия и его сплавов. В качестве ПАВ будут использованы некоторые металлы II-V групп Периодической системы, оксиды поливалентных металлов и их сочетания, позволяющие снизить защитные свойства оксидной оболочки на поверхности частиц алюминия микронных размеров за счет структурных и фазовых перестроек в ходе окисления и горения, обеспечивающих доставку окислителя к металлическому ядру частиц.
На характер и скорость протекания процессов горения в ЭКС существенное влияние может оказать локализация окислителя в самой структуре модифицирующих добавок.
Например, применение в составе ЭКС алюминиевого порошка, легированного Са, приводит к повышению уровня быстроты процесса горения до 30% по сравнению с контрольным составом ЭКС на основе алюминиевого порошка марки АСД-4 (рис. 1), что открывает дополнительные возможности компонентного варьирования составов ЭКС и достижение оптимальных эксплуатационных характеристик составов ЭКС.
Рис. 1 Эффективность легированного алюминия в составе ЭКС относительно состава ЭКС с АСД-4, %
Применение легированного алюминиевого порошка позволяет добиться повышения полноты его сгорания в камере двигателя, что в свою очередь способствует снижению двухфазных потерь с 6-18% до минимума, и тем самым получить высокие энергетические характеристики ЭКС.
Перспективно также применение гидро- и сольвогелей, содержащих ванадий и другие переходные металлы, для повышения полноты и скорости окисления алюминия. В этом случае, например, пропитка поверхности штатных порошков алюминия гидрогелем V2O5 позволяет значительно повысить полноту окисления (рис. 2), при снижении стоимости по сравнению с наиболее активным, в настоящее время, порошком «Alex», не менее чем в 5 раз.
Рис. 2 Полнота сгорания (при 1000°С), %
Результаты экспертизы:
Экспертиза проводилась экспертами следующих организаций
ФГБУ «4 ЦНИИ» МО РФ, Михайловская военная артиллерийская академия, Черноморское высшее военно-морское училище им. П.С.Нахимова, Военная академия материально-технического обеспечения им. генерала армии А.В.Хрулёва.
Вывод экспертизы
Открытие НИР «Разработка модифицированных металлических горючих на основе алюминия марки АСД и технологий изготовления СТРТ повышенной эффективности для двигателей перспективных систем тактического назначения ПВО, РСЗО» целесообразно.
Ожидаемый эффект от реализации проекта:
Реализация проекта позволит в течение двух лет организовать производство модифицированного алюминия (предполагаемая мощность 3 т/год), а также разработать ряд эффективных композиций ЭКС на их основе в интересах создания перспективных образцов ВВСТ, находящихся на стадии ОКР по заказу Министерства обороны РФ и включенных в государственную программу вооружения.
29.11.2017г.
Источник: ГУНИД Минобороны РФ
Справка
Проработка проектов для достижения целей экспертизы проводилась несколькими методами, а именно эвристическим (заключения экспертов, организаций и заинтересованных органов военного управления), измерительным и регистрационным (проведение апробации или оценочных испытаний).
Более 340 перспективных инновационных разработок и технологий предварительно были отобраны специалистами органов военного управления, научно-исследовательских организаций и военно-учебных заведений Минобороны России в период проведения форума "АРМИЯ-2017".
Посмотреть проекты можно в блоге ГУНИД Минобороны на нашем сайте.
