RU2513848C2 - Method to improve explosives and explosive /versions/ - Google Patents
Method to improve explosives and explosive /versions/ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2513848C2 RU2513848C2 RU2012128245/05A RU2012128245A RU2513848C2 RU 2513848 C2 RU2513848 C2 RU 2513848C2 RU 2012128245/05 A RU2012128245/05 A RU 2012128245/05A RU 2012128245 A RU2012128245 A RU 2012128245A RU 2513848 C2 RU2513848 C2 RU 2513848C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boron
- explosive
- beryllium
- mixture
- total
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к гражданским и, особенно, к военным взрывным зарядам. Изобретение применимо во всех видах гражданских взрывных работ и во всех военных боеприпасах, особенно кумулятивных.The invention relates to civilian and, especially, to military explosive charges. The invention is applicable in all types of civilian blasting and in all military munitions, especially cumulative.
Известны взрывные заряды, содержащие бор или некоторые соединения бора, см. пат. № US 3111439.Explosive charges containing boron or some boron compounds are known, see US Pat. No. US 3111439.
Скорость разлета осколков и давление на фронте ударной волны зависят от скорости звука в сжатом газе, который образуется в объеме, занимаемом взрывчатым веществом (далее ВВ). В той смеси газов, которая образуется после взрыва большинства ВВ, и при той температуре и давлении скорость звука обычно не превышает 1100 м/сек. И быстро падает по мере адиабатического расширения взрывных газов. Скорость осколков, естественно, еще меньше.The velocity of the expansion of the fragments and the pressure at the front of the shock wave depend on the speed of sound in the compressed gas, which is formed in the volume occupied by the explosive (hereinafter BB). In the mixture of gases that forms after the explosion of most explosives, and at that temperature and pressure, the speed of sound usually does not exceed 1100 m / s. And it quickly drops as the adiabatic expansion of explosive gases. The speed of the fragments, of course, is even less.
Между тем скорость звука в водороде даже при нормальных температуре и давлении 1330 м/сек. То есть, если баллон с водородом в форме снаряда при комнатной температуре просто лопнет от внутреннего давления, то он создаст намного более сильную ударную волну и придаст осколкам значительно большую начальную скорость, чем осколочно-фугасный заряд с обычным ВВ такого же веса. А если еще и немного повысить температуру водорода, то давление на фронте ударной волны и скорость осколков резко возрастут. Например, водород с температурой всего 650 градусов С (это ниже температуры его воспламенения) будет иметь скорость звука 2360 м/сек, и сможет разогнать осколки до скорости 2200 м/сек. То есть получится «холодный взрыв», в результате которого из-за адиабатического расширения газ после взрыва может иметь приблизительно температуру окружающей среды.Meanwhile, the speed of sound in hydrogen even at normal temperature and pressure of 1330 m / s. That is, if a hydrogen cylinder in the form of a shell at room temperature simply bursts from internal pressure, it will create a much stronger shock wave and give the fragments a much higher initial velocity than a high-explosive fragmentation charge with a conventional explosive of the same weight. And if you also slightly increase the temperature of hydrogen, then the pressure at the front of the shock wave and the velocity of the fragments will increase sharply. For example, hydrogen with a temperature of only 650 degrees C (this is below its ignition temperature) will have a sound speed of 2360 m / s, and will be able to accelerate the fragments to a speed of 2200 m / s. That is, a “cold explosion” will result, as a result of which, due to adiabatic expansion, the gas after the explosion can have approximately the ambient temperature.
Кроме того, большинство ВВ содержат связанный азот, который при взрыве выделяется и в свободном виде. Его можно заставить экзотермически реагировать с цель повышения тепловыделения взрыва с мелкодисперсным (желательно, наноразмеров) бором.In addition, most explosives contain bound nitrogen, which during the explosion is released in free form. It can be made to exothermically react with the goal of increasing the heat release of the explosion with finely dispersed (preferably nanosized) boron.
На этом и основана идея данного изобретения. Задача и технический результат изобретения - повышение скорости разлета осколков, давления на фронте ударной волны и радиуса осколочного и фугасного действия заряда. Не только за счет повышения энергетики реакции, но и за счет получения выделяющихся газов с малым средним молекулярным весом - водорода и воды. Свободный азот и, особенно, «тяжелый» С02 нежелательны.This is the basis of the idea of this invention. The objective and technical result of the invention is to increase the speed of expansion of fragments, the pressure at the front of the shock wave and the radius of the fragmentation and high explosive charge. Not only by increasing the energy of the reaction, but also due to the production of gases with low average molecular weight - hydrogen and water. Free nitrogen and, especially, “heavy” CO2 are undesirable.
То есть суть изобретения в том, что к азотосодержащим взрывчатым веществам добавляется бор или его соединения, желательно - с водородом, а реакция организуется так, чтобы выделялся преимущественно водород.That is, the essence of the invention is that boron or its compounds are added to nitrogen-containing explosives, preferably with hydrogen, and the reaction is organized so that hydrogen is predominantly released.
ВАРИАНТ 1. В любое ВВ добавляется мелкодисперсный бор. При температуре 800-1200 градусов С происходит реакция образования нитрида бора:OPTION 1. Fine boron is added to any explosive. At a temperature of 800-1200 degrees C, a reaction of formation of boron nitride occurs:
То есть на единицу добавленного бора получается добавочное тепловыделение 23,37 кдж/г. Такая добавка улучшит тепловыделение любого ВВ. Например, известно повышение мощности взрыва октогена путем добавки бора.That is, an added heat output of 23.37 kJ / g is obtained per unit of added boron. Such an additive will improve the heat release of any explosive. For example, it is known to increase the octogen explosion power by adding boron.
Реакция образования нитрида бора лучше идет в присутствии восстановителей - угля, сажи, графита, графена, водорода. В реакции \2\ происходит выделение углерода, поэтому в добавочных количествах восстановителя она не нуждается, в других случаях рекомендуется добавлять мелкодисперсного угля, графита, сажи или графена в количестве 0,0001-1% (оптимально 0,01-0,1%). Присутствие водорода в продуктах реакции уменьшает или даже исключает потребность в углероде.The reaction of formation of boron nitride is better in the presence of reducing agents - coal, soot, graphite, graphene, hydrogen. In the reaction \ 2 \ carbon is released, therefore, it does not need additional reducing agents, in other cases it is recommended to add finely divided coal, graphite, soot or graphene in an amount of 0.0001-1% (optimally 0.01-0.1%) . The presence of hydrogen in the reaction products reduces or even eliminates the need for carbon.
Возможна добавка не бора, а его реакционно-активных соединений, например тетраборана:It is possible to add not boron, but its reactive compounds, for example tetraborane:
То есть такое ВВ представляет собой смесь измельченного октогена с тетрабораном в соотношении 73,26:26,74, все +-10%. Возможно применение твердых боранов.That is, such an explosive is a mixture of ground octogen with tetraborane in a ratio of 73.26: 26.74, all + -10%. It is possible to use solid boranes.
В пересчете на удельное тепловыделение это будет 9,44 мдж/кг. Это несколько меньше, чем у смеси октогена с мелкодисперсным бором, но зато в выделившихся газах 2/3 по объему - водород, все плюсы которого описаны выше. Плюс еще один военный плюс -сильное зажигательное действие на воздухе.In terms of specific heat, this will be 9.44 mJ / kg. This is slightly less than that of a mixture of HMX with finely dispersed boron, but in the released gases 2/3 by volume is hydrogen, all of which are described above. Plus one more military plus - strong incendiary effect in the air.
ВАРИАНТ 2. Возможно применение бора в соединениях класса динамонов. Если в смеси с нитратом аммония (безводным) использовать бор, то он выступает и как горючее для выделившегося при разложении селитры кислорода, и как реагент для вышеописанной реакции с азотом. Возможна похожая реакция с тетрабораном:OPTION 2. It is possible to use boron in compounds of the dynamon class. If boron is used in a mixture with ammonium nitrate (anhydrous), then it acts both as a fuel for oxygen released during decomposition of nitrate and as a reagent for the above reaction with nitrogen. A similar reaction with tetraboran is possible:
То есть тепловыделение взрыва 10,0 мдж/кг - чуть меньше, чем у селитры с бором, но зато во взрывных газах содержится 62% по объему водорода. Соотношение компонентов селитры к тетраборану в ней 69,25:30,75, все +-10%.That is, the explosion heat dissipation of 10.0 mJ / kg is slightly less than that of nitrate with boron, but explosive gases contain 62% by volume of hydrogen. The ratio of the components of nitrate to tetraborane in it is 69.25: 30.75, all + -10%.
Можно добавить еще селитры и бора, чтобы связать водород и добавочный азот, но тепловыделение этой реакции уменьшится до 9,63 мдж/кг. А в выделившихся газов не будет водорода, что, как уже понятно, является недостатком.You can add more nitrate and boron to bind hydrogen and additional nitrogen, but the heat release of this reaction will decrease to 9.63 mJ / kg. And there will be no hydrogen in the released gases, which, as is already clear, is a drawback.
ВАРИАНТ 3. Еще большую энергетику взрыва и чистый водород можно получить, применив диборан вместо тетраборана, и бериллий или гидрид бериллия для реакции с кислородом. Правда, есть одно неудобство - заряд с дибораном надо хранить в достаточно прочном герметичном осколкообразующем корпусе.OPTION 3. Even greater explosion energetics and pure hydrogen can be obtained by using diborane instead of tetraborane, and beryllium or beryllium hydride for reaction with oxygen. True, there is one inconvenience - the charge with the diborane must be stored in a sufficiently strong sealed fragmentation-forming case.
То есть тепловыделение взрыва большое - 14,64 мдж/кг. (такое ВВ предлагается называть «Старсил»). Соотношение компонентов в Старсиле: нитрата аммония (безводного) - 59,40%, бериллия - 20,06%, и диборана - 20,54%, все +-15%.That is, the heat emission of the explosion is large - 14.64 mJ / kg. (this explosive is proposed to be called "Starsil"). The ratio of components in Starsil: ammonium nitrate (anhydrous) is 59.40%, beryllium is 20.06%, and diborane is 20.54%, all + -15%.
Если вместо бериллия взять гидрид бериллия, то тепловыделение будет 13,57 мдж/кг, но выделится 8 молекул водорода (назовем такое ВВ «Старсил-М»):If instead of beryllium we take beryllium hydride, then the heat will be 13.57 mJ / kg, but 8 hydrogen molecules will be released (let's call this explosive “Starsil-M”):
Соотношение нитрата аммония, гидрида бериллия, диборана - 56,85:23,50:19,65, все +-15%.The ratio of ammonium nitrate, beryllium hydride, diborane - 56.85: 23.50: 19.65, all + -15%.
Эта реакция практически адекватна следующей реакции только с твердыми компонентами, что удобнее при производстве ВВ, (назовем «Старсил-МТ»):This reaction is practically adequate to the following reaction only with solid components, which is more convenient in the manufacture of explosives, (let's call Starsil-MT):
Соотношение: нитрата аммония, гидрида бериллия, боргидрида бериллия - 56,85:15,67:27,48, все +-15%.Ratio: ammonium nitrate, beryllium hydride, beryllium borohydride - 56.85: 15.67: 27.48, all + -15%.
В качестве твердого соединения бора можно также использовать декаборан B10H14 (его реакция похожа на реакции \3\, и потому не приводится).Decaboran B10H14 can also be used as a solid boron compound (its reaction is similar to the \ 3 \ reaction, and therefore is not given).
Может пойти побочная реакция образования воды из водорода, но при таких температурах гидрид бериллия или сам бериллий будут реагировать с водяными парами и разлагать воду обратно до водорода.A side reaction may occur of the formation of water from hydrogen, but at such temperatures, beryllium hydride or beryllium itself will react with water vapor and decompose the water back to hydrogen.
Может пойти побочная реакция образования оксида бора, но в присутствии вышеназванных восстановителей он будет реагировать с азотом с образованием нитрида бора.A side reaction of the formation of boron oxide may occur, but in the presence of the above-mentioned reducing agents, it will react with nitrogen to form boron nitride.
Старсил, Старсил-М, Старсил-МТ могут применяться, когда к заряду предъявляются повышенные требования по экономии веса - в зенитных и противосамолетных ракетах, в авиационных снарядах, в гранатах станкового 30-мм гранатомета, в диверсионных целях, и т.п.Starsil, Starsil-M, Starsil-MT can be used when increased requirements are imposed on the charge for saving weight - in anti-aircraft and anti-aircraft missiles, in aircraft shells, in grenades of an easel 30-mm grenade launcher, for diversionary purposes, etc.
ВАРИАНТ 4. Если взять чистый бор и чистый бериллий, то возможно еще большее тепловыделение взрыва, но с меньшим выделением водорода:OPTION 4. If you take pure boron and pure beryllium, then an even greater heat release of the explosion is possible, but with less hydrogen:
Удельное тепловыделение 15,03 мдж/кг, но выделение водорода - всего две молекулы, то есть всего 3,13% по весу. Ожидается большой температурный эффект реакции. Соотношение компонентов: селитра, бериллий, бор - 62,2:21,00:16,80%, все +-15%.The specific heat is 15.03 mJ / kg, but the hydrogen evolution is only two molecules, that is, only 3.13% by weight. A large temperature effect of the reaction is expected. The ratio of components: nitrate, beryllium, boron - 62.2: 21.00: 16.80%, all + -15%.
Данное боросодержащее ВВ с окислителем - динитрамидом аммония (далее - ДНА) покажет еще более высокие результаты (назовем эти ВВ соответственно - с тетрабораном - «Старвит-2», с бериллием и дибораном - «Старсил-2», с боргидридом бериллия «Старсил-2М») и с читыми бором и бериллием - «Старсил-2Т».This boron-containing explosive with an oxidizing agent - ammonium dinitramide (hereinafter - DND) will show even better results (we will call these explosives, respectively, with tetraboran - “Starvit-2”, with beryllium and diboran - “Starsil-2”, with beryllium borohydride “Starsil- 2M ") and with readable boron and beryllium - Starsil-2T.
Покажем некоторые из этих реакцийWe show some of these reactions.
Здесь соотношение компонентов: ДНА - 69,94 +-15%, тетраборана - 30,06+-15%. (это Старвит-2).Here the ratio of components: DND - 69.94 + -15%, tetraborane - 30.06 + -15%. (this is Starvit-2).
Здесь соотношение компонентов: ДНА - 62,84 +-15%, бериллия - 9,13+-9%, диборана - 28,03+-15% (это Старсил-2).Here the ratio of components: DND - 62.84 + -15%, beryllium - 9.13 + -9%, diborane - 28.03 + -15% (this is Starsil-2).
Здесь соотношение компонентов: ДНА - 70,1+-15%, боргидрида бериллия - 5,47+-15%, бора - 24,43+-15%. (это ВВ назовем «Старсил-2-О».Here the ratio of components: DND - 70.1 + -15%, beryllium borohydride - 5.47 + -15%, boron - 24.43 + -15%. (this explosive will be called Starsil-2-O.
Известны ВВ с добавками боргидрида бериллия. В них выделяются газы углекислый газ и вода. Но лучше не допускать полного окисления водорода, как в следующей реакции:Explosives with additives of beryllium borohydride are known. They emit carbon dioxide and water. But it is better not to allow complete oxidation of hydrogen, as in the following reaction:
Здесь соотношение компонентов: ДНА - 61,58+15%, боргидрид бериллия - 38,42+-15%. (это Старсил-2М). В выделившихся газах 80% по объему водорода.Here the ratio of components: DND - 61.58 + 15%, beryllium borohydride - 38.42 + -15%. (this is Starsil-2M). In the released gases, 80% by volume of hydrogen.
Здесь соотношение компонентов: ДНА - 66,95+-15%, бериллия - 9,72+-9%, бора-23,33+-15%. (это Старсил-2Т).Here the ratio of components: DND - 66.95 + -15%, beryllium - 9.72 + -9%, boron-23.33 + -15%. (this is Starsil-2T).
Все ВВ, улучшенные по предлагаемому способу достаточно экологичны - нитрид бора не ядовит. Старсил содержит ядовитый бериллий, но взрывается он на территории противника, а зенитные и авиационные ракеты - на большой высоте, так что это не имеет существенного значения.All explosives improved by the proposed method are environmentally friendly enough - boron nitride is not toxic. Starsil contains poisonous beryllium, but it explodes on the territory of the enemy, and anti-aircraft and aircraft missiles - at high altitude, so this is not significant.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012128245/05A RU2513848C2 (en) | 2012-07-04 | 2012-07-04 | Method to improve explosives and explosive /versions/ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012128245/05A RU2513848C2 (en) | 2012-07-04 | 2012-07-04 | Method to improve explosives and explosive /versions/ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012128245A RU2012128245A (en) | 2014-01-10 |
RU2513848C2 true RU2513848C2 (en) | 2014-04-20 |
Family
ID=49884264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012128245/05A RU2513848C2 (en) | 2012-07-04 | 2012-07-04 | Method to improve explosives and explosive /versions/ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2513848C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555878C1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-07-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov(s explosive 3 (versions) |
RU2555872C1 (en) * | 2014-07-04 | 2015-07-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov(s explosive 21 (versions) |
RU2567597C1 (en) * | 2014-07-04 | 2015-11-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov's explosive 20 /versions/ |
RU2570008C1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-12-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov's explosive charge (versions) |
RU2575459C2 (en) * | 2014-06-17 | 2016-02-20 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov(s explosive - 4 /options/ |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108264441B (en) * | 2018-04-24 | 2020-03-24 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | Graphene oxide coated octogen and preparation method thereof |
CN109574776B (en) * | 2018-11-08 | 2020-11-20 | 湖北航天化学技术研究所 | Preparation method of graphene-coated spherical ammonium dinitramide |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3111439A (en) * | 1949-07-06 | 1963-11-19 | Brunauer Stephen | High explosive mixtures |
US4304614A (en) * | 1975-09-04 | 1981-12-08 | Walker Franklin E | Zirconium hydride containing explosive composition |
RU2127238C1 (en) * | 1991-11-04 | 1999-03-10 | Олин Корпорейшн | Nontoxic primer mixture |
US6652682B1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-11-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Propellant composition comprising nano-sized boron particles |
RU2011100446A (en) * | 2011-01-11 | 2011-08-20 | Александр Иванович Голодяев (RU) | EXPLOSIVE DEVICE |
RU2438097C2 (en) * | 2010-10-07 | 2011-12-27 | Александр Иванович Голодяев | Armour-piercing ammunition |
RU2454624C2 (en) * | 2011-04-07 | 2012-06-27 | Александр Иванович Голодяев | Warhead of shell (rocket) |
RU2454387C2 (en) * | 2006-05-23 | 2012-06-27 | Руаг Аммотек Гмбх | Capsule mixture |
-
2012
- 2012-07-04 RU RU2012128245/05A patent/RU2513848C2/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3111439A (en) * | 1949-07-06 | 1963-11-19 | Brunauer Stephen | High explosive mixtures |
US4304614A (en) * | 1975-09-04 | 1981-12-08 | Walker Franklin E | Zirconium hydride containing explosive composition |
RU2127238C1 (en) * | 1991-11-04 | 1999-03-10 | Олин Корпорейшн | Nontoxic primer mixture |
US6652682B1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-11-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Propellant composition comprising nano-sized boron particles |
RU2454387C2 (en) * | 2006-05-23 | 2012-06-27 | Руаг Аммотек Гмбх | Capsule mixture |
RU2438097C2 (en) * | 2010-10-07 | 2011-12-27 | Александр Иванович Голодяев | Armour-piercing ammunition |
RU2011100446A (en) * | 2011-01-11 | 2011-08-20 | Александр Иванович Голодяев (RU) | EXPLOSIVE DEVICE |
RU2454624C2 (en) * | 2011-04-07 | 2012-06-27 | Александр Иванович Голодяев | Warhead of shell (rocket) |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЛУКЬЯНОВ О.А. и др. Химия динитрамида и его солей. Российский химический журнал.- т.XLI, 2, 1997, c.5-14. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555878C1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-07-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov(s explosive 3 (versions) |
RU2570008C1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-12-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov's explosive charge (versions) |
RU2575459C2 (en) * | 2014-06-17 | 2016-02-20 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov(s explosive - 4 /options/ |
RU2555872C1 (en) * | 2014-07-04 | 2015-07-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov(s explosive 21 (versions) |
RU2567597C1 (en) * | 2014-07-04 | 2015-11-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov's explosive 20 /versions/ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012128245A (en) | 2014-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2513848C2 (en) | Method to improve explosives and explosive /versions/ | |
Liu | Liquid explosives | |
RU2476805C1 (en) | Light-gas gun by staroverov /versions/ | |
RU2014107909A (en) | EXPLOSIVE GRANULA | |
CN102844414A (en) | Synthetic fuel with enhanced mechanical energy output | |
Oxley | Explosives detection: potential problems | |
RU2564284C1 (en) | Gun powder enhancement method and gun powder | |
RU2576856C2 (en) | Charge for light-gas gun (versions) | |
RU2570020C1 (en) | Method for improving explosive substances and explosive substance (versions) | |
RU2485433C1 (en) | Charge of staroverov - 3 (versions) | |
RU2564274C1 (en) | Staroverov's propellant explosive - 20 (versions) | |
RU2486437C1 (en) | Staroverov's shot - 10 (versions) | |
RU2209806C2 (en) | Multiple-factor elevated-power blasting composition | |
RU2485434C1 (en) | Charge of staroverov - 9 (versions) | |
Liu et al. | Liquid explosive mixtures | |
RU2484415C1 (en) | Charge by staroverov - 8 (versions) | |
Oxley | Non‐traditional explosives: Potential detection problems | |
Balachandar et al. | Studies on some of the Improvised Energetic Materials (IEMs): Detonation, Blast Impulse and TNT Equivalence Parameters. | |
RU2582712C2 (en) | Rocket propellant /versions/ | |
RU2486432C1 (en) | Staroverov's shot - 4 (versions) | |
Bebie | Manual of explosives military pyrotechnics and chemical warfare agents | |
RU2570444C1 (en) | Staroverov's propellant - 19 /versions/ | |
RU2570022C1 (en) | Method for improving propellants and propellant (versions) | |
RU2570017C1 (en) | Perfection of powders and charge for light gas gun (versions) | |
RU2572887C1 (en) | Staroverov's propellant-20 (versions) |