[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2013119191A1 - Composition for a fuel and air explosion - Google Patents

Composition for a fuel and air explosion Download PDF

Info

Publication number
WO2013119191A1
WO2013119191A1 PCT/UA2012/000065 UA2012000065W WO2013119191A1 WO 2013119191 A1 WO2013119191 A1 WO 2013119191A1 UA 2012000065 W UA2012000065 W UA 2012000065W WO 2013119191 A1 WO2013119191 A1 WO 2013119191A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel
explosive
composition
composition according
combination
Prior art date
Application number
PCT/UA2012/000065
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Олэксандр Мыколайовыч ЛИТВИНЭНКО
Original Assignee
Силверпринт Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Силверпринт Лимитед filed Critical Силверпринт Лимитед
Publication of WO2013119191A1 publication Critical patent/WO2013119191A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B33/00Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
    • C06B33/08Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide with a nitrated organic compound

Definitions

  • the invention relates to the field of explosives, namely compositions for producing a volume explosion of increased efficiency.
  • Volumetric explosions belong to the class of chemical explosions, in which the main effect is achieved by the explosion of a cloud of atomized fuel. They are characterized by a longer duration of energy release than standard explosives (BB).
  • BB standard explosives
  • compositions for volumetric explosions are fuel-saturated and often contain explosives, which are also a source of oxygen.
  • Two-stroke volumestric explosion With a two-stroke volumetric explosion, at least two different stages can be distinguished. At the first stage, the dispersion of fuel particles in the ambient air occurs; at the second, the dust or droplet-air mixture (aerosol) formed is undermined. Two-stroke ones have pronounced phases of atomization and detonation, while, for example, atomization can occur due to the explosion of a low-explosive explosive, and the explosion of a cloud formed by an additional explosion of a small amount of high-explosive explosive.
  • Single-cycle ones differ in that the second phase follows the first directly because of the specially selected composition of the explosive composition.
  • the explosion of a conventional explosive atomizes fuel in the surrounding space. This stage of the explosion continues on the order of hundreds of microseconds.
  • combustion of fuel particles begins, which is in close proximity to explosive particles and thus acting as an oxygen source.
  • the duration of this stage is also several hundred microseconds.
  • the process of interaction of the fuel-saturated cloud formed in the previous stages with oxygen in the air with the formation of a high-temperature zone (VTZ) begins. This stage can last several hundred milliseconds and produces the main temperature and pressure effect.
  • VTZ high-temperature zone
  • nitroesters can be used as liquid fuels, which, among other things, are themselves weak explosives and thus contribute to faster the beginning of chemical reactions in the cloud, which increases the reliability of cloud initiation and the completeness of fuel combustion in detonation mode.
  • Explosive compositions consisting of aluminum powder in an amount of 10-35%, graphite in an amount of 1-10%, hexogen (RU2 90585) or octogen (RU2190586) in an amount of 10-35%, ammonium perchlorate (RU2190585) are known from patents RU2190585 and RU2190586. or potassium perchlorate (RU2190586) up to 100%.
  • these compositions cannot be used to produce volumetric explosions.
  • an explosive composition consisting of silicon fuel in an amount of 1-13%, TNT in an amount of 2-18%, mineral oil in an amount of 0.5-4.5%, iron oxides in an amount of 0.4-6.0 %, ammonium nitrate up to 100%.
  • silicon fuel in an amount of 1-13%
  • TNT in an amount of 2-18%
  • mineral oil in an amount of 0.5-4.5%
  • iron oxides in an amount of 0.4-6.0 %
  • ammonium nitrate up to 100%.
  • an emulsion explosive composition which is an emulsion of the type "water in oil” and consists of liquid fuel in an amount of 2-10%, an emulsifier in an amount of 1-5%, a stabilizer in an amount of 1-5%, water in an amount of 6 -20%, ammonium nitrate in an amount of 70-90%, sodium or calcium nitrate in an amount of 1-20%, glass microspheres in an amount of 0.5-5.0%, solid fuel (aluminum) in an amount of 1-10%, catalyst (NaCI) in an amount of 0.1-4.0%.
  • aluminum solid fuel
  • NaCI catalyst
  • an explosive gel-like suspension consisting of nitrate or perchlorate in an amount of 25-45%, sodium or calcium in an amount of 12-28%, nitramine in an amount of 17-30%, aluminum or silicon in an amount of 4-10% and aluminum powder / perlite sand / glass microspheres in an amount of 0.1-3.0%.
  • nitrate or perchlorate in an amount of 25-45%
  • sodium or calcium in an amount of 12-28%
  • nitramine in an amount of 17-30%
  • aluminum or silicon in an amount of 4-10%
  • aluminum powder / perlite sand / glass microspheres in an amount of 0.1-3.0%.
  • an explosive composition consisting of nitroesters in an amount of 8-15%, silicon fuel in an amount of 5-18%, calcium or zinc stearate in an amount of 0.5-3.0%, nitrocellulose in an amount of 0.2-0, 4%, additives (wax / paraffin / graphite / talc) in an amount of 0.2-3.0%, ammonium nitrate up to 100%.
  • thermobaric charge consisting of a metal base coated with aluminum 20-45%, nitramine and a binder.
  • composition for a high-efficiency explosive charge for a single-cycle volume explosion, consisting of a metal composite consisting of metal in an amount of 30-40%, ammonium perchlorate in an amount of 15-35%, a binder in an amount of 10-15% and an explosive substance in the amount of 30-55%.
  • a common disadvantage of the above analog compositions is their lack of power in TNT equivalent, usually not exceeding 2.0.
  • an explosive composition for volumetric explosion containing metal fuel in an amount of 10-65%, an explosive substance in an amount of 25-40% and liquid nitrated organic fuel the rest.
  • This composition was selected as a prototype.
  • the prototype also has a significant drawback, since the composition has an extremely limited shelf life and storage. In fact, after a few months, the composition loses its effectiveness several times.
  • the aim of this invention is to provide a composition for the production of a single-cycle volume explosion of high efficiency, which is characterized by increased stability and is able to maintain its qualities for at least 10 years.
  • the objective of the invention is achieved by including in the composition, consisting of a liquid nitrated organic fuel, metal fuel and explosive structure-forming additives (structure-forming).
  • the builder is a substance or several substances that (or which), when introduced into the explosive composition, physically create obstacles to the particles of activated metal fuel for the formation of aggregates and their interaction with oxygen.
  • an inorganic substance with a certain particle size which can create a barrier for particles of metallic fuel, can fill the space between them and thus hold the structure.
  • a binder of high molecular weight or a combination of a binder and a hardener may serve as a builder.
  • the structure is created by molecules of high molecular weight substances, and the hardener helps to strengthen it.
  • an object of this invention is a composition for volume explosion, which contains liquid nitrated organic fuel, metal fuel and explosive and additionally contains a structure-forming agent at this content of components, May. %:
  • the inorganic substance is an inorganic substance with a particle size of 5-200 nm.
  • the builder is a high molecular weight binder or a combination of a high molecular weight binder and a hardener.
  • the builder is a combination of an inorganic substance with a particle size of 5-200 nm and a high molecular weight binder, or a combination of a high molecular weight binder and hardener.
  • the metal fuel is aluminum or magnesium or boron or silicon powder, or any combination thereof.
  • the metal fuel is activated by partially or completely removing the oxide film from its surface.
  • the removal of the oxide film is carried out by known physical, chemical or physicochemical methods.
  • metallic fuel consists of particles with a size of 0.1-20 microns.
  • the explosive is a substance selected from nitramines, polynitroesters, inorganic nitrates, inorganic chlorates, inorganic perchlorates, as well as any combination thereof.
  • the explosive is a substance selected from RDX, HMX, TEN, ammonium nitrate, potassium nitrate, sodium nitrate, ammonium chlorate, potassium chlorate, sodium chlorate, ammonium perchlorate, potassium perchlorate, sodium perchlorate, as well as any combination thereof.
  • compositions of Examples 1-6 are obtained (indicated in May.%).
  • the TNT equivalent of the compositions was determined by calculation. For this, the pressure of the shock wave was determined at a given distance from charge of the test composition and charges of TNT of various masses. The TNT equivalent was defined as the ratio of the mass of the charge of TNT, which upon its explosion gives the same pressure of the shock wave at a given distance to the mass of the charge of the composition.
  • the temperature of the high-temperature zone was measured using a non-contact pyrometer.
  • the existence of the VTZ was recorded by high-speed photography.
  • the prototype in composition was equivalent to the composition of example 4, the results are shown in Table.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

A composition for a fuel and air explosion, which comprises a liquid nitrated organic fuel, a metallic fuel and an explosive, and additionally comprises a cross-linking agent.

Description

Композиция для объемного взрыва  Composition for volumetric explosion
Область техники Technical field
Изобретение относится к области взрывчатых веществ, а именно композиций для произведения объемного взрыва повышенной эффективности.  The invention relates to the field of explosives, namely compositions for producing a volume explosion of increased efficiency.
Уровень техники State of the art
Объемные взрывы относятся к классу химических взрывов, при которых основной эффект достигается путем взрыва облака распыленного горючего. Они характеризуются большей длительностью выделения энергии, чем стандартные взрывчатые вещества (ВВ).  Volumetric explosions belong to the class of chemical explosions, in which the main effect is achieved by the explosion of a cloud of atomized fuel. They are characterized by a longer duration of energy release than standard explosives (BB).
Как правило, композиции для объемных взрывов являются топливонасыщенными и часто содержат ВВ, которое также является источником кислорода.  As a rule, compositions for volumetric explosions are fuel-saturated and often contain explosives, which are also a source of oxygen.
Различают так называемые однотактные и двухтактные объемные взрывы. Distinguish between the so-called single-stroke and two-stroke surround explosions.
При двухтактном объемном взрыве можно выделить как минимум две различающиеся стадии. На первой стадии происходит диспергирование частиц топлива в окружающем воздухе, на второй образовавшаяся пыле- или каплевоздушная смесь (аэрозоль) подрывается. Двухтактные имеют ярко выраженные фазы распыления и подрыва, при этом, например, распыление может происходить за счет взрыва низкобризантного ВВ, а подрыв образовавшегося облака инициируют дополнительным взрывом небольшого количества высокобризантного ВВ. With a two-stroke volumetric explosion, at least two different stages can be distinguished. At the first stage, the dispersion of fuel particles in the ambient air occurs; at the second, the dust or droplet-air mixture (aerosol) formed is undermined. Two-stroke ones have pronounced phases of atomization and detonation, while, for example, atomization can occur due to the explosion of a low-explosive explosive, and the explosion of a cloud formed by an additional explosion of a small amount of high-explosive explosive.
Однотактные же отличаются тем, что вторая фаза следует за первой непосредственно из-за специально подобранного состава взрывчатой композиции. На первой стадии взрыв обычного ВВ распыляет в окружающем пространстве горючее. Эта стадия взрыва продолжается порядка сотен микросекунд. На второй стадии начинается горение частиц топлива, которое находится в непосредственной близости от частиц ВВ и таким образом выступающих в роли источника кислорода. При этом продолжается распространение взрывной волны и расширение облака продуктов детонации, содержащего избыток горючего. Продолжительность этой стадии также несколько сотен микросекунд. На третьей стадии начинается процесс взаимодействия топливонасыщенного облака, образовавшегося на предыдущих стадиях, с кислородом воздуха с образованием высокотемпературной зоны (ВТЗ). Эта стадия может длиться несколько сотен миллисекунд и производит основной температурный и барический эффект.  Single-cycle ones differ in that the second phase follows the first directly because of the specially selected composition of the explosive composition. At the first stage, the explosion of a conventional explosive atomizes fuel in the surrounding space. This stage of the explosion continues on the order of hundreds of microseconds. In the second stage, combustion of fuel particles begins, which is in close proximity to explosive particles and thus acting as an oxygen source. In this case, the propagation of the blast wave and the expansion of the cloud of detonation products, containing an excess of fuel, continue. The duration of this stage is also several hundred microseconds. At the third stage, the process of interaction of the fuel-saturated cloud formed in the previous stages with oxygen in the air with the formation of a high-temperature zone (VTZ) begins. This stage can last several hundred milliseconds and produces the main temperature and pressure effect.
В качестве горючего чаще всего применяют алюминий, магний, кремний, бор или их комбинации - так как они дают наилучшую температуру горения в сочетании с доступностью и приемлемой стоимостью. Для двухтактных взрывчатых композиций в качестве жидкого горючего могут быть использованы нитроэфиры, которые помимо прочего сами являются слабым ВВ и таким образом способствуют более быстрому началу химических реакций в облаке, что повышает надежность инициирования облака и полноту сгорания топлива в детонационном режиме. The fuel most often used is aluminum, magnesium, silicon, boron, or combinations thereof, since they give the best combustion temperature in combination with affordability and reasonable cost. For push-pull explosive compositions, nitroesters can be used as liquid fuels, which, among other things, are themselves weak explosives and thus contribute to faster the beginning of chemical reactions in the cloud, which increases the reliability of cloud initiation and the completeness of fuel combustion in detonation mode.
Из патента RU2193019 известна взрывчатая композиция, состоящая из металлического горючего в количестве 3-9%, древесной муки в количестве 2.0-2,5%, углеводородного жидкого горючего в количестве 1 ,5-3,2%, аммиачной селитры до 100%. Однако, такая композиция не может быть применена для произведения объемных взрывов.  From patent RU2193019 known explosive composition consisting of metal fuel in an amount of 3-9%, wood flour in an amount of 2.0-2.5%, hydrocarbon liquid fuel in an amount of 1, 5-3.2%, ammonium nitrate up to 100%. However, such a composition cannot be used to produce volumetric explosions.
Из патентов RU2190585 и RU2190586 известны взрывчатые композиции, состоящие из порошкового алюминия в количестве 10-35%, графита в количестве 1-10%, гексогена (RU2 90585) или октогена (RU2190586) в количестве 10-35%, перхлората аммония (RU2190585) или перхлората калия (RU2190586) до 100%. Однако, эти композиции не могут быть применены для произведения объемных взрывов.  Explosive compositions consisting of aluminum powder in an amount of 10-35%, graphite in an amount of 1-10%, hexogen (RU2 90585) or octogen (RU2190586) in an amount of 10-35%, ammonium perchlorate (RU2190585) are known from patents RU2190585 and RU2190586. or potassium perchlorate (RU2190586) up to 100%. However, these compositions cannot be used to produce volumetric explosions.
Из патента UA23400 известна взрывчатая композиция, состоящая из кремниевого горючего в количестве 3-13%, тротила в количестве 9-20%, аммиачной селитры до 100%. Однако, такая композиция не может быть применена для произведения объемных взрывов.  From patent UA23400 an explosive composition is known consisting of silicon fuel in an amount of 3-13%, TNT in an amount of 9-20%, ammonium nitrate up to 100%. However, such a composition cannot be used to produce volumetric explosions.
Из патента UA59236 известна взрывчатая композиция, состоящая из кремниевого горючего в количестве 1-13%, тротила в количестве 2-18%, минерального масла в количестве 0,5-4,5%, оксидов железа в количестве 0,4-6,0%, аммиачной селитры до 100%. Однако, такая композиция не может быть применена для произведения объемных взрывов.  From the patent UA59236 an explosive composition is known consisting of silicon fuel in an amount of 1-13%, TNT in an amount of 2-18%, mineral oil in an amount of 0.5-4.5%, iron oxides in an amount of 0.4-6.0 %, ammonium nitrate up to 100%. However, such a composition cannot be used to produce volumetric explosions.
Из патента UA47253 известна эмульсионная взрывчатая композиция, которая представляет собой эмульсию типа «вода в масле» и состоит из жидкого топлива в количестве 2-10%, эмульгатора в количестве 1-5%, стабилизатора в количестве 1-5%, воды в количестве 6-20%, селитры аммиачной в количестве 70-90%, селитра натриевой или кальциевой в количестве 1-20%, стеклянных микросфер в количестве 0,5-5,0%, твердого топлива (алюминия) в количестве 1-10%, катализатора (NaCI) в количестве 0,1-4,0%. Однако, такая композиция не может быть применена для произведения объемных взрывов. From patent UA47253 an emulsion explosive composition is known, which is an emulsion of the type "water in oil" and consists of liquid fuel in an amount of 2-10%, an emulsifier in an amount of 1-5%, a stabilizer in an amount of 1-5%, water in an amount of 6 -20%, ammonium nitrate in an amount of 70-90%, sodium or calcium nitrate in an amount of 1-20%, glass microspheres in an amount of 0.5-5.0%, solid fuel (aluminum) in an amount of 1-10%, catalyst (NaCI) in an amount of 0.1-4.0%. However, such a composition cannot be applied to products of volumetric explosions.
Из патента UA40139 известна взрывчатая гелеобразная суспензия, состоящая из нитрата или перхлората в количестве 25-45%, натриевой или кальциевой в количестве 12-28%, нитрамина в количестве 17-30%, алюминия или кремния в количестве 4-10% и алюминиевой пудры/перлитового песка/стеклянных микросфер в количестве 0,1-3,0%. Однако, такая композиция не может быть применена для произведения объемных взрывов.  From UA40139 patent an explosive gel-like suspension is known consisting of nitrate or perchlorate in an amount of 25-45%, sodium or calcium in an amount of 12-28%, nitramine in an amount of 17-30%, aluminum or silicon in an amount of 4-10% and aluminum powder / perlite sand / glass microspheres in an amount of 0.1-3.0%. However, such a composition cannot be used to produce volumetric explosions.
Из патента UA25461 известна взрывчатая композиция, состоящая из нитроэфиров в количестве 8-15%, кремниевого горючего в количестве 5- 18%, стеарата кальция или цинка в количестве 0,5-3,0%, нитроцеллюлозы в количестве 0,2-0,4%, добавки (воск/парафин/графит/тальк) в количестве 0,2-3,0%, аммиачной селитры до 100%.  From patent UA25461 an explosive composition is known consisting of nitroesters in an amount of 8-15%, silicon fuel in an amount of 5-18%, calcium or zinc stearate in an amount of 0.5-3.0%, nitrocellulose in an amount of 0.2-0, 4%, additives (wax / paraffin / graphite / talc) in an amount of 0.2-3.0%, ammonium nitrate up to 100%.
Все вышеуказанные композиции не предназначены и не могут быть использованы для проведения объемных взрывов.  All of the above compositions are not intended and cannot be used for conducting volume explosions.
Из патента UA59088 известен способ получения объемного взрыва, который заключается в мелком распылении угольной пыли с дальнейшим ее зажиганием в воздухе, для обеспечения более высокой эффективности взрыва и снижения стоимости частицы топлива принудительно заряжают одноименным зарядом электрического поля за счет трения их об стенки корпуса снаряда, выполненного из электролитического материала.  From patent UA59088 there is known a method for producing a volumetric explosion, which consists in fine atomization of coal dust with its further ignition in air, to ensure higher explosion efficiency and reduce the cost of fuel particles are forcibly charged with the same charge of the electric field due to their friction against the walls of the shell made from electrolytic material.
Из патента US4132169 известна бомба для произведения объемного взрыва, который возникает при подрыве распыленного этилнитрата либо пропилнитрата или их смеси.  From patent US4132169 a bomb is known for producing a volumetric explosion that occurs when blasting atomized ethyl nitrate or propyl nitrate or a mixture thereof.
Из патента US7807000 известен термобарический заряд, состоящий из металлической основы, покрытой алюминием 20-45%, нитрамина и связующего.  From the patent US7807000 known thermobaric charge consisting of a metal base coated with aluminum 20-45%, nitramine and a binder.
Из патента US7754036 известна прессуемая взрывчатая композиция для однотактного объемного взрыва, состоящая из непокрытого металлического горючего в количестве 50-70%, нитрамина, смешанного с горючим и покрытого связующим нитрамина (нитрамин 30-45%, связ. 1-6%). Из патента US7727347 известен метод получения прессуемой взрывчатой композиции для однотактного объемного взрыва по US7754036, а также метод спрессовывания композиции в термобарический заряд. From the patent US7754036 known extruded explosive composition for single-cycle volumetric explosion, consisting of uncoated metal fuel in an amount of 50-70%, nitramine mixed with fuel and coated with a binder nitramine (nitramine 30-45%, bond. 1-6%). From US Pat. No. 7,727,347, a method for producing a compressible explosive composition for a single-cycle volume explosion according to US 7754036 is known, as well as a method of compressing a composition into a thermobaric charge.
Из патента US6969434 известна композиция для взрывного заряда высокой эффективности для однотактного объемного взрыва, состоящая из металлического композита, состоящего из металла в количестве 30-40%, перхлората аммония в количестве 15-35%, связующего в количестве 10- 15% и взрывчатого вещества в количестве 30-55%.  From US6969434 a composition is known for a high-efficiency explosive charge for a single-cycle volume explosion, consisting of a metal composite consisting of metal in an amount of 30-40%, ammonium perchlorate in an amount of 15-35%, a binder in an amount of 10-15% and an explosive substance in the amount of 30-55%.
Из патента US6955732 известна конструкция заряда для объемного взрыва по патенту US6969434, исполненная преимущественно в цилиндрическом/кольцевом наполнении.  From US Pat. No. 6,955,732, the charge explosion design for volumetric explosion of US Pat. No. 6,969,434 is known, which is preferably made in a cylindrical / ring filling.
Общим недостатком приведенных выше композиций-аналогов является их недостаточная мощность в тротиловом эквиваленте, как правило, не превышающая 2,0.  A common disadvantage of the above analog compositions is their lack of power in TNT equivalent, usually not exceeding 2.0.
Из патента UA6020 известна взрывчатая композиция для объемного взрыва, содержащая металлическое горючее в количестве 10-65%, взрывчатое вещество в количестве 25-40% и жидкое нитрованное органическое горючее остальное.  From UA6020 patent an explosive composition for volumetric explosion is known containing metal fuel in an amount of 10-65%, an explosive substance in an amount of 25-40% and liquid nitrated organic fuel the rest.
Эта композиция была выбрана прототипом.  This composition was selected as a prototype.
Однако прототип также обладает существенным недостатком, поскольку композиция имеет крайне ограниченный срок применения и хранения. Фактически, уже через несколько месяцев композиция теряет свою эффективность в несколько раз.  However, the prototype also has a significant drawback, since the composition has an extremely limited shelf life and storage. In fact, after a few months, the composition loses its effectiveness several times.
Суть изобретения The essence of the invention
Целью этого изобретения является создание композиции для произведения однотактного объемного взрыва высокой эффективности, которая отличается повышенной стабильностью и способна сохранять свои качества в течение не менее 10 лет.  The aim of this invention is to provide a composition for the production of a single-cycle volume explosion of high efficiency, which is characterized by increased stability and is able to maintain its qualities for at least 10 years.
Наши исследования показали, что падение эффективности связаны с необратимыми дисперсными процессами «старения», в ходе которых изменяется оптимальная площадь соприкосновения металлического и нитрованного органического горючего из-за образования агрегатов, а также возрастает содержание оксидных пленок на металлическом горючем, что также способствует падению эффективности. Our studies have shown that a drop in effectiveness is associated with irreversible dispersed “aging” processes, during which the optimal contact area of metal and nitrated organic fuel changes due to the formation of aggregates, and the content of oxide films on metal fuel increases, which also contributes to a decrease in efficiency.
Кроме того, при длительном хранении композиции-прототипа уже через 4 месяца происходит необратимый процесс разделения фазовых составляющих композиции, что ведет к нарушению расположения центра тяжести заряда и сильному снижению эффективности.  In addition, with prolonged storage of the prototype composition, after 4 months, an irreversible process of separation of the phase components of the composition occurs, which leads to a violation of the center of gravity of the charge and a significant decrease in efficiency.
Однако, неожиданно оказалось, что эти процессы можно существенно замедлить, создав в композиции определенную структуру, направленную именно на преодоление этого недостатка.  However, it turned out unexpectedly that these processes can be significantly slowed down by creating a certain structure in the composition, aimed specifically at overcoming this drawback.
Таким образом, задача изобретения достигается путем включения в состав композиции, состоящей из жидкого нитрованного органического горючего, металлического горючего и взрывчатого вещества структурообразуещей добавки (структурообразователя).  Thus, the objective of the invention is achieved by including in the composition, consisting of a liquid nitrated organic fuel, metal fuel and explosive structure-forming additives (structure-forming).
Структурообразователь представляет собой вещество или несколько веществ, которое (или которые), будучи введены в состав взрывчатой композиции, физически создают препятствия частицам активированного металлического горючего для образования агрегатов и их взаимодействия с кислородом.  The builder is a substance or several substances that (or which), when introduced into the explosive composition, physically create obstacles to the particles of activated metal fuel for the formation of aggregates and their interaction with oxygen.
Так, структурообразователем может служить неорганическое вещество с определенным размером частиц, которые могут создавать барьер для частиц металлического горючего, заполняя пространство между ними и таким образом удерживая структуру.  Thus, an inorganic substance with a certain particle size, which can create a barrier for particles of metallic fuel, can fill the space between them and thus hold the structure.
Также, структурообразователем может служить связующее высокомолекулярное вещество или комбинация связующего вещества и отвердителя. В таком случае структуру создают молекулы высокомолекулярного вещества, а отвердитель способствует ее укреплению.  Also, a binder of high molecular weight or a combination of a binder and a hardener may serve as a builder. In this case, the structure is created by molecules of high molecular weight substances, and the hardener helps to strengthen it.
Таким образом, объектом этого изобретения является композиция для объемного взрыва, которая содержит жидкое нитрованное органическое горючее, металлическое горючее и взрывчатое вещество и дополнительно содержит структурообразователь при таком содержании компонентов, мае. %: Thus, an object of this invention is a composition for volume explosion, which contains liquid nitrated organic fuel, metal fuel and explosive and additionally contains a structure-forming agent at this content of components, May. %:
жидкое нитрованное  liquid nitrated
органическое горючее 30-45%  organic fuel 30-45%
металлическое горючее 25-50%  metal fuel 25-50%
взрывчатое вещество 15-35%  explosive 15-35%
структурообразователь 0,3-20%.  structure-forming agent 0.3-20%.
Преимущественно, структурообразователем является неорганическое вещество с размером частиц 5-200 нм.  Mostly, the inorganic substance is an inorganic substance with a particle size of 5-200 nm.
Также преимущественно, структурообразователем является связующее высокомолекулярное вещество или комбинация связующего высокомолекулярного вещества и отвердителя.  Also advantageously, the builder is a high molecular weight binder or a combination of a high molecular weight binder and a hardener.
Наиболее преимущественно, структурообразователем является комбинация неорганического вещества с размером частиц 5-200 нм и связующего высокомолекулярного вещества или комбинации связующего высокомолекулярного вещества и отвердителя.  Most preferably, the builder is a combination of an inorganic substance with a particle size of 5-200 nm and a high molecular weight binder, or a combination of a high molecular weight binder and hardener.
Преимущественно, металлическим горючим является порошок алюминия или магния или бора или кремния или любой их комбинации.  Advantageously, the metal fuel is aluminum or magnesium or boron or silicon powder, or any combination thereof.
Преимущественно, металлическое горючее является активированным за счет частичного или полного удаления окисной пленки с его поверхности. Удаление оксидной пленки проводят известными физическими, химическими либо физико-химическими методами.  Advantageously, the metal fuel is activated by partially or completely removing the oxide film from its surface. The removal of the oxide film is carried out by known physical, chemical or physicochemical methods.
Преимущественно, металлическое горючее состоит из частиц с размером 0,1-20 мкм.  Mostly, metallic fuel consists of particles with a size of 0.1-20 microns.
Преимущественно, взрывчатым веществом является вещество, выбранное из нитраминов, полинитроэфиров, неорганических нитратов, неорганических хлоратов, неорганических перхлоратов, а также любой их комбинации.  Preferably, the explosive is a substance selected from nitramines, polynitroesters, inorganic nitrates, inorganic chlorates, inorganic perchlorates, as well as any combination thereof.
Преимущественно, взрывчатым веществом является вещество, выбранное из гексогена, октогена, ТЭНа, нитрата аммония, нитрата калия, нитрата натрия, хлората аммония, хлората калия, хлората натрия, перхлората аммония, перхлората калия, перхлората натрия, а также любой их комбинации. Preferably, the explosive is a substance selected from RDX, HMX, TEN, ammonium nitrate, potassium nitrate, sodium nitrate, ammonium chlorate, potassium chlorate, sodium chlorate, ammonium perchlorate, potassium perchlorate, sodium perchlorate, as well as any combination thereof.
Ниже приведены примеры конкретной реализации изобретения. Общая методика получения композиций. The following are examples of specific implementations of the invention. General method for producing compositions.
К жидкому нитрованному органическому горючему добавляют порошок металлического горючего и полученную смесь диспергируют. При диспергировании смеси производится частичное или полное удаление окисной пленки с поверхности металлического горючего. К полученной смеси добавляют взрывчатое вещество и осторожно перемешивают на лопастной мешалке. Далее к полученной смеси добавляют структурообразователь и снова перемешивают. Таким образом, получают композиции Примеров 1-6 (указаны мае. %).  To the liquid nitrated organic fuel is added a metal fuel powder and the resulting mixture is dispersed. When dispersing the mixture, partial or complete removal of the oxide film from the surface of the metal fuel is performed. An explosive is added to the resulting mixture and gently mixed on a paddle mixer. Next, a structurant is added to the resulting mixture and mixed again. Thus, the compositions of Examples 1-6 are obtained (indicated in May.%).
Пример 1. Example 1
Гексоген 30%  RDX 30%
2-этилгекси л нитрат 37,8%  2-ethylhexyl l nitrate 37.8%
Алюминий 20%  Aluminum 20%
Магний 10%  Magnesium 10%
Этиленпропиленовый каучук 2%  Ethylene propylene rubber 2%
Вулканизирующий агент 0,2%  Vulcanizing agent 0.2%
Пример 2. Example 2
Октоген 29,8%  Octogen 29.8%
Этилнитрат 45%  Ethyl nitrate 45%
Алюминий 25%  Aluminum 25%
Двуокись кремния (50 нм) 0,2% Пример 3. Silicon dioxide (50 nm) 0.2% Example 3
Нитрат аммония 29,5%  Ammonium nitrate 29.5%
Этилнитрат 45%  Ethyl nitrate 45%
Алюминий 25%  Aluminum 25%
Каучук бутадиеновый 0,5%  Butadiene rubber 0.5%
Пример 4. Example 4
Нитрат аммония 15%  Ammonium Nitrate 15%
Этилнитрат 40%  Ethyl nitrate 40%
Алюминий 38%  Aluminum 38%
Каучук бутадиеновый 7%  Butadiene rubber 7%
Пример 5. Example 5
Перхлорат аммония 30%  Ammonium Perchlorate 30%
Этилнитрат 17,7%  Ethyl nitrate 17.7%
Алюминий 50%  Aluminum 50%
Каучук изопрендивиниловый 2%  Isoprendivinyl rubber 2%
Вулканизирующий агент 0,3% Пример 6.  Vulcanizing agent 0.3% Example 6.
Перхлорат аммония 15%  Ammonium Perchlorate 15%
Бутилнитрат 39,7%  Butyl nitrate 39.7%
Бор 30%  Boron 30%
Кремний 8%  Silicon 8%
Каучук изопрендивиниловый 2%  Isoprendivinyl rubber 2%
Вулканизирующий агент 0,3%  Vulcanizing agent 0.3%
Пример 7. Проверка взрывных характеристик композиций Example 7. Verification of the explosive characteristics of the compositions
Тротиловый эквивалент композиций определялся расчетным путем. Для этого определялось давление ударной волны на заданном расстоянии от заряда испытуемой композиции и зарядов тротила различной массы. Тротиловый эквивалент определялся как отношение массы заряда тротила, который при его взрыве дает такое же давление ударной волны на заданном расстоянии, к массе заряда композиции. Температура высокотемпературной зоны измерялась при помощи бесконтактного пирометра. Время существования ВТЗ фиксировалось скоростной фотосъемкой. Прототип по составу был эквивалентен композиции по примеру 4, результаты приведены в Табл. 1 The TNT equivalent of the compositions was determined by calculation. For this, the pressure of the shock wave was determined at a given distance from charge of the test composition and charges of TNT of various masses. The TNT equivalent was defined as the ratio of the mass of the charge of TNT, which upon its explosion gives the same pressure of the shock wave at a given distance to the mass of the charge of the composition. The temperature of the high-temperature zone was measured using a non-contact pyrometer. The existence of the VTZ was recorded by high-speed photography. The prototype in composition was equivalent to the composition of example 4, the results are shown in Table. one
Табл. 1 . Результаты испытаний взрывных характеристик композиций Tab. one . The test results of the explosive characteristics of the compositions
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0001
Пример 8. Example 8
Стабильность всех композиций Примеров 1 -6, определенная как гарантийный срок хранения, составила 10 лет и более. Стабильность для композиции-прототипа составила не более 4 месяцев. При этом для композиций примеров 1-6 в течении первых нескольких месяцев наблюдалось некоторое улучшение взрывных характеристик, в то время как для композиции-прототипа эти же характеристики существенно ухудшались. Из результатов испытаний видно, что использование предлагаемого технического решения позволило повысить тротиловый эквивалент с 2,0 до 2,2. Использование структурообразователя в составе взрывчатой композиции ведет к увеличению ее стабильности при повышении эффективности.  The stability of all the compositions of Examples 1-6, defined as the warranty shelf life, was 10 years or more. Stability for the composition of the prototype was not more than 4 months. Moreover, for the compositions of examples 1-6, during the first few months, some improvement in explosive characteristics was observed, while for the prototype composition, the same characteristics significantly deteriorated. From the test results it is clear that the use of the proposed technical solution allowed to increase the TNT equivalent from 2.0 to 2.2. The use of a builder in the composition of the explosive composition leads to an increase in its stability with increasing efficiency.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Композиция для объемного взрыва, которая содержит жидкое нитрованное органическое горючее, металлическое горючее и взрывчатое вещество, которая отличается тем, что дополнительно содержит структурообразователь при таком содержании компонентов, мае. %: 1. Composition for volumetric explosion, which contains liquid nitrated organic fuel, metallic fuel and explosive, which is characterized in that it further comprises a structure-forming agent with such a content of components, May. %:
жидкое нитрованное  liquid nitrated
органическое горючее 30-45%  organic fuel 30-45%
металлическое горючее 25-50%  metal fuel 25-50%
взрывчатое вещество 15-35%  explosive 15-35%
структурообразователь 0,3-20%.  structure-forming agent 0.3-20%.
2. Композиция по п. 1 , которая отличается тем, что структурообразователем является неорганическое вещество с размером частиц 5-200 нм.  2. The composition according to p. 1, characterized in that the builder is an inorganic substance with a particle size of 5-200 nm.
3. Композиция по п. 1 , которая отличается тем, что структурообразователем является связующее высокомолекулярное вещество или комбинация связующего высокомолекулярного вещества и отвердителя.  3. The composition according to claim 1, characterized in that the builder is a high molecular weight binder or a combination of a high molecular weight binder and hardener.
4. Композиция по п. 1 , которая отличается тем, что структурообразователем является комбинация неорганического вещества с размером частиц 5-200 нм и связующего высокомолекулярного вещества или комбинации связующего высокомолекулярного вещества и отвердителя.  4. The composition according to claim 1, characterized in that the builder is a combination of an inorganic substance with a particle size of 5-200 nm and a high molecular weight binder, or a combination of a high molecular weight binder and hardener.
5. Композиция по любому из пп. 1-4, которая отличается тем, что металлическим горючим является порошок алюминия или магния или бора или кремния или любой их комбинации.  5. The composition according to any one of paragraphs. 1-4, which is characterized in that the metal fuel is a powder of aluminum or magnesium or boron or silicon, or any combination thereof.
6. Композиция по любому из пп. 1-5, которая отличается тем, что металлическое горючее является активированным за счет частичного или полного удаления окисной пленки с его поверхности. 6. The composition according to any one of paragraphs. 1-5, which is characterized in that the metal fuel is activated due to the partial or complete removal of the oxide film from its surface.
7. Композиция по любому из пп. 1-6, которая отличается тем, что взрывчатым веществом является вещество, выбранное из нитраминов, полинитроэфиров, неорганических нитратов, неорганических хлоратов, неорганических перхлоратов, а также любой их комбинации. 7. The composition according to any one of paragraphs. 1-6, which is characterized in that the explosive is a substance selected from nitramines, polynitroesters, inorganic nitrates, inorganic chlorates, inorganic perchlorates, as well as any combination thereof.
8. Композиция по п. 7, которая отличается тем, что взрывчатым веществом является вещество, выбранное из гексогена, октогена, ТЭНа, нитрата аммония, нитрата калия, нитрата натрия, хлората аммония, хлората калия, хлората натрия, перхлората аммония, перхлората калия, перхлората натрия, а также любой их комбинации.  8. The composition according to p. 7, characterized in that the explosive is a substance selected from RDX, HMX, PETN, ammonium nitrate, potassium nitrate, sodium nitrate, ammonium chlorate, potassium chlorate, sodium chlorate, ammonium perchlorate, potassium perchlorate, sodium perchlorate, as well as any combination thereof.
PCT/UA2012/000065 2012-02-10 2012-06-19 Composition for a fuel and air explosion WO2013119191A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA?201201426 2012-02-10
UA201201426 2012-02-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013119191A1 true WO2013119191A1 (en) 2013-08-15

Family

ID=48947837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2012/000065 WO2013119191A1 (en) 2012-02-10 2012-06-19 Composition for a fuel and air explosion

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2013119191A1 (en)

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3940443A (en) * 1973-06-07 1976-02-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Amino ethanol-indane and tetrahydronaphthalene derivatives
US4132169A (en) 1970-11-06 1979-01-02 Beech Aircraft Corporation Fuel-air type bomb
US4157928A (en) * 1973-03-01 1979-06-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for fuel air explosive
RU2177598C1 (en) * 2001-04-18 2001-12-27 Федеральный научно-производственный центр "НИИ прикладной химии" Method for hitting by liquid-filled warhead, liquid-filled warhead and method for its filling
RU2190586C1 (en) 2001-12-25 2002-10-10 Сулимов Алексей Александрович Explosive composition for boreholes
RU2190585C1 (en) 2001-12-25 2002-10-10 Сулимов Алексей Александрович Explosive composition for boreholes
RU2193019C2 (en) 2000-05-12 2002-11-20 Федеральный научно-производственный центр "Алтай" Explosive composition
RU2216531C2 (en) * 2001-10-04 2003-11-20 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Method of formation and explosion of a fuel-air cloud
UA6020U (en) 2004-07-07 2005-04-15 Oleksandr Mykolaiov Lytvynenko A composition for volume explosion
US6955732B1 (en) 2002-12-23 2005-10-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Advanced thermobaric explosive compositions
UA59236C2 (en) 2002-12-18 2006-01-16 Viktor Oleksiiovych Shevtsov An explosive (variants)
UA23400U (en) 2006-12-19 2007-05-25 Viacheslav Petrovych Tabatskov Device for simultaneous representation of conchoids of circle and curve of 6th order
UA25461U (en) 2007-03-30 2007-08-10 Kyiv Nat Univ Tech & Design Reduction gear unit
UA40139U (en) 2008-10-29 2009-03-25 Национальный Технический Университет Украины "Киевский Политехнический Институт" Antifriction composition material
UA47253U (en) 2009-07-16 2010-01-25 Валерий Александрович Грек Emulsion explosive
US7727347B1 (en) 2003-12-03 2010-06-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Thermobaric explosives and compositions, and articles of manufacture and methods regarding the same
US7807000B1 (en) 2004-10-25 2010-10-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Thermobaric explosives, articles of manufacture, and methods comprising the same
UA59088U (en) 2010-07-12 2011-05-10 Вера Евгеньевна Тузяк Method for interfering with volcanic dust eruption in island

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4132169A (en) 1970-11-06 1979-01-02 Beech Aircraft Corporation Fuel-air type bomb
US4157928A (en) * 1973-03-01 1979-06-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for fuel air explosive
US3940443A (en) * 1973-06-07 1976-02-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Amino ethanol-indane and tetrahydronaphthalene derivatives
RU2193019C2 (en) 2000-05-12 2002-11-20 Федеральный научно-производственный центр "Алтай" Explosive composition
RU2177598C1 (en) * 2001-04-18 2001-12-27 Федеральный научно-производственный центр "НИИ прикладной химии" Method for hitting by liquid-filled warhead, liquid-filled warhead and method for its filling
RU2216531C2 (en) * 2001-10-04 2003-11-20 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Method of formation and explosion of a fuel-air cloud
RU2190586C1 (en) 2001-12-25 2002-10-10 Сулимов Алексей Александрович Explosive composition for boreholes
RU2190585C1 (en) 2001-12-25 2002-10-10 Сулимов Алексей Александрович Explosive composition for boreholes
UA59236C2 (en) 2002-12-18 2006-01-16 Viktor Oleksiiovych Shevtsov An explosive (variants)
US6969434B1 (en) 2002-12-23 2005-11-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Castable thermobaric explosive formulations
US6955732B1 (en) 2002-12-23 2005-10-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Advanced thermobaric explosive compositions
US7727347B1 (en) 2003-12-03 2010-06-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Thermobaric explosives and compositions, and articles of manufacture and methods regarding the same
US7754036B1 (en) 2003-12-03 2010-07-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Thermobaric explosives and compositions, and articles of manufacture and methods regarding the same
UA6020U (en) 2004-07-07 2005-04-15 Oleksandr Mykolaiov Lytvynenko A composition for volume explosion
US7807000B1 (en) 2004-10-25 2010-10-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Thermobaric explosives, articles of manufacture, and methods comprising the same
UA23400U (en) 2006-12-19 2007-05-25 Viacheslav Petrovych Tabatskov Device for simultaneous representation of conchoids of circle and curve of 6th order
UA25461U (en) 2007-03-30 2007-08-10 Kyiv Nat Univ Tech & Design Reduction gear unit
UA40139U (en) 2008-10-29 2009-03-25 Национальный Технический Университет Украины "Киевский Политехнический Институт" Antifriction composition material
UA47253U (en) 2009-07-16 2010-01-25 Валерий Александрович Грек Emulsion explosive
UA59088U (en) 2010-07-12 2011-05-10 Вера Евгеньевна Тузяк Method for interfering with volcanic dust eruption in island

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fordham High explosives and propellants
Walley et al. Crystal sensitivities of energetic materials
AU679301B2 (en) Lead-free priming mixture for percussion primer
US3899374A (en) Calcium nitrate explosive composition
JPH0859384A (en) Explosives
WO2013119191A1 (en) Composition for a fuel and air explosion
RU2666426C1 (en) Composition of explosive mixture
RU2415119C1 (en) Energy-saturated explosive composition
RU2253643C1 (en) Explosive mixture (variants)
WO2013119192A1 (en) Composition for a fuel and air explosion
US5608184A (en) Alternative use of military propellants as novel blasting agents
US3432371A (en) Dry explosive composition containing particulate metal of specific mesh and gauge
RU2537485C2 (en) Water-containing explosive composition
AU7614098A (en) Cast explosive composition with microballoons
RU2270181C1 (en) Molded explosive composition (variants)
US2752848A (en) Blasting explosive
Yusof et al. PREDICTION OF AIR BLAST PRESSURE FOR MILITARY AND COMMERCIAL EXPLOSIVE USING ANSYS AUTODYN.
RU2778015C1 (en) Emulsion explosive composition
WO2003064351A2 (en) High performance plastic bonded explosive
JP3599506B2 (en) Explosive composition
EP0001691B1 (en) Slurry explosive composition
JP2009057258A (en) Ammonium nitrate oil explosive
US3155554A (en) Liquid blanketed chlorate blasting agent
US3336837A (en) Process for driving anchoring devices into a base using a propellant composition of pentaerythritol tetrani-trate and tetrazol-azo-amino-guanidine
CN115286476A (en) Automatic ignition powder composition for gas generator and preparation method and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12867793

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012867793

Country of ref document: EP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12867793

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1