Developing the Physicochemical Foundations to Form Heterogeneous Rocket Propellants Using the Loading Method

• Autorzy: Gańczyk-Specjalska K.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.1571

Warianty tytułu

PL

Opracowanie podstaw fizykochemicznych formowania heterogenicznych paliw rakietowych metodą zasypową

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The physicochemical foundations are being developed to form propellants using the loading method. The advantages of this method include the possibility of achieving a greater packing density of the particulates, no requirement for the use of costly equipment, and the absence of mechanical operations that could pose a risk of fire or explosion. The determined values were dimensions, helium and bulk density, closed pore content, (the content of intergranular spacing and open pore), and the thermal stability of ammonium perchlorate (AP) granules originating from various sources. The obtained materials differed in terms of size, sphericity, bulk density, closed pore density, (the content of intergranular spacing and open pore). The granulate having the greatest sphericity and bulk density was determined based on tests. The measurements, sphericity and density of aluminium dust originating from various sources were established. The pot life of the prepolymer cross-linking agent (diisocyanate) system was specified. Cross-linking agents with a pot life exceeding 3 hours at a temperature of 70ºC were selected. Based on the tests, materials were selected for the formation of heterogeneous rocket propellants using the loading method. The propellant samples created using the loading method were characterised in terms of their physicochemical parameters.

PL

Opracowano podstawy fizykochemiczne do formowania paliw metodą zasypową. Zaletami metody zasypowej jest możliwość uzyskania największej gęstości upakowania cząstek stałych, nie wymaga stosowania kosztownych urządzeń oraz nie przeprowadza się operacji mechanicznych, które stwarzają zagrożenie pożarowo-wybuchowe. Określono wymiary, gęstość helową i nasypową, zawartość porów zamkniętych oraz wolnych przestrzeni międzyziarnowych i porów otwartych, stabilność termiczną granulowanego chloranu(VII) amonu (AP) pochodzącego z różnych źródeł. Pozyskane materiały różniły się pod względem wymiarów, kulistości, gęstości nasypowej oraz zawartości porów zamkniętych oraz wolnych przestrzeni międzyziarnowych i porów otwartych. Na podstawie badań wytypowano granulat o największej kulistości i gęstości nasypowej. Przeprowadzono pomiary wymiarów, kulistości i gęstości dla pyłu aluminiowego pochodzącego z różnych źródeł. Określono czas życia technologicznego dla układów prepolimer+środek sieciujący (diizocyjanian). Wytypowano środki sieciujące, których czasy życia technologicznego wynosiły powyżej 3,0 h w temperaturze 70ºC. Na podstawie przeprowadzonych badań wytypowano materiały, które stosowano w formowaniu heterogenicznych paliw rakietowych metodą zasypową. Otrzymane próbki paliw metodą zasypową scharakteryzowano pod względem parametrów fizykochemicznych.

Słowa kluczowe

EN

chemical technology; fuel formation process; heterogeneous propellants; cross-linking; loading method

PL

technologia chemiczna; formowanie paliw; paliwa heterogeniczne; sieciowanie; metoda zasypowa

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 8, Nr 2 (28)
• Strony: 55--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gańczyk-Specjalska K.

• Warsaw University of Technology, Department of High-Energetic Materials, 3 Noakowskiego Street, 00-664 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Sutton P. George, Oscar Biblarz. 2001. Rocket Propulsion Elements. John Wiley & Sons INC., USA.
• [2] Allen C. Henry. 1982. Thermoplastic composite rocket propellant, US Patent 4, 361, 526.
• [3] Krowicki Krzysztof, Michał Syczewski. 1964. Stałe paliwa rakietowe. Warszawa: Wydawnictwo MON.
• [4] Johnson E. Craig, Paul F. Dendor, Elmer R. Csanady. 1978. Method for making extruded, solventless, composite-modified double base propellant, US Patent 4, 102, 953.
• [5] Das K. Ashok, Pushpito K. Ghosh. 1990. “Concentrated Emulsions. Investigation of Polydispersity and Droplet Distortion and Their Effect on Volume Fraction and Interfacial Area”, Langmuir 6 : 1668-1675.
• [6] Amtower K. Paul. 2006. Propellant Formulation, US Patent 7, 011, 722 B2.
• [7] Standard Test Method for Rubber Property – Durometer Hardness, ASTM D 2240-05. 2005. Annu. B. ASTM Stand.
• [8] Agrawal Jai Prakash. 2010. High Energy Materials Wiley-VCH, Weinheim.
• [9] Vyazovskin Sergey, Charles A. Wight. 1999. “Kinetics of Thermal Decomposition of Cubic Ammonium Perchlorate”. Chem. Mater. 11 : 3386-3393.
• [10] Rajić Masa, Muhamed Sućeska. 2001. “Study of Thermal Decomposition Kinetics of Low-temperature Reaction of Ammonium Perchlorate by Isotermal TG”, J. Therm. Anal. Calorim. 63 : 375-386.
• [11] Davis Joseph R. 1993. ASM Specialty Handbook Aluminum and Aluminum Alloys ASM International.
• [12] Hepburn Claude. 1992. Polyurethane Elastomers. Elsevier Applied Science, Essex.
• [13] Florczak Bogdan, Rafał Bogusz, Wincenty Skupiński, Michał Chmielarek, Arkadiusz Dzik. 2015. „Study of the Effect of Nitrated Hydroxyl-terminated Polybutadiene (NHTPB) on the Properties of Heterogeneous Rocket Propellants”, Cent. Eur. J. Energ. Mater. 12 : 841-854.
• [14] Chang S. Marguerite, Richard K. Mackne, Jr Anthony Mycka, Jr Carl L. Myers. 1988. Extrusion method for obtaining high strength composite propellants, US Patent 4, 776, 993.
• [15] Libardi Juliano, Sergio P. Ravagnani, Ana M.F. Morais, Antonio R. Cardoso. 2009. „Diffusion of Plasticizer in a Solid Rocket Propellant Based on Hydroxyl-Terminated Polybutadiene”, Polimeros 20 : 241-245.
• [16] Davenas Alain. 1993. Solid Rocket Propulsion Technology. Paris: Pergamon Press Ltd.

Uwagi

EN

This work has been compiled from the paper presented during the 10th International Armament Conference on Scientific Aspects of Armament and Safety Technology, Ryn, Poland, September 19-22, 2016.