Механизм и закономерности горения порохов.

Механизм и закономерности горения порохов.

Пороха по своей химической природе представляют собой вторичные ВВ, определенной физической структуры, что обеспечивает их устойчивое горение. Типичные вторичные ВВ, имея малый коэффициент ускорения горения в принципе должны гореть устойчиво без перехода в детонацию, однако, если же они будут пористыми или жидкими, то в определенных условиях при росте давления, возникает возможность дополнительного ускорения горения за счет роста его эффективной поверхности. В этом случае горение становится газодинамически неустойчивым. Т.о. для обеспечения устойчивости горения необходимо устранить две возможности ускорения горения.

1. жидкое агрегатное состояние

2. пористость

Иллюстрация этих закономерностей и является получения пороха из НЦ и НГ(ж). ВВ в качестве порохов не должны быть жидкими, пористыми и кроме того, при горении под быстро растущим давлением, например, в замкнутом пространстве, устойчивое горение возможно лишь в том случае, если под влиянием резкого перепада давления и температуры не нарушается сплошность вещества. Обычные вторичные ВВ имеют малую механическую прочность, их кристаллы легко разрушаются поэтому при помощи высокополимеров их переводят частично или полностью в аморфное состояние, в котором они приобретают большую механическую прочность, а самое главное теряют способность дробиться при воздействии быстро растущих давлениях, резких перепадов температуры и сохраняют при горении первоначальную форму своих частиц. Вот в таком состоянии вторичные вещества и являются порохами. Главное баллистическое требование, которое предъявляется к порохам получение возможно больших начальных скоростей метаемых телом (пуля) при возможно меньшем давлении в начале орудия.

В настоящее время в отношении горения к порохам и топливам предъявляют следующие требования:

ТРТ и пороха в условиях применения должны гореть параллельными слоями с определенной скоростью, что необходимо для составления материального баланса горения, проектирования систем. Они должны гореть стабильно, выделяя определенное количество тепла и газов для сообщения снаряду необходимой скорости и дальности полета.

2. ТРТ и пороха должны устойчиво гореть в широком диапазоне температур заряда (+ 50С)

Топлива должны устойчиво гореть при относительно низком давлении (20 – 100 атм), что связано с уменьшением толщины стенок двигателя иначе будет расти его масса, а следовательно уменьшается скорость и дальность полета ракеты.

Скорость горения этих систем должна как можно меньше, а лучше не зависеть от начальной температуры заряда. Для топлив также чрезвычайно важно, чтобы они обладали малой зависимостью скорости горения от давления в рабочем диапазоне использования.