Energy saturated components of solid rocket fueland their use in explosives

Authors

  • Л.Н. Шиман Государственное предприятие «Научно-производственное объединение «Павлоградский химический завод», г. Павлоград, Украина. Author
  • Е.Б. Устименко Государственное предприятие «Научно-производственное объединение «Павлоградский химический завод», г. Павлоград, Украина. Author
  • В.В. Соболев Националный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр, Украина. Author
  • В.В. Куливар Националный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр, Украина. Author

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/59.156

Keywords:

rocketrecycling, explosives, detonation, chemical technologies, detonation system

Abstract

Objective is - to study characteristics of high-energy products obtained with the specified physical and chemical parameters as a result of advanced chemical processing of solid rocket fuel to produce elements of non-electric system of the initiation of explosives and optical detonators. Research methods. Energy-saturated products were used; the products were obtained while utilizing solid rocket fuel of intercontinental ballistic rockets PC-22 and some ammunition supplies: Octogen, ammonium or potassium perchlorate, hexogen extracted from the ammunition supplies. Differential and thermal gravitational analyses have made it possible to study all the products aimed at producing elements of non-electric initiation system and emulsion explosives. The Voodmate device was used to determine detonation velocity of the explosive charges. Results. Conditions of safe handling of solid rocket fuel of intercontinental ballistic rockets after its long-time storage have been analyzed. Solid fuel was extracted in terms of the specially developed laboratory and testing complex. Physical, chemical, and explosive properties of the samples of both solid rocket fuel and high-energy components, obtained as a result of advanced chemical fuel processing, have been studied. Ammonium perchlorate, potassiumperchlorate, and Octogen extracted from the rocket fuel were analyzed for their sensitivity to impact, friction, electrostatic discharge, detonation impulse, vibration loads, and action of fulminating detonator; they were also studies for chemical and thermal resistance as well as TNT equivalent. Scientific novelty. It has been determined that transition of ammonium perchlorate from the polymer binder to water solution depends on the type and size of the solid fuel samples, time mode of the water medium effect upon the solid fuel, and temperature. The studies have resulted in the experimental dependences of ammonium perchlorate concentration upon the technique of solid fuel sample preparation, water temperature, and period of water action in terms of the fixed temperature. Dependences of threshold ignition of Octogen samples upon the energy and geometry features of laser monopulse have been specified. Practical implications. A technology has been developed, and manufacturing has been organized to recycle solid rocket fuel involving a complex of different stage and including hydromechanical fuel extraction from the engine case, mechanical grinding of the obtained product, advanced chemical processing of the fuel with the extraction of oxidizers and high-energy components which are not produced in Ukraine.

References

1. Тухватуллин, З.А. (1999) Утилизация твердотопливных ракет стратегического назначения в Удмуртии. Технология корпорации "Локхид Мартин". Воткинск: Удмуртия.

2. Шиман, Л.Н., Устименко, Е.Б., Голинько, В.И., & Соболев, В.В. (2013) Безопасность процессов производства и применении эмульсионных взрывчатых вещестув с компонентами утилизируемых вооружений . Днепропетровск: Лира.

3. Густафссон, Р. (1977) Шведская техника взрывных работ . (Г.П. Демидюк, Ed. & Trans.). Москва: Недра.

4. Барон В.Л., & Кантор В.Х. (1989) Техника и технология взрывных работ в США . Москва: Недра.

5. Chernai, A.V., Sobolev, V.V., Ilyushin, M.A., & Zhitnik, N.E. (1994) Generating mechanical pulses by the laser blasting of explosive coating. Combustion, Explosion, and Shock Waves . 30(2), 239-242. https://doi.org/10.1007/BF00786134

6. Chernai, A.V., Sobolev, V.V., Chernaj, V.A., Ilyushin, M.A., & Dlugashek, A. (2003) Laser initiation of charges on the basis of di-(3-hydrazino-4-amino-1,2,3-triazol)-copper (II) perchlorate. Fizika Goreniya i Vzryva. 39 (3), 105-110. https://doi.org/10.1023/A:1023852505414

7. Соболєв,В., & Чернай,В. (1998) Явище аномально великої чутливості вибухових сполук до детонаційного перетворення при дії лазерного випромінювання . Наукові записки . 1, 289–296.

8. Sobolev,V., Chernai,A., & Studinsky,N.(1996)OPSIN– a new system of blast-hole change blasting in explosives. Procedings of the Fifth International Simposium on Mine Planning and Equipment Selection . 441-443.

9. Илюшин,М.А., Соболев,В.В., & Чернай,В.А. (2001) Инициирующие взрывчатые вещества и составы в оптических системах инициирования пиросредств . Вісник НГАУ , 1, 73–76.

10. Куратов,С.Е., Серёжкин,А.А., & Чесноков,А.А. (2015) Физико-математическая модель лазерного детонатора. Физико-химическая кинетика в газовой динамике , 16(1), 1-9.

11. Рекомендации по перевозке опасных грузов, руководство по испытаниям и критериям (1995). Методика ООН 5(а).

12. Шестак, Я. (1987). Теория термического анализа. Москва: Мир.

13. Афанасьев, Г.Т., & Боболев, В.К. (1968) Инициирование твердых взрывчатых веществ ударом. Москва: Наука.

14. Устименко, Е.Б., Шиман, Л.Н., Подкаменная, Л.И., & Кириченко, А.Л. (2007) Опыт использования продуктов переработки ТРТ, извлекаемого гидромеханическим методом из корпусов ракетных двигателей, в составах промышленных водосодержащих ВВ. Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов: междунар. конф., тезисы докл ., 211-215.

15. Шиман, Л.Н., Устименко, Е.Б., Подкаменная, Л.И., & Терещенко, И.П. (2007)Опыт применения неэлектрической системы инициирования марки "Прима-ЕРА" для взрывания скважинных зарядов взрывчатых веществ на нерудных и рудных карьерах. Вісник КДПУ , 5, 87–90.

16. Илюшин, М.А., Смирнов, А.В., & Судариков, А.М. (2010). Металлокомплексы в высокоэнергетических композициях: монография . (И.В. Целинский, Ed.). Санкт-Петербург: ЛГУ им. А.С. Пушкина.

17. Карабанов, Ю.Ф., Афанасьев, Г.Т., & Боболев, В.К. (1977) Зажигание твердых вторичных ВВ коротким импульсом ОКГ. Химическая физика процессов горения и взрыва. Горение конденсированных систем. 5–8.

18. Соболев, В.В., & Чернай, А.В. (2013) Использование метода Монте-Карло для решения задачи возбуждения детонации в заряде ВВ лазерным моноимпульсом. Информационный бюллетень УСИВ . 1, 3-8.

19. Sobolev,V.V., Shyman,L.N., Nalisko, M.M. & Kyrychenko, O.L.(2017) Computational modeling in research of ignition mechanism of explosives by laserradiation. Naukovyi visnykNatsionalnoho hirnychoho universytetu . No. 6., 53-60.

Published

2020-01-01

Issue

Section

Статті