Козак Джан Сидорович
Относится к боеприпасам сверхвысокой мощности[1]а более конкретно, к боевым частям ракет, артиллерийским снарядам крупного калибра, минам, торпедам и авиабомбам, отличающимся боеголовкой по основному действию, в частности, фугасному.
Целью предлагаемого взрывчатого вещества является повышение мощности взрывчатого вещества боеприпасов по сравнению с существующими. Данная цель достигается за счёт диссоциации и рекомбинации водорода[2],использования способности гидридов металлов, например, NaBH4, LiBH4 и другие материалы[3] удерживать молекулярный водород и способности молекулярного водорода при высоких температурах переходить в атомарный водород с последующим взрывом сверх высокой мощности[4].Термическая диссоциации (разложения при нагревании) молекулы Н2, если сообщить ей достаточное количество тепла. Опыт показывает, что заметная термическая диссоциация водорода начинается примерно с 2000°С и происходит тем в большей степени, чем выше температура. Наоборот, при понижении температуры отдельные атомы вновь соединяются в молекулы.
Термическая диссоциация водорода (под обычным давлением) характеризуется следующими данными:
Абсолютная температура, К 2000 2500 3000 3500 4000 5000
Диссоциированная часть, % 0,088 1,31 8,34 29,6 63,9 95,8
Для получения температуры 5000К могут быть использованы такие
материалы как взрывчатое вещество бензотрифуроксан БТФ C6N6O6; ацетилендинитрилC4N2 и другие материалы[5].
Из всех известных химических реакций наибольшим энерговыделением сопровождаются процессы окисления водорода (118 тыс. кДж/кг) и стоящая уже между химическими и ядерными реакция рекомбинации атомарного водорода - 224 тыс. кДж/кг. Теплоемкость атомарного водорода почти в 2 раза выше, чем у гремучей смеси, молекулярная масса в 9 раз меньше, а, значит, для ракеты-носителя «на атомарном водороде» масса топлива почти равна массе конструкции, тогда как у традиционных ракет - даже лучших из них - она минимум в 10 раз больше. То есть современный истребитель, используй он атомарный водород как топливо, может не только выйти на орбиту, но и совершить полет к Луне и обратно!Процесс с атомарнымводородом зависит не от сжигания водорода с кислородом в воздухе, а от «атомарной» энергии, которая высвобождается, когда атомарный водород рекомбинирует и образует «обычный», двухатомный водород Уильям Лайн (Wm.Lyne), показал, что произведенное тепло (109 ккал/грамм'молекула) было в 1058 раз больше, чем тепло, необходимое для диссоциации двухатомного водорода (103 кал/грамм')[6].Для оптимальной рекомбинации необходимо использовать катализатор, например вольфрамовую поверхность. Образно говоря, атомам водорода легче «найти друг друга», если они притягиваются тяжелыми атомами вольфрама.Наличие мгновенного электрического дипольного момента у атома водорода выражается в характерной особенности атома водорода, проявляющейся в крайней реакционной способности атомарного водорода и склонности его к рекомбинации. Время существования атомного водорода составляет около 1 сек. Под давлением в 0.2 мм рт. ст. Рекомбинация атомов водорода имеет место, если образующаяся молекула водорода быстро освобождается от избытка энергии, выделяющейся при взаимодействии атомов водорода путём тройного столкновения. Соединение атомов водорода в молекулу протекает значительно быстрее на поверхности различных металлов, например вольфрама, чем в самом газе. При этом металл воспринимает ту энергию, которая выделяется при образовании молекул водорода, и нагревается до очень высоких температур.
Известно устройство «ЭНЕРГОНАСЫЩЕННАЯ ВЗРЫВЧАТАЯ КОМПОЗИЦИЯ», включающее жидкий энергетический компонент и металлическое горючее, отличающаяся тем, что в качестве жидкого энергетического компонента она содержит изопропил-нитрат, в качестве металлического горючего содержит смесь магния с алюминием или алюминиево-магниевым сплавом в соотношении от 75/25 до 25/75, при этом магний содержится в виде фрагментов полидисперсной стружки различной геометрической формы со средним размером частиц от 67 до 300 мкм, при содержании компонентов в композиции, мас.%:Изопропилнитрат 25-60. Магний с алюминием илис алюминиево-магниевым сплавом 75-40 [7]Недостатком данного устройства является сложность использования в боеприпасах.
Известно так же устройство «БОЕВАЯ ЧАСТЬ», которое содержит, размещенные в несущем корпусе взрывчатое наполнение, включающее металлическую добавку, и взрыватель. Новым является то, что металлическая добавка выполнена в форме центрального сердечника, а по периферии взрывчатого наполнения коаксиально установлена детонационноспособная оболочка усилительного заряда, выполненного из детонирующего шнура, при этом между взрывателем и центральным металлическим стержнем помещен замедлитель, а к корпусу изнутри примыкает демпфирующий экран. [8] Данное устройство рассматривается авторами в качестве аналога.Недостатком является невысокая мощность взрыва не превышающая 6- 8 крат в тротиловом эквиваленте.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство «БОЕПРИПАС», отличающийся тем, что взрывчатый материал состоит из Al(ВН4)3 и размещен в конусной кумулятивной воронке обычного взрывчатого вещества (например: тротил, гексоген, тетрил, и другие)[9]. Недостатком данного устройства является невысокий КПД использования энергии взрыва.
Техническим результатом изобретения является получение сверхмощного взрывного устройства с сердечником из сплава металла с высокой способностью поглощения водорода для получения резкого увеличения энергии взрыва. Заявляемый технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство «боевая часть» содержит размещенные в несущем корпусе взрывчатое наполнение, включающее металлическую добавку в форме полого цилиндра с детонационноспособной оболочкой, взрыватель, а в центре цилиндра установлен заряд с высокотемпературным материалом усилительного заряда, выполненного из взрывчатого вещества повышенной мощности, при этом между полым цилиндром, корпусом и крышкой расположен отражательный экран. Подрыв боевой части осуществляется двумя ядерными электродетонаторами одновременно с разновременностью срабатывания до микросекунды и устройство их подрыва, обеспечивающее одновременную подачу на каждый электродетонатор необходимой для надежного и синхронного срабатывания энергии и устройств подрыва, при этом второй электродетонатор МЭД-5М установлен снизу боевой части.
Схема предлагаемого устройства «боевая часть» показана на фигуре 1.Устройство включает корпус1, жестко связанный скрышкой 2совместно образующие замкнутый объем, где размещено взрывчатое наполнение, электродетонатор 3, отражатель вольфрамовый 4 или другие материалы высокой твердости, детонационноспособную оболочку 5, состоящую из гидрида металла, например, NaBH4, LiBH4 или другие материалы которые могут удерживать молекулярный водород и способности молекулярного водорода при высоких температурах переходить в атомарный водород с последующим взрывом сверх высокой мощности,канальный заряд 6 взрывчатого вещества повышенной мощности, например взрывчатое вещество бензотрифуроксан БТФ C6N6O6; ацетилендинитрил C4N2 или другие материалы, которые при взрыве дают температуру свыше 5000К.
Устройство может содержать дополнительный детонатор, при этом целесообразно располагать их как можно дальше от первого детонатора, например в нижней части устройства. В этом случае следует использовать детонаторы, например, которые применяются в ядерных боеприпасах,два ядерных электродетонатора МЭД-5М[10] одновременно с разновременностью срабатывания до микросекунды и устройство их подрыва, обеспечивающее одновременную подачу на каждый электродетонатор необходимой для надежного и синхронного срабатывания энергии и устройств подрыва.
Боевая часть работае т следующим образом, инициирующий импульс подается одновременно на два электродетонатора МЭД-5М3, дальше ударная волна поступает на канальный заряд 6 взрывчатого вещества повышенной мощности бензотрифуроксан БТФ C6N6O6, от взрыва которого образуется высокая температура свыше 5000К. В результате воздействия этой температуры на детонационноспособнуую оболочку гидрид лития LiBH4 происходит диссоциация гидрида лития, то есть разложение на атомы. В свою очередь атомы с высокой скоростью ударяются об вольфрамовый отражатель 4 и происходит рекомбинация водорода с выделением огромной энергии превышающей энергию затраченную на диссоциацию от взрыва взрывчатого вещества БТФ более чем в 100 раз.
Источники информации:
1. Российская академия ракетных и артиллерийских наук (РАРАН).
Новое сверхмощное взрывчатое вещество синтезируют в американских лабораториях.Источник: Военное обозрение. 26.09.2012.
2.Текст книги "Новые источники энергии".Автор книги: Александр Фролов
Жанр: Техническая литература, Наука и Образование
Текущая страница: 18 (всего у книги 21 страниц) (доступный отрывок для чтения: 7 страниц).
3.О.П. Кулик, Л.И. Чернышев. Водородная энергетика: хранение и транспортировка водорода (обзор).4. Федосеев В.И. и Синярев Г.Б. «Введение в ракетную технику - Оборонная промышленность», М., 377стр., стр. 44.5. Пиросправка. Справочник по взрывчатым веществам, порохам и пиротехническим составам. Издание 6. Москва 2012. Стр.300. 6.Журнал:НОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА. Номер 4 (23) 2005.Эксперименты в области альтернативной энергетики и передовых аэрокосмических систем.Глава VI, Борьба за свободную энергию: процесс атомарного водорода, 1996, Уильям Лайн (Wm.Lyne). Стр.3.7. RU. Патент №2415119. A. МПК. C06B25/00 (2006.01). Заявка: 2009129232/05, 30.07.2009.8. RU. Патент №66803. U1. МПК F42B12/36 (2006.01). Заявка: 2007104246/22, 06.02.2007(прототип). 9. RU, Заявка №2010143366. A. МПК F42B1/00 (2006.01) (аналог).10. Ю. Завалишин Создание промышленности ядерных боеприпасовСаров, Саранск. Типография «Красный Октябрь» 2007, стр.350.стр.217
Целью разработки предлагаемого взрывчатого вещества является повышение мощности взрывчатого вещества боеприпасов по сравнению с существующими. Данная цель достигается за счёт диссоциации и рекомбинации водорода[2],использования способности гидридов металлов, например реходить в атомарный водород с последующим взрывом сверх высокой мощности[4].Термическая диссоциации (разложения при нагревании) молекулы Н2, если сообщить ей достаточное количество тепла. Опыт показывает, что заметная термическая диссоциация водорода начинается примерно с 2000°С и происходит тем в большей степени, чем выше температура. Наоборот, при понижении температуры отдельные атомы вновь соединяются в молекулы.
Термическая диссоциация водорода (под обычным давлением) характеризуется следующими данными:
Абсолютная температура, К 2000 2500 3000 3500 4000 5000
Диссоциированная часть, % 0,088 1,31 8,34 29,6 63,9 95,8
Для получения температуры 5000К могут быть использованы такие
материалы как взрывчатое вещество бензотрифуроксан БТФ C6N6O6; ацетилендинитрилC4N2 и другие материалы[5].
Из всех известных химических реакций наибольшим энерговыделением сопровождаются процессы окисления водорода (118 тыс. кДж/кг) и стоящая уже между химическими и ядерными реакция рекомбинации атомарного водорода - 224 тыс. кДж/кг. Теплоемкость атомарного водорода почти в 2 раза выше, чем у гремучей смеси, молекулярная масса в 9 раз меньше, а, значит, для ракеты-носителя «на атомарном водороде» масса топлива почти равна массе конструкции, тогда как у традиционных ракет - даже лучших из них - она минимум в 10 раз больше. То есть современный истребитель, используй он атомарный водород как топливо, может не только выйти на орбиту, но и совершить полет к Луне и обратно! Процесс с атомарнымводородом зависит не от сжигания водорода с кислородом в воздухе, а от «атомарной» энергии, которая высвобождается, когда атомарный водород рекомбинирует и образует «обычный», двухатомный водород Уильям Лайн (Wm.Lyne), показал, что произведенное тепло (109 ккал/грамм'молекула) было в 1058 раз больше, чем тепло, необходимое для диссоциации двухатомного водорода (103 кал/грамм')[6].Для оптимальной рекомбинации необходимо использовать катализатор, например вольфрамовую поверхность. Образно говоря, атомам водорода легче «найти друг друга», если они притягиваются тяжелыми атомами вольфрама.Наличие мгновенного электрического дипольного момента у атома водорода выражается в характерной особенности атома водорода, проявляющейся в крайней реакционной способности атомарного водорода и склонности его к рекомбинации. Время существования атомного водорода составляет около 1 сек. Под давлением в 0.2 мм рт. ст. Рекомбинация атомов водорода имеет место, если образующаяся молекула водорода быстро освобождается от избытка энергии, выделяющейся при взаимодействии атомов водорода путём тройного столкновения. Соединение атомов водорода в молекулу протекает значительно быстрее на поверхности различных металлов, например вольфрама, чем в самом газе. При этом металл воспринимает ту энергию, которая выделяется при образовании молекул водорода, и нагревается до очень высоких температур.
Известно устройство «ЭНЕРГОНАСЫЩЕННАЯ ВЗРЫВЧАТАЯ КОМПОЗИЦИЯ», включающее жидкий энергетический компонент и металлическое горючее, отличающаяся тем, что в качестве жидкого энергетического компонента она содержит изопропил-нитрат, в качестве металлического горючего содержит смесь магния с алюминием или алюминиево-магниевым сплавом в соотношении от 75/25 до 25/75, при этом магний содержится в виде фрагментов полидисперсной стружки различной геометрической формы со средним размером частиц от 67 до 300 мкм, при содержании компонентов в композиции, мас.%:Изопропилнитрат 25-60. Магний с алюминием илис алюминиево-магниевым сплавом 75-40 [7]Недостатком данного устройства является сложность использования в боеприпасах.
Известно так же устройство «БОЕВАЯ ЧАСТЬ», которое содержит, размещенные в несущем корпусе взрывчатое наполнение, включающее металлическую добавку, и взрыватель. Новым является то, что металлическая добавка выполнена в форме центрального сердечника, а по периферии взрывчатого наполнения коаксиально установлена детонационноспособная оболочка усилительного заряда, выполненного из детонирующего шнура, при этом между взрывателем и центральным металлическим стержнем помещен замедлитель, а к корпусу изнутри примыкает демпфирующий экран. [8] Данное устройство рассматривается авторами в качестве аналога.Недостатком является невысокая мощность взрыва не превышающая 6- 8 крат в тротиловом эквиваленте.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство «БОЕПРИПАС», отличающийся тем, что взрывчатый материал состоит из Al(ВН4)3 и размещен в конусной кумулятивной воронке обычного взрывчатого вещества (например: тротил, гексоген, тетрил, и другие)[9]. Недостатком данного устройства является невысокий КПД использования энергии взрыва.
Техническим результатом взрывчатого заряда является получение сверхмощного взрывного устройства с сердечником из сплава металла с высокой способностью поглощения водорода для получения резкого увеличения энергии взрыва. Заявляемый технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство «боевая часть» содержит размещенные в несущем корпусе взрывчатое наполнение, включающее металлическую добавку в форме полого цилиндра с детонационноспособной оболочкой, взрыватель, а в центре цилиндраустановлен заряд с высокотемпературным материалом усилительного заряда, выполненного из взрывчатого вещества повышенной мощности, при этом между полым цилиндром, корпусом и крышкой расположен отражательный экран. Подрыв боевой части осуществляется двумя ядерными электродетонаторами одновременно с разновременностью срабатывания до микросекунды и устройство их подрыва, обеспечивающее одновременную подачу на каждый электродетонатор необходимой для надежного и синхронного срабатывания энергии и устройств подрыва, при этом второй электродетонатор МЭД-5М установлен снизу боевой части.
Схема предлагаемого устройства «боевая часть» показана на фигуре 1.Устройство включает корпус1, жестко связанный скрышкой 2совместно образующие замкнутый объем, где размещено взрывчатое наполнение, электродетонатор 3, отражатель вольфрамовый 4 или другие материалы высокой твердости,детонационноспособную оболочку 5, состоящую из гидрида металла, например, NaBH4, LiBH4 или другие материалы которые могут удерживать молекулярный водород и способности молекулярного водорода при высоких температурах переходить в атомарный водород с последующим взрывом сверх высокой мощности,канальный заряд 6 взрывчатого вещества повышенной мощности, например взрывчатое вещество бензотрифуроксан БТФ C6N6O6; ацетилендинитрил C4N2 или другие материалы, которые при взрыве дают температуру свыше 5000К.
Устройство может содержать дополнительный детонатор, при этом целесообразно располагать их как можно дальше от первого детонатора, например в нижней части устройства. В этом случае следует использовать детонаторы, например, которые применяются в ядерных боеприпасах,два ядерных электродетонатора МЭД-5М[10] одновременно с разновременностью срабатывания до микросекунды и устройство их подрыва, обеспечивающее одновременную подачу на каждый электродетонатор необходимой для надежного и синхронного срабатывания энергии и устройств подрыва.
Взрывчатое вещество заряда работае т следующим образом, инициирующий импульс подается одновременно на два электродетонатора МЭД-5М3, дальше ударная волна поступает на канальный заряд 6 взрывчатого вещества повышенной мощности бензотрифуроксан БТФ C6N6O6, от взрыва которого образуется высокая температура свыше 5000К. В результате воздействия этой температуры на детонационноспособнуую оболочку гидрид лития LiBH4 происходит диссоциация гидрида лития, то есть разложение на атомы. В свою очередь атомы с высокой скоростью ударяются об вольфрамовый отражатель 4 и происходит рекомбинация водорода с выделением огромной энергии превышающей энергию затраченную на диссоциацию от взрыва взрывчатого вещества БТФ более чем в 100 раз.
Источники информации:
1. Российская академия ракетных и артиллерийских наук (РАРАН).
Новое сверхмощное взрывчатое вещество синтезируют в американских лабораториях.Источник: Военное обозрение. 26.09.2012.
2.Текст книги "Новые источники энергии".Автор книги: Александр Фролов
Жанр: Техническая литература, Наука и Образование
Текущая страница: 18 (всего у книги 21 страниц) (доступный отрывок для чтения: 7 страниц).
3.О.П. Кулик, Л.И. Чернышев. Водородная энергетика: хранение и транспортировка водорода (обзор).
4. Федосеев В.И. и Синярев Г.Б. «Введение в ракетную технику - Оборонная промышленность», М., 377стр., стр. 44.
5. Пиросправка. Справочник по взрывчатым веществам, порохам и пиротехническим составам. Издание 6. Москва 2012. Стр.300.
6. Журнал:НОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА. Номер 4 (23) 2005.Эксперименты в области альтернативной энергетики и передовых аэрокосмических систем.Глава VI, Борьба за свободную энергию: процесс атомарного водорода, 1996, Уильям Лайн (Wm.Lyne). Стр.3.
7. RU. Патент №2415119. A. МПК. C06B25/00 (2006.01). Заявка: 2009129232/05, 30.07.2009.
8. RU. Патент №66803. U1. МПК F42B12/36 (2006.01). Заявка: 2007104246/22, 06.02.2007(прототип).
9. RU, Заявка №2010143366. A. МПК F42B1/00 (2006.01) (аналог).
10. Ю. Завалишин Создание промышленности ядерных боеприпасовСаров, Саранск. Типография «Красный Октябрь» 2007, стр.350.стр.217