Литьевые взрывчатые смеси на основе тротила.
Взрывчатые смеси на основе гл. обр. тротила, заряды из которых готовятся заливкой непосредственно в боеприпас. Тротил (тринитротолуол) – основное массово выпускаемое ВВ плавится при 80-81 ° С, что позволяет удобно, технологично и безопасно готовить смеси на его основе заливкой. При этом вещества, которые используются вместе с тротилом могут быть как взаимно растворимыми в тротиле (Тринитроксилол), так и практически нерастворимыми и образовывать суспензию в расплаве тротила, затвердевающую при охлаждении (Гексоген, алюминий, аммиачная селитра). Использование мощных, но в тоже время чувствительных ВВ типа гексогена в виде смеси с расплавом тротила позволяет значительно повысить мощность смеси, по сравнению с одним тротилом при сохранении удовлетворительной чувствительности к механическим воздействиям. Технологически обычно это осуществляется следующим образом: При перемешивании в расплавленный тротил добавляют увлажненное ВВ, смесь нагревают острым паром и перемешивают до испарения воды и осуществления полного смачивания расплавом тротила твердых компонентов. При охлаждении смеси происходит кристаллизация и затвердевание тротила. При этом для обеспечения лучшего качества отливки (плотности, меньшего размера кристаллов и т.д.) в смесь добавляют в небольшом количестве модификаторы – гексанитростильбен, тринитроксилол и т.д. Литьевые свойства смесевых ВВ зависят от концентрации твердой фазы, природы компонентов, размеров, фракционного состава, формы и плотности упаковки частиц, а также от межфазной энергии на границе раздела твердой и жидкой фаз.
Различают:
1. Свободную заливку – Заполнение боеприпасов расплавом ВВ с обеспечением свободного выхода воздуха из камеры боеприпаса без приложения к расплаву доп. воздействий.
2. Вибрационную заливку – Заполнение камер боеприпасов при воздействии на ВВ вибраций. В случае создания при этом вакуума в корпусе боеприпаса и/или в аппарате приготовления, процесс называют вакуум-вибрационной заливкой. При этом за счет вибрации и вакуума удается достичь больших плотностей заряда и лучшей однородности, т.к. твердые частицы не оседают и не образуются пузырьки газа.
3. Кусковой способ заливки – способ заливки, при котором часть расплавленного материала заменяют на заранее приготовленные куски того же материала (ВВ) или другого ВВ. Осуществление кускового способа с вакуумирование межкускового пространства называется вакуум-кусковой заливкой.
При этом заливка боеприпасов может осуществляться за один прием (одноразовая заливка), за 2 и более приемов (многоразовая заливка). Заполнение корпусов боеприпасов за несколько приемов тонкими слоями (до 20мм) с затвердеванием каждого предыдущего слоя называют послойной заливкой.
Отверждение расплава тротила и составов на его основе происходит с уменьшением объема (усадка). Для улучшения структуры литьевых смесей на основе тротила используют добавку гексанитростильбена. При хранении литьевых смесей на основе технического тротила часто происходит «экскудация» – выделение легкоплавких примесей динитро- и мононитротолуолов, которое может приводить к деформации заряда. Для предотвращения экскудации вводя спец. полимерные добавки – например поливинилнитрат.
1) C меси ТГ , Гексатол, Hexolite , Hexotol , Cyclotol и т.д.– мех. или литьевые смеси гексогена (в т.ч. флегматизированного) и тротила, напр. используемая в США “ composition B ” состоит из: гексоген – 59.5%, тротил – 39.5%, церезин или воск – 1%. Скорость детонации 7920 м/ c , при 1.72 г/см 3 . Бризантность 112-121% от тротила. Фугасность 131% от тротила. Мощность в баллистической мортире 134% тротила. Термостойкость 0.051мл газа с 0.25г за 22ч при 120С. 0.05-0.16мл с 1г за 48ч. Чувствительность к удару (12 tool 2.5кг) Н50=49-85см. Теплота взрыва 5.02МДж/кг.
Cyclotol 75/25 Скорость детонации 8300 м/ c , при 1.76 г/см 3 . Термостойкость 0.014-0.04мл газа с 0.25г за 22ч при 120С. 0.25-0.94мл с 1г за 48ч. Давление на фронте детонационной волны 31.6ГПа. Чувствительность к удару (12 tool 2.5кг) Н50=47см. Отечественный аналог – ТГ-24 .
Литьевые смеси гексогена и тротила впервые были разработаны немцами и англичанами непосредственно перед 2 мир. войной. Некоторые содержат в своем составе специальные сорта воска. Имеют цвет от желтого до желто-коричневого. После 2 мир. войны были разработаны специальные малочувствительные смеси «В» с большим количеством воска и с добавками полимеров.
Состав В-3 идентичен по составу В-2 ( ТГ 40/60 ), но не заливается в боеприпасы, а изготовляется заранее в виде брусков. Состав В-4 состоит из 60% гексогена, 39.5% тротила, остальное – силикат кальция. Применяющася в отечественных боеприпасах смесь ТГ-50 состоит из 50% тротила и 50% гексогена. Композиции « Cyclotol » , в отличие от «В» содержат больше гексогена и для обеспечения текучести при заливки смеси с большим кол-вом наполнителя изготавливаются из гексогена двух фракций
Смеси тротил-гексоген широко используются в разл. боеприпасах; кумулятивных зарядах, минах в промежуточных детонаторах для военного и промышленного применения и т.п.
В морских и бризантно-фугасных боеприпасах используются смеси тротил-гексоген, содержащие алюминий (смеси ТГА , МС , Hexotonal , HBX , torpex и т.д.).
2) H -6 гексоген –45%, тротил –30%, алюминий –20%, композиция D -2 (74% парафин, 14% НЦ, 2% лецитин) -5%, хлористый кальций (сверх 100%) –0.5%. Скорость детонации 7191 м/ c при плотности снаряжения 1.71 г/см 3 . Объем продуктов взрыва 733л/кг. Бризантность по песочной пробе 49.5г песка (тротил – 48г) Мощность в баллистической мортире – 135% от тротила.
Композиции HBX (флегматизированный торпекс) – были разработаны в период 2 мир. войны.
HBX -1 : гексоген -40%, тротил –38%, алюминий –17%, D -2 воск -5% Скорость детонации 7224 м/ c при плотности снаряжения 1.69-1.70 г/см 3 .
HBX -3 : гексоген -31%, тротил –29%, алюминий –35%, D -2 воск -5% Скорость детонации 6930 м/ c при плотности снаряжения 1.81-1.84 г/см 3 . Теплота взрыва 6.78МДж/кг.
Torpex -2 Гексоген -42%, тротил –40%, алюминий –18% Бризантность 132-160% от тротила (песочная проба). Скорость детонации 7660 м/ c при 1.8г/см 3 . Фугасность 140-166% от тротила. Использовался в торпедах.
ТГАФ-5М (СССР): гексоген -59%, тротил –19%, алюминий –17%, церезин -5% Скорость детонации 7700 м/ c при плотности снаряжения 1.75 г/см 3 . Теплота взрыва 6.28МДж/кг. Термостойкость 1ч при 200 ° С. Разработан в 40-50х годах, использовался в разл. армейских боеприпасах. Его аналог – смесь МС использовалась на флоте.
МС-2 ( ФС, морская смесь ) (СССР) тротил –21%, алюминий –27%, церезин -5.2%, Остальное – гексоген. (Скорость детонации 7200 м/ c , при плотности снаряжения 1.75 г/см 3 . Теплота взрыва 7.2МДж/кг.
HTA -3 (США) октоген –49%, тротил –29%, алюминий -22%. Объем продуктов взрыва – 680л/кг. Скорость детонации 7866 м/ c , при плотности снаряжения 1.90 г/см 3 (литой, заряд без оболочки диаметром 1 дюйм). Пригоден для заливки в снаряды и бомбы.