1
УДК 536.46
Особенности использования нано- и ультрадисперсных
порошков окислителя в пиротехнических составах
© Д.А. Ягодников
1
, В.И. Томак
1
, В.И. Сарабьев
2
, И.И. Хомяков
1
,
А.И. Шабунин
2
, С.В. Шибанов
2
1
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
2
ФНПЦ «НИИ прикладной химии», Московская обл., г. Сергиев Посад, 141313, Россия
Рассмотрены методология проведения огневых стендовых испытаний, алгоритм
вторичной обработки и результаты исследований процессов воспламенения и го-
рения пиротехнических составов (ПС) на основе магния и окислителя — нитрата
натрия микронного и нанодисперсного размеров, их анализ и сравнение. Выполнена
визуализация и сравнительный анализ газодинамической картины истечения про-
дуктов сгорания двух типов ПС из соплового блока модельного газогенератора.
Приводятся степенные законы скорости горения исследуемых ПС на основе микрон-
ного и нанодисперсного окислителя от давления. Выполнены термодинамические
расчеты для определения равновесных значений температуры, газовой постоянной,
относительной массовой концентрации к-фазы, показателя адиабаты продуктов
сгорания ПС. Установлено увеличение полноты сгорания, снижение периода за-
держки воспламенения пиротехнического состава и реализация более однородного
потока истекающих из сопла продуктов сгорания в случае использования наноди-
сперсного окислителя.
Ключевые слова:
пиротехнические составы, нанодисперсный окислитель, вода, ско-
рость горения, экспериментальное исследование.
Появление высокоэффективных технологий производства нанодис-
персных порошкообразных материалов требует пересмотра сложивших-
ся взглядов на области эффективного их использования. Применительно
к газогенераторам, использующим в качестве источника энергии пиро-
технические составы (ПС), применение нанодисперсных порошков ме-
таллических горючих, как ожидается, позволит избавиться от наиболее
существенных недостатков: сложности организации рабочего процесса,
больших потерь тепловой энергии за счет недогоревших крупных частиц,
сильного эрозионного воздействия на элементы конструкции. К настоя-
щему времени опубликовано большое количество работ, посвященных
проблемам горения ПС и энергетических конденсированных систем
(ЭКС), в том числе и ПС, на основе ультра - и нанодисперсных компо-
нентов, в основном алюминия [1 — 3].
Результаты исследований характеристик горения ЭКС на основе
нанодисперсных окислителей приведены в единичных публикациях.
