The effect of detonation nanodiamond on the combustion parameters of model solid fuel compositions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Metal-free solid fuel compositions that do not have condensed combustion products are characterized by combustion instability. Refractory metal compounds are used as combustion stabilizers. It reduces the specific impulse and leads to the appearance of condensed combustion products. Allotropic modifications of carbon are flammable and can burn to gaseous products. In this work, the effect of detonation nanodiamond on the combustion of model solid fuel compositions containing a nitroether combustible binder with oxidizing agents and energetic fillers of various chemical structures has been investigated. The relationship between the effectiveness of the influence of detonation nanodiamond on the ballistic characteristics of solid fuel compositions and the chemical structure of the components included in their composition is shown.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Anton I. Levshenkov

D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia

Author for correspondence.
Email: antlew@rambler.ru

(b. 1969) — Candidate of Science in chemistry, associate professor

Russian Federation, 9 Miusskaya Sq., Moscow 125047

Ludmila E. Bogdanova

D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia

Email: akhapkina-luda@rambler.ru

(b. 1988) — engineer

Russian Federation, 9 Miusskaya Sq., Moscow 125047

References

  1. Zhukov, B. P., ed. 2000. Energeticheskie kondensirovannye sistemy. Kratkiy entsiklopedicheskiy slovar’ [Condensed energy systems. Brief encyclopedic dictionary]. 2nd ed. Moscow: Yanus-K. 596 p.
  2. Tsutsuran, V. I., N. V. Petrukhin, and S. A. Gusev. 1999. Voenno-tekhnicheskiy analiz sostoyaniya i perspektivy razvitiya raketnykh topliv [Military-technical analysis of the state and development prospects of rocket fuels]. — Moscow: Russian Ministry of Defence. 332 p.
  3. Shishkov, A. A., S. D. Panin, and B. V. Remyantsev. 1988. Rabochie protsessy v raketnykh dvigatelyakh tverdogo topliva: Spravochnik [Working processes in solid propellant rocket engines: Reference book]. — Moscow: Mashinostroenie. 240 p.
  4. Rogov, N. G., and M. A. Ishchenko. 2005. Smesevye raketnye tverdye topliva: komponenty, trebovaniya, svoystva [Mixed rocket solid propellants: Components, requirements, and properties]. St. Petersburg: SPbGTI(TU). 195 p.
  5. Talavar, M. B., M. Sivabalan, R. Anniyappan, G. M. Gore, S. M. Astana, and B. R. Gandkhe. 2007. Emerging trends in advanced high energy materials. Combust. Explo. Shock Waves 43(1):62–72. doi: 10.1007/s10573-007-0010-9. EDN: PDSEYC.
  6. Agrawal, J. P. 2015. Status of explosives. High energy materials: Propellants, explosives and pyrotechnics. Weinheim: Wiley-VCH. 129–130.
  7. Fogelzang, A. E., V. V. Serushkin, V. P. Sinditskii, et al. 1998. Combustion and properties of energetic materials database — the second issue. AIAA Paper No. 98-0451.
  8. Ermilov, A. S., E. M. Nurullaev, and G. V. Kutsenko. 2016. Raketnye tverdye topliva. Raketnye dvigateli na tverdom toplive [Rocket solid propellants. Rocket engines on solid propellants]. Perm: Perm National Research Polytechnic University Publs. 299 p.
  9. Vereshchagin, A. L., I. I. Zolotukhina, V. V. Novoselov, L. A. Petrova, V. A. Klyuchnikov, and P. M. Brylyakov. 1989. Energonasyshchennost’ i reaktsionnaya sposobnost’ almaznykh klasterov [Energy saturation and reactivity of diamond clusters]. Problemy goreniya i vzryva: Mat-ly IX Vsesoyuznogo simpoziuma po goreniyu i vzryvu [Problems of Combustion and Explosion: 9th All-Union Symposium on Combustion and Explosion]. Suzdal, Chernogolovka. 107–109.
  10. Vereshchagin, A. L. 2001. Detonatsionnye nanoalmazy [Detonation nanodiamonds]. — Biysk: Polzunov Altai State Technical University Publs. 177 p.
  11. Danilenko, V. V. 2003. Sintez i spekanie almaza vzryvom [Synthesis and sintering of diamond by explosion]. Moscow: Energoatomizdat. 271 p.
  12. Dolmatov, V. Yu. 2007. Detonation-synthesis nanodiamonds: Synthesis, structure, properties and applications. Russ. Chem. Rev. 76(4):339–360. doi: 10.1070/ RC2007v076n04ABEH003643. EDN: LKNWWL.
  13. Sakovich, G. V., A. S. Zharkov, and E. A. Petrov. 2011. Detonatsionnye nanoalmazy. Sintez. Svoystva. Primenenie [Detonation nanodiamonds. Synthesis. Properties. Application]. Nauka i tekhnologii v promyshlennosti [Science and Technology in Industry] 4:53–61.
  14. Shevchenko, N. V., V. A. Gorbachev, E. Yu. Ubey-Volk, V. V. Danilenko, V. D. Blank, A. A. Golubev, and A. A. Deribas. 2014. Vlianie detonatsionnykh nanoalmazov na protsessy goreniya energoemkikh sostavov raketnykh topliv [The influence of detonation nanodiamonds on the energy-intensive propellants combustion process]. Composite Materials Constructions 3:33–39.
  15. Gorbachev, V. A., E. Yu. Ubey-Volk, N. V. Shevchenko, and A. A. Golubev. 2016. Detonatsionnyy nanoalmaz — kak perspektivnyy komponent smesevykh tverdykh raketnykh topliv [Detonation nanodiamond as prospective component of composite solid propellants].ChemChemTech 59(8):96–100.
  16. Naryzhnyy, S. Yu., V. Yu. Dolmatov, A. S. Kozlov, V. V. Fomenko, G. V. Semashkin, V. A. Marchukov, and S. V. Desyatov. 2023. Vliyanie modifitsirovannykh allotropiy ugleroda na protsess goreniya model’nykh smesevykh raketnykh topliv [The influence of modified carbon allotropes on the combustion process of model mixed rocket fuels]. Vserossiyskaya konf. “Fizika vzryva: teoriya, eksperiment, prilozheniya”: Tezisy dokladov [All-Russian Conference “Physics of Explosion: Theory, Experiment, Applications”: Abstracts]. Novosibirsk: Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB RAS Publs. P. 88.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».