Thermal explosion of nepe-type composite energetic material

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The times to thermal explosion τ of a mixed energetic material of the NEPE (Nitrate Ester Plasticized PolyEster) type were experimentally determined on samples in the form of cylinders with a diameter and a height of 4 mm, pressed into hermetic steel shells with a filling density close to theoretical. The experiments were carried out under isoperibolic conditions in the temperature range from 110 to 140 C. The obtained experimental values of τ are compared with those calculated by the system of equations of thermal conductivity and kinetics using the kinetic characteristics obtained by the DSC (differential scanning calorimetry) method. It is shown that the results of experiments and numerical calculations are in the best agreement when using the formal kinetic equation of a branched chain reaction.

About the authors

Yury M. Milekhin

Federal Center for Dual Technologies “Soyuz”

Author for correspondence.
Email: soyuz@fcdt.ru

Academician of RAS, director

Russian Federation, Dzerzhinsky, Moscow Region

Alexander A. Koptelov

Federal Center for Dual Technologies “Soyuz”

Email: aakoptelov@gmail.com

Doctor of Science in technology, chief research scientist

Russian Federation, Dzerzhinsky, Moscow Region

Igor A. Koptelov

Innovation Center “Barricades”

Email: igor.koptelov@mail.ru

president

Russian Federation, Moscow

Anna A. Rogozina

Federal Center for Dual Technologies “Soyuz”

Email: npi-2013@bk.ru

head of group

Russian Federation, Dzerzhinsky, Moscow Region

Nikolay I. Shishov

Federal Center for Dual Technologies “Soyuz”

Email: soyuz@fcdt.ru

Doctor of Science in technology, head of department

Russian Federation, Dzerzhinsky, Moscow Region

References

  1. Burnham, A. K., R. K. Weese, J. F. Wardell, T. D. Tran, A. P. Wemhoff, J. G. Koerner, and J. L. Maienschein. 2006. Can thermal analysis reliably predict thermal cookoff behavior? 13th Detonation Symposium (International) Proceedings. Norfolk, VA. UCRL-CONF-222234.
  2. Burnham, A. K., R. K. Weese, A. P. Wemhoff, and J. L. Maienschein. 2007. A historical and current perspective on predicting thermal cook-off behavior. J. Therm. Anal. Calorim. 89(2):407–415.
  3. Wemhoff, A. P., W. M. Howard, A. K. Burnham, and A. L. Nichols. 2008. An LX-10 kinetic model calibrated using simulations of multiple small-scale thermal safety tests. J. Phys. Chem. A 112(38):9005–9011.
  4. Milekhin, Yu. M., A. A. Koptelov, D. N. Sadovnichii, N. I. Shishov, T. A. Bestuzheva, and E. A. Butenko. 2006. Thermal decomposition of polyester polyurethane and its elastomers exposed to γ-radiation. Combust. Explo. Shock Waves 42(2):242–246.
  5. Koptelov, A. A., Yu. M. Milekhin, A. A. Matveev, I. A. Koptelov, and A. A. Rogozina. 2017. Prediction of thermal explosion parameters for energetic materials on the basis of thermal analysis data. Russ. J. Appl. Chem. 90(8):1265–1272.
  6. Vyazovkin, S., A. K. Burnham, J. M. Criado, L. A. Perez-Maqueda, C. Popescu, and N. Sbirrazzuoli. 2011. ICTAC Kinetics Committee recommendations for performing kinetic computations on thermal analysis data. Thermochim. Acta 520:1–19.
  7. Bohn, M. A. 2007. NC-based energetic materials — stability, decomposition, and ageing. Nitrocellulose — Supply, Ageing and Characterization Meeting. Aldermaston, England: AWE.
  8. Koptelov, A. A., I. A. Koptelov, A. A. Matveev, and A. A. Rogozina. 2020. Raschet vremeni zaderzhki teplovogo vzryva energeticheskogo smesevogo materiala na polibutadienovom svyazuyushchem [Calculation of the delay time of thermal explosion of a mixed energetic material on polybutadiene binder]. Goren. Vzryv (Mosk.) — Combustion and Explosion 13(2):96–101.
  9. Popok, V. N. and K. F. Ilinykh. 2013. Teplovoy vzryv smesevykh energeticheskikh materialov na osnove razlichnykh goryuchikh-svyazuyushchikh i okisliteley [Thermal explosion of mixed energy materials on the basis of various combustible binders and oxidizers]. Butlerov Communications 33(3):42–48.
  10. Qin Pei-wen, Xiao-bin Zhao, Chao Qin, Li-guo Cheng, Jing Su, and Hong-bo Guan. 2016. Size effects of thermal safety of NEPE propellant. Chinese J. Explosives Propellants 39(1):84–88.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

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».