В последнее время в России и за рубежом принят ряд научно-технических программ по разработке и внедрению высокоэнергетических композитов (ВК) на основе нитрата аммония (НА). Это связано, прежде всего, с низким воздействием на экологию и здоровье человека продуктов сгорания нитратных ВК, малой стоимостью НА, высоким уровнем безопасности на стадиях производства и применения ВК такого класса, с возможностью реализации высоких значений энергетических характеристик. В литературе отмечается, что при высоких концентрациях НА реализуется низкий уровень скорости горения ВК, существенно повысить который не удается ни использованием катализаторов, ни применением быстрогорящих горючих-связующих (ГСВ). Исследователи и разработчики связывают это с образованием сплошного расплавленного слоя НА (кластера) на поверхности горения, что является малоизученным проявлением нитратных ВК.
Целью настоящей работы является определение концентрационных пределов НА в составе ВК (по скорости горения), соответствующих образованию кластера из расплава НА на поверхности горения. Исследовались нитратные ВК с различными типами активных ГСВ. Измерения скорости горения проводились в среде азота в интервале давлений 0,1–12 МПа.
Проведенными исследованиями установлено, что при содержании НА в количестве более ~30-35 об. % начинается снижение скорости горения ВК. Данное изменение в характере зависимости реализуется как для безметальных так и для металлизированных ВК и практически не зависит от типа ГСВ и условий испытаний. Выявленные различия в поведении скорости горения ВК на разных ГСВ при содержании НА до 30 об. % связаны с различными скоростями горения самих ГСВ (быстрогорящие и медленногорящие).
Таким образом, представленные данные в совокупности с литературными свидетельствуют об образовании кластера из расплава НА на поверхности горения ВК при концентрации НА более 30-35 об. %, что необходимо учитывать при разработке рецептур ВК.