NO327395B1 - Framgangsmate for tilvirkning av en-, to- eller trebasige drivladningskrutt for lopsammunisjon - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en framgangsmåte for framstilling av en-, to- eller trebasige drivladningskrutt for løpsammunisjon, i samsvar med den innledende delen av patentkrav 1.

For vanlige en- to- eller trebasige drivladningskrutt for løpsammunisjon, f.eks. som tre-basig drivladningskrutt i pulverform, som krutt av nitrocellulose, salpetersyre-ester (f.eks. nitroglyserin, dietylen-glykol-dinitrat, butan-triol-tri-nitrat, metriol-trinitrat, trietylen-glykol-dinitrat), alkyl-nitrat-o-etyl-nitramin, nitro-guanidin, heksogen, oktogen-3-nitro-l,2,4-triazol-5-on (NTO), heksa-nitro-heksa-azaiso-wurtzitan (CL20) eller blandinger av slikt krutt, henholdsvis med tilsetningsstoffer (f.eks. stabilisatorer) egnet for de forskjellige kruttene, er maksimal trykket i brennkurven, av skuddet, samt munningshastigheten, hovedsakelig avhengig av omgivelses-temperaturen til det aktuelle våpenet. Ettersom de fleste våpen er innrettet mot det største maksimaltrykket, innenfor det temperaturområdet som er bestemt for det akutelle våpenet (f.eks. -40 °C til 60 °C), og dette trykket vanligvis ikke ligger i det temperaturområdet som oftest blir brukt (21 °C), blir den teoretisk mulige effekten av det aktuelle våpenet som oftest (dvs ved skyting i det temperaturområdet som oftest blir brukt), ikke utnyttet.

Det har tidligere ikke vært forsøkt å utvikle drivladningskrutt hvor temperatur-forløpet for maksimaltrykk oppviser et relativt jevnt forløp, slik at våpenet bringes nærmere sin teoretiske ytelse i et størst mulig temperaturområde.

Det er kjent, for eksempel fra DE 3346287 Al, et drivladningskrutt som oppnås ved blanding av homogene og inhomogene krutt-deler i et konstant brenn-forhold, i det temperaturområdet som hovedsaklig benyttes. Ulempen med dette kjente drivladningskruttet er riktignok blant annet at de homogene og inhomogene kruttdelene må være svært nøye avstemt mot hverandre. Ellers vil man oppnå et drivladningskrutt som oppviser forskjellig skudd-oppførsel fra gang til gang.

Fra DE 2520882 Cl er det kjent at det tradisjonelle drivladningskruttet som regel vil ha positive temperaturgradienter som flater ut (dvs vekst i maksimaltrykket med stigende omgivelsestemperatur) i det temperaturområdet som hovedsakelig benyttes, fordi kruttkornene i drivladningskruttet har indre kanaler med forskjellig tverrsnitt. Også disse drivladningskruttene har den ulempen at de er forholdsvis kostbare å framstille.

Fra boka J. KOhler, R. Meyer "Explosivstoffe", VCH forlag GmbH, Weinheim, 7. redigerte og utvidete opplag, s. 233 f, er det videre kjent at for utflating av maksimaltrykket i brennkurven for tradisjonelle drivladningskrutt, tilsettes dette kruttet et overflate-behandlingsmiddel som underkaster brenningsforsinkende forbindelser. Som forsinkende forbindelser blir det i denne sammenhengen ikke benyttet energetiske monomolekylære substanser som ftalat (dibutylftalat), Urea (Centralit) eller kamfer.

De ulemper som har vist seg er at de overfor omtalte forsinkende forbindelsene senker energi-innholdet i drivladningskruttet, og forårsaker en tydelig redusering i ytelsen, i forhold til den verdi som ubehandlet krutt har hver gang. Dessuten senker disse substansene delvis (særlig for eksempel ftalat) for migrasjon i drivladningskruttet, og reduserer den ballistiske virkningen på en uønsket måte.

For å redusere avbrenningshastighetens avhengighet av temperaturen er det fra tysk patentpublikasjon 199 00 110 kjent et drivladningskrutt som i tillegg til nitramin og flegmatiserende bindemidler omfatter minst en nitroforbindelse. Når det gjelder nitraminet bør det fortrinnsvis dreie seg om hexogen eller oktogen, og når det gjelder nitroforbindelsen om en forbindelse i gruppa av guanidinderivater, triazol- eller tetrazolderivater eller en blanding av disse forbindelsene.

For å få et drivladningskrutt for løpsvåpen, som har en relativt lav temperaturkoeffisient i temperaturområdet fra -50°C til +70°C, blir det i tysk patentpublikasjon 197 57 469 foreslått å bruke en mykner som består av en blanding av minst to kjemisk ulike dinitro-diazaforbindelser.

Tysk patentskrift 41 11 751 viser en framgangsmåte for tilvirkning av flegmatisert, høy-energetisk sprengstoff, særlig hexogen eller oktogen, som bestanddel i plastbundne sprengstoff eller drivladningskruttet. Det partikkelformete sprengstoffet blir da overtrukket med en flegmatisert polymer fra en vandig fase.

For å redusere sikkerhetsrisikoen ved tilvirkningen av flegmatiserte, høyenergiske sprengstoff, så som hexogen eller oktogen, er det som kjent fra tysk patentskrift 39 34 368 å inneslutte flegmatisatoren i de respektive sprengstoffkorn.

Fra tysk utlegningsskrift 26 44 987 er det kjent et drivladningskrutt med innhold av polyglycidylazid, hvor det blir oppnådd en lav isoklor flammetemperatur og en høy massefram-drift ved å kombinere polyglycidylazid (GAP) med nitrocellulose (NC) i et vektsforhold, som ligger i området med 1 del NC til 2 deler GAP inntil 4 deler NC til 1 del GAP.

I tysk utlegningsskrift 26 44 987 blir det beskrevet et nitrocellulosefritt drivladningskrutt med en selvtenningstemperatur over 200°C på basis av oktogen og polymerfritt binde-middel, hvilket i det minst har de samme avbrenningsegenskapene som nitrocellulose-pulver. For å gjøre tenningen av drivladningskruttet lettere blir det i denne publikasjonen dessuten foreslått å belegge kruttkornene med f.eks. kjente tennstoffer.

Endelig er det fra tysk patentpublikasjon 15 71 218 kjent en framgangsmåte for å påvirke tennfølsomheten til drivladningskrutt på basis av nitrocellulose, idet det under overflatebehandlingen av kruttet sammen med flegmatiseringsmidler blir tilsatt uorganiske pigmenter, så som jernoksid, molybdensulfid, titanoksid eller sinkoksid.

Den foreliggende oppfinnelsen legger til grunn det formål, å framskaffe en framgangsmåte for framstilling av et drivladningskrutt, hvorved det på et enkelt vis oppnås en utflatning av maksimaltrykket i det temperatur-området som er bestemt for våpenet.

Dette formålet oppnås med de egenskapene som er angitt i patentkrav 1. Spesielle fordelaktige utføringer er angitt i de uselvstendige kravene.

Oppfinnelsen angår hovedsakelig overflatebehandling av vanlig en-, to- og trebasige krutt med spesielle forsinkende forbindelser, hvorved bare de forbindelsene kan brukes som tilsats, som ikke oppviser, eller til nød oppviser bare et ubetydelig fall i migrasjon.

De forsinkende forbindelsene som kan benyttes i oppfinnelsen, er inerte eller energetiske polymere eller monomere med stort volum, som praktisk talt ikke migrerer, samt energetiske monomolekylære substanser, eller blanding av begge komponentene, som for å redusere energitapet en grad, ikke forårsaker noe nevneverdige effekttap ved våpenskudd.

Overflatebehandlingen av drivladningskrutt kan utføres med kjente framgangsmåter, hvorved den forsinkende forbindelsen sprøytes inn i en behandlingstrommel som en løsning eller emulsjon, henholdsvis ved hjelp av en impregnerings-prosess, hvorved drivladningskruttet inkuberes i et bestemt tidsrom i behandlingsløsningen.

< De følgende forbindelsene har vist seg fordelaktige, enten de anvendes enkeltvis eller i blanding: - ikke energetisk polyester, polyeter, polybutadien, polyuretan, polyamid, cellulose-ester (f.eks. cellulose-acetat, cellulose-acetobutyrat, cellulose-propionat),

- energetiske polymere (f.eks. poly-glyzidyl-nitrat, polyNimmo, poly-glyzidyl-azid),

- alkyl-nitrat-o-etyl-nitramin, (f.eks. metyl-NENA, etyl-NENA, Butyl-NENA),

- dinitro-diaza-alkan,

- salpetersyre-ester (f.eks. dietylen-glykol-dinitrat, nitroglyserin, butan-triol-tri-nitrat, trietylen-glykol-dinitrat- metriol-tri-nitrat),

- bis(2,2-dinitro-propyl)acetal/formal (BDNPA/F).

Flere forenklinger og fordeler med oppfinnelsen framgår i det følgende ut fra figurene og de forklarte utføringseksemplene, hvor

fig. 1 og 2 viser avhengigheten mellom maksimaltrykket samt munningshastigheten og omgivelses-temperaturen for et første drivladningskrutt med og uten overflatebehandlingen i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 3 og 4 viser temperatur-avhengigheten for maksimaltrykk og munningshastighet i fig.

1 for et andre drivladningskrutt,

fig. 5 og 6 viser temperatur-avhengigheten for maksimaltrykk og munningshastighet i fig.

1 for et tredje drivladningskrutt,

fig. 7 viser en oversiktstegning for et overflatebehandlet kruttkorn,

fig. 8 viser et lengdesnitt gjennom kruttkomet vist i fig. 7, langs snittlinja VIII-VIII,

fig. 9 viser som fig. 8 et lengdesnitt for et ytterligere utføringseksempel.

Eksempel 1

Det drivladningskruttet (TLP) som skal overflatebehandles i samsvar med oppfinnelsen, det dreier seg om det for 120 mm KE-ammunisjon oppførte tobasige TLP L 5460, oppviser den følgende sammensetningen:

En 4% etanol-løsning av etyl-NENA blir i fire omganger sprøytet inn i en vanlig behandlings-trommel, på TLP L 5460. Det overflatebehandlete kruttet tørkes og under-kastes i tillegg forskjellige skyte-analyser.

Figur 1 og 2 viser resultatet av temperatur-skytninger for en 40 mm simulator (kurve a) i sammenligning med et ubehandlet L 5460 (kurve b). Derfra synes det som maksimaltrykket (Pmax) av brennkurven og munningshastigheten (v0) som funksjon av temperatur, alltid ligger over.

Resultatene viser i temperaturområdet mellom 21 og 63 <C>C, en tydelig utflating i temperatur-forløpet for maksimaltrykket og munningshastigheten, for det overflatebehandlete L 5460 i motsetning til det ubehandlete kruttet.

Eksempel 2

Drivladningskruttet som skal overflatebehandles i samsvar med oppfinnelsen, var som i det foregående, utledet fra to-basig TLP L 5460.

Palamoll 632, en polyester av adipinsyre og 1,2-propandiol, ble umiddelbart overført i en etanol-emulsjon (PalamollrEtOH = 1:3) til overflata av L 5460-TLP. Behandlingen med 1,5 % polymer fulgte i en roterende behandlingstrommel ved 45 °C. Fordelt i fire porsjoner blir emulsjonen over et tidsrom på 5 timer, suksessivt satt til, mens løsningsmidlet samtidig

fordampet.

Parallelt blir det flere ganger tilsatt grafitt, for å hindre sammenklebing i hjørnene.

I fig. 3 og 4 er resultatet av skytninger med disse kruttene fra en 40 mm simulator framstilt fra - 40 til +63 °C, i forhold til et ubehandlet L 5460. Dermed utledes videre temperatur-avhengigheten mellom maksimaltrykk og munningshastighet.

Også i dette tilfellet lar det seg fastslå at i forhold til det ubehandlete TLP (kurve b) med samme sammensetning og oppmåling, oppnås en tydelig utflatning i trykk- og hastighets-kurven mellom 21 og 63 °C (kurve a).

I den følgende tabell 1, er den spesifikke energi for kruttene i de overstående utvalge utføringseksemplene, oppgitt.

Verdiene for de spesifikke energiene viser at framgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen medfører intet henholdsvis intet vesentlig effekttap i drivladningskruttet.

Eksempel 3

Et enbasig 7-Loch-TLP C/M 0800, framstilt med nitrocellulose som energibærer og Centralit I som stabilisator, inkuberes i en emulsjon av nitroglycerin i vann, i en roterende trommel ved 30 °C, til løsningen klarner.

Deretter utsettes kruttet for en andre behandling i en emulsjon av Palamoll 632 i vann. Med denne framgangsmåten frambringes 10 % nitroglyserin og 2 % Palamoll.

Figur 5 og 6 viser resultatet av våpen-skytninger med dette kruttet i 35 mm "ub"-ammunisjon (kurve a) i sammenlingning med et ubehandlet en-basig TLP B 6320 (kurve b).

Mens det vanlige en-basige drivladningskruttet B 6320 viser en høy trykk- og hastighets-økning, ser det ut til at det behandlete C/M 0800 i området mellom 21 og 52°C, har en redusering i temperatur-gradienten, slik at det med dette behandlete kruttet antagelig også i mellomkaliber-området kan antas en tydelig effektstigning i forhold til konvensjonelt TLP.

Som mikroskop-undersøkelser og kontroller i en ballistisk bombe ved hjelp av brenn-avbrudd har vist, avleires forsinkende forbindelser 1 på overflata 2 av alle de kruttkomene som er vist i figur 7-9. Dessuten kan også de innvendige hullene 4 i TLP være delvis (fig 8) eller helt (fig 9) dekt av forsinkende forbindelser 1, henholdsvis være helt innesluttet av den forsinkende forbindelsen. Gjennom denne beleggingen av drivladningskrutt-kornene 1, oppnås antagelig den ønskete endringen i brermings-atferden for drivladningskruttet, og følgelig den observerte reduksjonen i temperatur-gradienten.

Framgangsmåten kan også anvendes på kjente 1-, 7- og 19-Loch-TLP samt med sylindrisk og heksagonalt eller rosett-formet ytre geometri.

Dessuten oppviser kruttet som er overflatebehandlet i samsvar med oppfinnelsen, i sammenligning med ubehandlet drivladningskrutt med samme sammensetning, redusert følsomhet overfor spesielle påkjenninger, hvordan de eksempelsvis kan oppføre seg under fiendtlig beskytning.

Claims (3)

1. Framgangsmåte for framstilling av en-, to- eller trebasige drivladningskrutt for ammunisjon for løpsvåpen, hvorved et kjent en-, to- eller trebasisk drivladningskrutt, som benytter de følgende forbindelsene som energi-bærere: nitrocellulose, salpetersyre-ester, alkyl-nitrat-0-etyl-nitramin, nitroguanidin, heksogen, oktogen, 3-nitro-l,2,4-rriazon-5-on (NTO), heksa-nitro-heksa-aza-isowurtzitan (CL20) eller blandinger av disse, overflatebehandles ved hjelp av forsinkende forbindelser, karakterisert ved at overflatebehandlingen av det aktuelle drivladningskruttet foretas ved hjelp av i det minste ett av stoffene polyester av adipinsyre og 1,2-propandiol, polyeter, polyurea, polybutadiene, polyamid, poly-3 -nitrat-o-metyl-3 -metyl-oksetan (polyNIMMO), eller poly-glyzidyl-azid (GAP), poly-glyzidyl-nitrat (Poly-Glyn), nitroglyserin, dietylen-glykol-dinitrat, trietylen-glykol-dinitrat, butan-triol-trinitratn, melhriol-trinitrat, alkyl-nitrat-o-etyl-nitramin, særlig Me NENA, Et NENA, Bu NENA, bis(2,2-dinitro-propyl)acetal-formal (BDNPA-F) dinitro-di-aza-alkan.

2. Framgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at overflatebehandlingsmidlet føres inn i en løsning eller emulsjon gjennom innsprøyting i en roterende trommel, eller inkubering i en impregnerings-løsning.

3. Framgangsmåte i samsvar med krav 1-2, karakterisert ved at den felles anvendelsen av de polymeriske og monomeriske bestandelene i overflatebehandlingen enten skjer ved å framskaffe en blanding av begge komponentene, eller via en totrinns-behandling i trekk.