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Perfectionnements aux poudres balistiques anti-lueur.
L'invention est relative à une poudre balistique anti- lueur et plus particulièrement à une poudre de ce genre à base de nitro-cellulose.
La lueur à la bouche des canons est due à l'allumage spontané des gaz combustibles produits pendant la combustion des poudres sans fumée, en raison de la température élevée qu'ils possèdent lorsqu'ils émergent de la bouche du canon et viennent au contact de l'oxygène de l'air. Les produits gazeux formés par la combustion des poudres sans fumée sont l'azote, l'acide carbonique, l'oxyde de carbone, l'hydrogène, la vapeur d'eau et de petites quantités de méthane. Parmi
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ceux-ci, les gaz combustibles sont l'oxyde de carbone, l'hy- drogène et le méthane. La lueur blanche à la bouche du canon est due à la. combustion de ces gaz en présence d'oxygène.
Cette combustion peut être évitée dans le cas d'armes de faible calibre en tirant dans une atmosphère d'acide carbo- nique. Lorsque cette lueur blanche est supprimée de cette manière ou d'une autre, il se produit simplement une faible rougeur à la bouche du canon. Cette rougeur n'est pas faci- lement visible et peut être aisément cachée.
Dautriche, dans ses Comptes Rendus de 1908 (volume 146, pages 535 à 548) a montré que l'emploi de sels de so- dium et de potassium, en particulier du salpêtre (nitrate de potassium), empêche l'allumage du grisou dans les mines lorsqu'ils sont employés en faible quantité (3 à 6 %) dans des explosifs à base de nitrate d'ammonium. Dans ce même ar- ticle, Dautriche signalait l'emploi de salpêtre pour la suppression de la lueur à la bouche des canons et du retour de flamme dans le tir avec des poudres sans fumée.
Pour plusieurs raisons, l'emploi de salpêtre ou au- tres sels de sodium ou de potassium pour supprimer la lueur à la bouche des canons n'a pas rencontré d'applications géné- rales dans les poudres balistiques d'usage militaire. Suivant Marschall "A Short Account of Explosives" (1917) page 96: "La flamme peut être réduite par addition d'un agent refroidissant à la poudre ou d'une petite proportion d'un sel de sodium ou de potassivm, mais ces additions risquent @ d'augmenter la quantité de fumée, ce qui est également un in- convénient, surtout le jour".
Une autre objection qu'on peut faire à l'emploi de sels de sodium et de potassium pour la suppression de la lueur est que beaucoup de ces sels sont très hygroscopiques.Edwards, dans le brevet anglais 12.188/1908,, déclare:
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"On a suggéré depuis longtemps d'obtenir ce résultat (suppression de la lueur) en ajoutant des sels alcalins à l'explosif à l'état pâteux, mais ces sels ont la tendance nuisible à se décomposer sous l'influence des variations hygrométriques et d'être déliquescents à l'intérieur même de la masse de l'explosif dans lequel ils ont été enrobés, et d'amener par suite une décomposition plus ou moins dan- gereuse de l'explosif".
Un autre inconvénient sérieux dans l'emploi de sels de sodium et de potassium pour la suppression de la lueur est que depuis de longues années, et en particulier pendant la guerre mondiale, les poudres à canon à base de nitrocel- lulose ont été séchées à l'eau, c'est-à-dire traitées à l'eau chaude pour enlever plus rapidement les solvants vola- tils (éther et alcool) utilisés dans leur fabrication. Les sels de sodium et de potassium qui paraissent posséder la propriété spéciale d'être anti-lueur sont facilement so- lubles dans l'eau, surtout dans l'eau chaude, de sorte qu'il faut s'attendre à ce que ces sels de potassium et de sodium soient facilement enlevés du collo'ide de nitro-cellulose si ce dernier était soumis à un traitement de séchage à l'eau.
On sait que, pendant la guerre, les Allemands ajou- taient des paquets de chlorure de potassium à la charge de poudre, principalement la nuit, pour supprimer la lueur. Mais on sait que ces additions affectaient sérieusement les quali- tés balistiques de la charge de poudre, du fait qu'on devait employer des quantités relativement grandes de chlorure de potassium.
Le brevet allemand n .301.659, délivré le 14 Mai 1921, revendique l'emploi de petites quantités de chlorure de po- tassium qui, ajoutées à de la poudre sans fumée, empêchent la formation de la lueur. La première phrase du paragraphe 4 de ce brevet indique:
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Avec toutes les poudres de nitro-cellulose et avec des poudres contenant de la nitro-cellulose et de la nitrogly- cérine, pour des canons de faible calibre, de petites additions de 0,5 à 2 % de chlorure de potassium suffisent;
d'autre part, avec des poudres de nitrocellulose-nitroglycérine à haute température de combustion, pour des canons plus gros, il est nécessaire d'employer des quantités de 3 à 5 %."
La présence de chlorure de potassium dans des poudres à canons à base de nitrocellulose contenant de la diphény- lamine n'est pas sans avoir un effet nuisible sur la stabili- té chimique de la poudre et fait que les grains de poudre prennent une couleur noire.
L'invention vise notamment l'obtention: des poudres anti-lueur ne donnant qu'une quantité minimum de fumée ; de poudres de grande stabilité chimique; de poudres balistiques anti-lueur pouvant être séchées par immersion dans l'eau aussi bien que par séchage à l'air.
Ces résultats sont obtenus en incorporant à la poudre une petite quantité de sulfate de potassium et en utilisant de préférence une poudre dont la composition est presque anti- lueur par elle-même. A titre d'exemple d'une composition qui présente d'une façon régulière un effet anti-lueur avec le canon américain contre avion de trois pouces et avec le canon français de 155 m/m Filloux, on peut citer la suivante:
85 parties de nitrocellulose à 13,15 % d'azote environ
EMI4.1
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On a constaté que cette composition, en l'absence de sulfate de potassium, présente l'effet anti-lueur dans la
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plupart des petits canons, tels que le canon français de
75 de campagne, modèle 1897. Cette composition donne facile- ment des effets anti-lueurs dans le canon américain contre avions de trois pouces et dans le canon français de 155
Filloux par addition d'une petite quantité de sulfate de potassium.
Dans d'autres canons, on a trouvé qu'une quan- tité légèrement plus grande ou légèrement plus petite de sulfate de potassium produit l'effet anti-lueur.
L'effet anti-lueur obtenu par l'emploi de sulfate de potassium n'est pas dû à un effet refroidissant du sel sur la température des gaz de la poudre ou à une variation notable de la composition des gaz de la poudre. L'effet anti-lueur paraît dû à la propriété du sulfate de potassium de gêner l'oxydation de l'oxyde de carbone contenu dans les gaz combustibles par l'oxygène de l'air, bien que la tempéra- ture des gaz sortant de la bouche du canon soit suffisamment élevée pour que l'allumage spontané se produise en l'absence de sulfate de potassium. Cette propriété de gêner l'oxydation de l'oxyde de carbone en acide carbonique parait être possédée par le sulfate de potassium à un degré très élevé. On a cons- taté aussi que le sulfate de potassium ne diminue pas la sta- bilité chimique de la poudre.
C'est un sel neutre qui peut être préparé dans un état de pureté élevée. Le sulfate de potassium est moins hygroscopique que le salpêtre ou le ni- trate de potassium utilisés dans les charges d'allumage de poudre noire, de sorte que la poudre peut être soumise à des conditions d'humidité pouvant atteindre ou dépasser 93 % d'hu- midité relative à 20 à 30 C (à ce degré d'humidité relative le nitrate de potassium devient déliquescent), sans aucun changement autre qu'une légère augmentation d'humidité due à l'augmentation de l'humidité extérieure. Le sulfate de potas- sium n'est pas hygroscopique tant que l'humidité relative n'atteint pas 97 % environ.
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Bien que le sulfate de potassium soit très soluble dans l'eau, on a découvert qu'une poudre ayant la composition indiquée, contenant 1 % de sulfate de potassium, peut être plongée dans l'eau chaude à une température de 55-60 C, avec une perte de sulfate de potassium si faible qu'il n'y a pas lieu de prendre de précautions spéciales dans le traitement à l'eau de la poudre, pour empêcher ou réduire le départ de ce sel.
Ce qui précède se trouve illustré par les résultats indiqués dans la table ci-dessous, obtenus avec une poudre fabriquée pour le canon américain contre avions de trois pou- ces, modèle 1917. La table comprend les résultats balistiques avec un projectile d'essai de 5,8 Kg et des remarques sur la lueur à la bouche.
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<tb> Powder" <SEP> lueur
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La poudre ci-dessus, contenant du sulfate de potas- sium, après avoir subi le traitement de récupération du sol- vant (éther ou alcool) utilisé dans la fabrication, a été sou- mise à un traitement d'immersion dans l'eau à 55 C pendant six
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jours avec fréquents changements d'eau. La perte en sulfate de potassium a été très faible.
La découverte qu'une poudre contenant du sulfate de potassium peut être séchée par immer- sion dans l'eau pour enlever les solvants volatils (éther et alcool) sans perdre une quantité notable de sel, est très im- portante, car de grandes économies de temps et d'argent sont possibles lorsque la poudre balistique peut être séchée à l'eau au lieu d'être séchée à l'air.
Dans le cas des poudres pour fusils, par suite de la dimension plus petite des grains de la poudre, il se produit une perte légèrement plus grande en sulfate de potassium pen- dant le traitement à l'eau chaude. Mais, même dans le cas de la poudre à fusil, on a constaté qu'aucune précaution spécia- le n'a besoin d'être prise pendant le traitement à l'eau pour empêcher la séparation du sulfate de potassium de la poudre.
La fabrication n'exige aucune habileté particulière.
La nitrocellulose est déshydratée par l'alcool éthylique déna- turé d'un degré convenable et amenée à l'état colloïdal dans un mélangeur approprié par addition d'éther. On ajoute dans l'éther ou directement dans le mélangeur le dinitrotoluène et le phtalate de dibutyle. Par suite de l'action solvante de ces deux substances, les quantités d'alcool et d'éther néces- saires sont moindres que celles employées habituellement avec les poudres de nitrocellulose qui n'en contiennent pas. Le sùlfate de potassium est uniformément et finement broyé dans un broyeur à boulets ou d'un tout autre type, à une finesse suffisante pour passer à travers un tamis de 32 mailles au centimètre. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ces degrés particuliers de finesse.
De la diphénylamine est généralement ajoutée comme stabilisateur, et elle est généralement dissoute dans l'éther.
Le colloïde peut être comprimé à l'état de grains tubulaires
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avec une ou plusieurs perforations, ou à l'état de grains pleins de grains en ruban ou paillettes. Les grains de poudre sont soumis à un traitement soigné pour la récupération du solvant avant séchage final ce qui peut être fait à l'air ou dans l'eau chaude à une température n'excédant pas 60 C bien qu'on puisse employer une température plus élevée sans nuire à la stabilité chimique de la poudre.
Bien qu'il soit préférable d'employer une composition contenant:
85 parties de nitrocellulose à 13,15% d'azote environ
EMI8.1
<tb> 10 <SEP> " <SEP> rt <SEP> dinitrotoluène
<tb>
<tb> 5 <SEP> " <SEP> " <SEP> phtalate <SEP> de <SEP> dibutyle
<tb>
<tb> 1 <SEP> " <SEP> " <SEP> diphénylamine
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<tb> 1 <SEP> " <SEP> Il <SEP> sulfate <SEP> de <SEP> potassium
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pour être utilisée en particulier dans les canons, il va de soi que l'invention n'est pas limitée à cette proportion d'in- grédients ni même à cette composition particulière, aussi bien pour les canons que pour les armes de petits calibres.
On a décrit l'application de l'invention à des pou- dres à canon, mais il va de soi qu'elle s'applique aussi bien à des poudres pour armes de faible calibre en général. On a trouvé qu'une partie inférieure à 1 % de sulfate de potassium dans la poudre supprime la lueur des poudres pour fusils, même dans le tir à la mitrailleuse à une cadence très rapide.
La quantité de sulfate de potassium utilisée est de préférence voisine de 1 %, mais il est évident qu'elle est ajoutée simplement dans le but d'empêcher la lueur avec une composition qui dans beaucoup de canons est déjà anti-lueur par elle-même et qui tirée dans d'autres canons possède des qualités approchantes. Par suite, la quantité minimum nécessai- re pour empêcher la lueur peut être au voisinage de 0,50 %.
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Il est préférable de ne pas ajouter plus de 2,0 %, de façon que l'effet anti-lueur ne s'accompagne que d'une quantité mi- nimum de fumée blanche. Bien que des proportions légèrement en dehors de ces limites puissent donner des résultats sa- tisfaisants dans certains canons, il est bon cependant de s'en tenir aux quantités mentionnées précédemment, avec les canons indiqués.
Il est préférable d'employer le sulfate de potassium avec une poudre à base de nitrocellulose, c'est-à-dire sans nitroglycérine, en raison de la corrosion plus faible avec les poudres de nitrocellulose, comparées à la nitroglycérine, mais il va de soi que l'invention ne se limite pas à des pou- dres de nitrocellulose. Il est évident que les propriétés anti-lueur du sulfate de potassium peuvent être utilisées avec toutes les poudres balistiques, quelle que soit leur composi- tion.
En outre, avec des poudres de nitroglycérine ayant une température de combustion élevée, il faudrait employer une quantité plus grande de sulfate de potassium pour empêcher la lueur, à moins que la température de combustion de la pou- dre de nitroglycérine n'ait été réduite par l'emploi de va- seline, de carbone, de méthyl-éthyl-diphényl-urée ou de diéthyl-diphényl-urée ou autres agents refroidissants ou ma- tières antagonistes, auquel cas la quantité de sulfate de potassium nécessaire pour supprimer la lueur serait moindre, puisque les gaz de combustion auraient presque par eux-mêmes des propriétés anti-lueur, par suite de la température ré- duite et du changement de composition.
Dans le cas d'emploi du sulfate de potassium avec des poudres de nitrocellulose- nitroglycérine, il est préférable de sècher la poudre à l'air car il se produit une perte notable de nitroglycérine pendant le traitement à l'eau chaude des poudres contenant cette substance.
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Etant donné qu'on peut apporter aux modes de réalisa- tion sus-indiqués d'assez grandes modifications sans sortir du cadre de l'invention,il est évident que cette dernière n'est pas limitée aux exemples donnés ci-dessus.
REVENDICATIONS ---------------------------
1) Une poudre balistique caractérisée en ce qu'elle contient un agent anti-lueur comprenant du sulfate de potas- sium.
2) Une poudre suivant 1, caractérisée en ce qu'elle contient 0,3 à 2,5 % et de préférence 0,5 à 2 % de sulfate de potassium.
3) Une poudre suivant 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est séchée à l'eau.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.