BE862245A - Procede pour la confection de charges propulsives poreuses. - Google Patents

Abstract

Procédé pour la confection de charges propulsives pour des munitions sans douille d'un degré de porosité accru, qui consiste à incorporer à un mélange d'un explosif secondaire et d'un liant une matière de charge qui peut être extraite sélectivement après le façonnge du mélange. Les munitions sans douille, fabriquées avec ces charges propulsives, possèdent des propriétés balistiques notablement améliorées et ne donnent pas lieu à la formation de résidus de combustion.

Description

La présente invention concerne un procédé -> pour la confection de charges propulsives poreuses pour des munitions sans douille à base de matières propulsives résistant à des températures élevées.

Le brevet allemand 75 822 décrit une poudre de nitrocellulose, dont la vitesse de combustion est augmentée en la rendant poreuse par l’incorporation d’une matière de charge extractible telle qu’un nitrate de métal hydrosoluble, le degré de porosité étant directement proportionnel à la proportion de la matière de charge incorporée, puis éliminée. L’extraction de la matière de charge n'est cependant possible que tant que la nitrocellulose est humidifiée et gonflée par un solvant.

Les charges propulsives sans enveloppe ou douille sont plus avantageuses du point de vue poids et l’absence de la douille en métal fait en outre économiser les opérations de fabrication et de remplissage de celle-ci. Ces charges propulsives ont cependant le désavantage d’être sensibles à l’humidité et d’exiger certaines précautions pendant les manipulations pour éviter qu’elles ne se désagrègent.

Le brevet allemand (DAS)1 796 283 essaie d’éliminer ces inconvénients par une augmentation de la solidité des charges propulsives sans douille façonnées à partir d’un mélange pâteux humide d’une matière propulsive à base de nitrocellulose et d’un liant cellulosique et rendues poreuses par l’évaporation de l’eau ou du solvant employé pour préparer le mélange pâteux» Ce procédé a cependant le désavantage que cette évaporation de l'eau ou du solvant seule ne permet pas d’obtenir un degré de porosité déterminé, même si l’on ajoute une matière de charge en solution dans le même ou un autre solvant.

Il a également déjà été proposé de préparer des charges explosives pour des munitions sans douille à partir d’un explosif secondaire d’une température d’inflammation spontanée élevée, c’est-à-dire supérieure à 200°C environ, sous forme de fine poudre, atténué par l’incorporation d’un liant. Ces mélanges explosif-liant sont cependant loin de posséder les caractéristiques de balistique interne avantageuses des charges propulsives à base de nitrocellulose.

Lorsque la proportion du liant est augmentée, l’effet atténuant de celui-ci risque de freiner la combustion du mélange à tel point que la poussée sur la cartouche devient insuffisante. Les mélanges explosif-liant à forte proportion en liant possèdent de plus un pouvoir calorifique ’et exydant trop faible et donnent lieu à une formation importante de résidus non brûlés (suie), qui se déposent dans la culasse et le canon.

La demanderesse s’était donc fixée comme but de développer des mélanges pour charges propulsives façonnées pour des munitions sans douille à base d’explosifs secondaires et de liants, possédant des propriétés balistiques améliorées et vin degré de porosité accru, réglable à volonté dans une large gamme de valeurs.;.

Conformément à l'invention, cet objet est -> réalisé avec un procédé de confection de charges propulsives façonnées pour des munitions sans douille à base d'explosifs secondaires et de liants, dont la --porosité est réglable d'une façon déterminée par l'incorporation de matières de charge extractibles après le façonnage.

Les charges propulsives poreuses suivant l'invention possèdent une solidité supérieure à celle des charges connues jusqu'à présent et donnent des munitions, dont les propriétés balistiques sont nette- & * ment meilleures que celles avec une charge propulsive , non poreuse.

Contrairement aux charges propulsives à base de nitrocellulose, faisant l'objet du brevet 1 796 283 cité plus haut, les charges propulsives suivant l'invention sont formées à partir d'un mélange intime, exempt de solvant, de particules d'explosif et de matière de charge, agglomérées par le liant, et rendu poreux par' l'extraction sélective de la matière de charge, qui laisse subsister un mélange intime et cohérent de particules d'explosif encollées par le liant.

Les explosifs, qui conviennent pour la préparation des charges propulsives poreuses suivant l'invention, sont entre autres les substances organiques nitrées dérivées de composés aromatiques monocycliques, dont on peut citer les dérivés di- et tri-aminés du trinitro-benzène symétrique éventuellement acylés, tels que le 2,2', 4,4’, 6,6’-hexanitroxanilide et la 2,2', 4,4’, 6,6'-hexanitro-H,H'-diphényl-urée. De même que les composés aromatiques nitrés, liés par un ou plusieurs atomes de carbone ou des atomes de soufre, d’oxygène ou d’azote, comme les dérivés nitrés du diphényle, du stilbène, de l’oxyde de diphényle, du sulfure de diphényle, de la diphényl-sulfone ou de la diphényl-amine, les composés hétérocycliques substitués par des groupes picryle, tels que le thio-phène, la triazine et la pyrimidine, les composés hétérocycliques nitrés comme le 1,3,6,8-tétranitrocarba-zole et la tétranitracridone, ainsi que le 3,3’-azo-bis-(2,2’,4,4', 6,S'-hexanitrodiphényle), le 3,3'-diamino-2,2', 4,4’, 6,6’-hexanitrodiphényle, le 1,3-bis-(2,4,6-trinitrophénylamino)-2,4,6-trinitroben-zène, le tétranitrodibenzo-1,3a, 4,6a-tétra-azapentalène, etc., ou des nitramines telles que le 3,3'~bis-(méthyl-nitramino)-2,2’, 4,4', 6,6’-hexanitrodiphényle, la trinitro-2,4,6-phénylméthylnitramine (Tétryl) et l’octo-gène, dont le dernier est particulièrement préféré.

Le liant pour les charges propulsives sui- _ vant l’invention est généralement un polymère thermo- •s plastique tel qu'entre autres un polymère à base de poly-vinyl-acétal obtenu avec un aldéhyde aliphatique inférieur, c’est-à-dire en C1 à C^, surtout le butyraldéhyde; conviennent également les polyuréthannes, les polyesters, les alcools polyvinyliques, les polyacrylates et poly-méxhacrylates. Le liant choisi est réparti à homogénéité dans l’explosif en une proportion généralement comprise entre 2 et 40 et de préférence entre 14 et 22 cß> du poids du mélange explosif-liant.

La répartition du liant thermoplastique dans l’explosif peut être réalisée par voie mécanique ou de préférence en incorporant le liant sous forme d'une solution dans un solvant; cette dernière façon de procéder assure un enrobage uniforme des particules d'explosif par le liant. Le mélange à homogénéité est suivi du façonnage et(ou) du compactage des particules d'explosif enrobées de liant.

Le liant peut en outre être choisi parmi les monomères bifonctionnels. Ces liants provoquent pendant le malaxage de la composition propulsive une réticulation ou une condensation, conduisant à une charge propulsive façonnée d’une structure cohérente solide.

Les matières de charge peuvent être choisies parmi les additifs, qui possèdent une stabilité mécanique et thermique suffisante et sont solubles dans un solvant compatible avec l’explosif et le liant. Ces matières de charge doivent posséder une stabilité thermi-~ que suffisante, parce que le mélange explosif-liant thermoplastique doit être façonné à température accrue.

Parmi les matières de charge, qui répondent à ces exigences, on peut citer les composés minéraux et surtout les sels des métaux alcalins et alcalino-terreux et de l’ammonium, tels que les halogénures, nitrates et acétates, les sulfates des métaux alcalins et de l’ammonium et les carbonates des métaux alcalins, ainsi que des composés organiques comme les sels de dérivés d’ammonium quaternaire de la formule générale ' (R1, R2, R^, R^) NX, dans laquelle les symboles R1, 2 L.

R , R et R , qui peuvent être identiques ou différents, peuvent représenter chacun un atome d’hydrogène, un. -radical alcoyle ou un groupe aryle, tandis que le symbole X désigne un atome d’halogène ou l’un des groupes NOj" et SO^ ou, lorsque R1 = R2 = R^ = R^ = H, un groupe acide carboxylique tel qu’un groupe acétate ou benzoate.

La matière de charge présentement préférée est le nitrate de potassium.

Les matières de charge'énumérées ci-dessus sont solubles dans l’eau et celle-ci constitue par conséquent le solvant d’extraction préféré. Le procédé suivant l’invention peut cependant aussi être appliqué avec des matières de charge insolubles dans l’eau, dont l’extraction doit alors être effectuée à l’aide d’un solvant compatible avec l’explosif et le liant.

Les charges propulsives façonnées suivant l’in** vention sont généralement confectionnées en préparant un mélange homogène de l’explosif en fines particules, du liant et de la ou des matières de charge dans un solvant inerte tel que de l’essence. Après une filtration éventuelle, le mélange est séché et ensuite façonné dans la forme voulue. Ce façonnage est généralement réalisé par compression, la pression se situant suivant le liant utilisé entre 0,4 et 4 I^kg/cta . Une pression trop faible risque de donner des charges propulsives façonnées d’une résistance mécanique insuffisante, alors qu’une pression suffisamment élevée conduit à une structure cohérente et donnant après extraction de la matière de charge des résultats balistiques optimaux. '

Contrairement aux charges propulsives à base de nitrocellulose, les mélanges suivant l’invention peuvent être comprimés à des températures allant jusqu’à 150°C, la température de compression choisie dépendant du liant présent; les mélanges suivant l’invention peuvent cependant aussi être façonnés par compression à la température ordinaire.

Les mélanges suivant l’invention peuvent également être façonnés par d’autres techniques, entre autres par extrusion.

La proportion des matières de charge incorporées et leur granulométrie peuvent varier dans de larges limites. Le degré de porosité est proportionnel à la proportion de la matière de charge et les dimensions des pores sont proportionnelles à la granulométrie des" particules de matière de charge incorporées.

Des essais effectués ont démontré que, contrairement aux charges propulsives non poreuses, les charges propulsives poreuses suivant l’invention brûlent entièrement à la mise à feu et ne donnent lieu à la formation d'aucun résidu non brûlé dans la chambre de combustion.

L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs ci-après, dans lesquels les parties et pourcentages sont en poids· EXEMPLES 1 à. 5

Les ingrédients des mélanges pour charges propulsives, à savoir l’explosif, le liant et la matières de charge, le cas échéant après réduction à la granulo-métrie voulue, sont homogénéisés par voie mécanique ou dans un solvant inerte tel qu'un hydrocarbure aliphatique, Le solvant éventuel étant éliminé par filtration ou évaporation, et après un séchage éventuel, le mélange est soumis à une compression à température accrue. Cette compression est réalisée dans une presse chauffée à 100°C, dans laquelle le mélange explosif-liant-matière de charge est soumis pendant 10 à 50 secondes à une pression de 1,2 à 1,8 Mkg/cm^.

De ce mélange façonné, la matière de charge est ensuite extraite par un traitement de 48 heures par de l'eau courante, maintenue à 35°C.

Le tableau ci-après indique la composition des charges propulsives préparées de la manière décrite ci-~ dessus, ainsi que quelques données balistiques pour les munitions sans douille,' confectionnées avec ces charges propulsives, L'a-octogène employé comme explosif est mis en oeuvre sous foi-me d'une poudre d’une granulométrie moyenne de 15 microns.

La comparaison entre les résultats obtenus par l’exemple 5, qui n’entre pas dans le cadre de l’invention, et ceux des exemples 1 à 4 fait ressor-.... tir que le procédé suivant l’invention donne des munitions aux propriétés balistiques améliorées, et ce avec une matière de charge avec des répartitions -granulométriques différentes (exemples 1 à 3) et avec des mélanges avec des proportions variables en matière de charge (exemples 3 et 4). Sauf pour la charge propulsive de l'exemple 5f on n'a pas constaté la formation de résidus non brûlés, risquant d'encrasser la chambre de combustion.

Des résultats analogues sont obtenus, lorsque l'a-octogène est remplacé par l'un des autres explosifs cités plus haut.

EXEMPLE 6

On prépare un mélange de 87 parties de dipicryl-sulfone, de 13 parties de polyvinyl-butyral contenant du plastifiant et de 4 parties de nitrate de potassium avec une répartition granulométrique de 10 à 200 microns, qui est ensuite façonné par une ----- compression de 30 secondes à 100°C sous une pression de 1,8 Kkg/cm . Des ébauches façonnées, on extrait ensuite le nitrate de potassium par un traitement de 48 heures par de l’eau courante maintenue à 35°C.

Les essais de tir permettent de déterminer une pression maximale de 4115 bars, une durée de tir de 2,00 ms et une vitesse des projectiles après 5 m de 805 m/s.

Claims (7)

1.- Procédé pour la confection de charges propulsives pour des munitions sans douille d’une porosité accrue, caractérisé en ce que l’on incorpore au mélange d’explosif secondaire et de liant une matière de charge, qui est extraite après le façonnage du mélange.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de charge extractible est un sel minéral.

3. ~ Procédé suivant l’une des revendications' 1 et 2, caractérisé en ce que la matière de charge extractible est un nitrate de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux.-

4. Procédé suivant l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la proportion de la matière de charge incorporée est comprise entre 1 et 20$> du poids du mélange.

5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’extraction de la matière de charge est effectuée à l’aide d’un solvant qui ne dissout ni l’explosif, ni le liant.

6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le solvant d'extraction est l'eau.

7. Procédé suivant l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la charge propulsive contient comme explosif secondaire un composé nitré ou nitraminé organique avec une température de décomposir·. _ tion supérieure à 200°C. "’