DE102006030678A1 - Blast effect charge - Google Patents
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Abstract
Es wird eine hochexplosive Blast-Wirkladung hoher Leistung, bestehend aus rotem Phosphor, einem Sprengstoff und einem Binder, vorgeschlagen.It proposes a high-explosive blast charge of high power, consisting of red phosphorus, an explosive and a binder.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hochexplosive Blast-Wirkladung.The The present invention relates to a high explosive blast active charge.
Herkömmliche hochexplosive (HE-)Blast-Wirkladungen bestehen typischerweise aus Mischungen von Explosivstoffen mit metallischen Brennstoffen wie Bor, Silizium, Aluminium, Titan, Zirkonium, Magnesium oder Mischungen bzw. metallreichen Verbindungen oder Legierungen dieser Metalle.conventional highly explosive (HE) blast active charges typically consist of Blends of explosives with metallic fuels such as Boron, silicon, aluminum, titanium, zirconium, magnesium or mixtures or metal-rich compounds or alloys of these metals.
Ein inhärenter Nachteil der Verwendung von Metallen in binären wie einheitlichen Ladungen dieser Art ist der Umstand, dass die Verbrennung von Metallpartikeln generell nur unwesentlich durch den Atmosphärendruck beeinflusst wird. Das bedeutet, dass der Druckexponent n im Vielle'schen Gesetz r = a·pn nur sehr klein ist. Außerdem leiden Metalle grundsätzlich an dem Mangel, dass die an ihnen haftenden Oxidschichten einen schnellen Ausbrand verhindern. Insbesondere das kalorisch so vorteilhafte Bor mit einer volumenbezogenen Verbrennungsenthalpie von 138 MJ/dm3 nimmt aufgrund der inhärenten B2O3-Schicht nicht in vollem Umfang an einer Reaktion, sei dies in der Detonationsreaktionszone oder bei der Nachverbrennung, teil.An inherent disadvantage of using metals in both binary and uniform charges of this type is the fact that the combustion of metal particles is generally affected only insignificantly by the atmospheric pressure. This means that the pressure exponent n is only very small in Vielle's law r = a · p n . In addition, metals generally suffer from the defect that the oxide layers adhering to them prevent rapid burnout. In particular, the calorically so advantageous boron with a volume-related combustion enthalpy of 138 MJ / dm 3 due to the inherent B 2 O 3 layer does not participate fully in a reaction, be it in the detonation reaction zone or in the afterburning.
Die Probleme herkömmlicher Blast-Wirkladungen auf Metallbasis sind also:
- – ein kleiner Druckexponent n der verwendeten Metalle und damit kaum Steigerung der Ausbrandgeschwindigkeit in geschlossenen Räumen, und
- – eine unvollständige Reaktion der Metalle aufgrund von Oxidschichten.
- A small pressure exponent n of the metals used and thus hardly any increase in the burnout rate in closed rooms, and
- An incomplete reaction of the metals due to oxide layers.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hochexplosive Blast-Wirkladung bereitzustellen, welche die oben genannten Probleme bei herkömmlichen Blast- Wirkladungen vermeidet. Insbesondere soll die Blast-Wirkladung eine höhere Leistung, d.h. einen schnelleren und möglichst vollständigen Ausbrand in geschlossenen Räumen erreichen.It is therefore an object of the present invention, a highly explosive Blast active charge, which the above-mentioned problems usual Blast funnels avoids. In particular, the blast active charge should have a higher power, i.e. a faster and as possible complete Burnout in closed rooms to reach.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Blast-Wirkladung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These Task is solved by a blast active charge with the features of claim 1. Advantageous Embodiments and developments of the invention are the subject the dependent Claims.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Blast-Wirkladung besteht aus rotem Phosphor oder einer roten Phosphor enthaltenden Verbindung, einem Sprengstoff und einem Binder.The according to the present Invention proposed blast active charge consists of red phosphorus or a red phosphorus-containing compound, an explosive and a binder.
Die Vorteile einer solchen, roten Phosphor enthalten Blast-Wirkladung sind insbesondere
- – ein hoher Druckexponent n und damit ein beschleunigter Ausbrand in geschlossenen Räumen, und
- – eine hohe Flüchtigkeit des entstehenden Oxids und damit ein Beitrag zur Druck-Volumenarbeit.
- A high pressure exponent n and thus an accelerated burnout in closed rooms, and
- - A high volatility of the resulting oxide and thus a contribution to the pressure-volume work.
Die Blast-Wirkladung ist somit hochexplosiv, brennt schneller und vollständiger aus als herkömmliche Blast-Wirkladungen auf Metallbasis und erzielt eine sehr hohe Druck-Volumenarbeit.The Blast active charge is thus highly explosive, burning faster and more complete as conventional Blast active charges based on metal and achieves a very high pressure volume work.
Der Binder der Blast-Wirkladung kann wahlweise ein inerter Binder oder ein Sprengstoff, wie beispielsweise TNT oder TATE sein.Of the Binder of the Blast active charge can optionally be an inert binder or an explosive, such as TNT or TATE.
Das molekulare P/O-Verhältnis der Blast-Wirkladung kann sowohl ≤ 2/5 als auch ≥ 2/5 sein.The molecular P / O ratio the blast active charge can be both ≤ 2/5 as well as ≥ 2/5.
Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten, nichteinschränkenden Ausführungsbeispiels besser verständlich.Above and other features and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred, non-limiting embodiment better understandable.
Die vorliegende Erfindung löst die eingangs beschriebenen Probleme herkömmlicher Blast-Wirkladungen auf Metallbasis durch die Verwendung von rotem Phosphor.The present invention solves the problems described at the beginning of conventional blast active charges based on metal through the use of red phosphorus.
Wird roter Phosphor unter Atmosphärendruck angezündet, so erfolgt ein langsamer Abbrand im Bereich von 0,1 mm/s. Sauersoff-unterbilanzierte pyrotechnische Sätze auf der Basis von rotem Phosphor liefern dagegen Abbrandraten von 1–2 mm/s. Werden solche Sätze eingeschlossen, so erfolgt nach dem Anzünden sogar ein explosionsartiger Abbrand.Becomes red phosphorus under atmospheric pressure set on fire, Thus, a slow burning in the range of 0.1 mm / s. Sauersoff underpinned pyrotechnic Sets on the base of red phosphorus, on the other hand, provides burn rates of 1-2 mm / s. Become such sentences enclosed, so even after the lighting even an explosive Burning.
Mischungen aus dem System Oktogen (Sprengstoff der Summenformel C4H8N8O8, Cyclotetramethylentetranitramin, auch als Homocyclonite bzw. HMX (High Melting Explosive) bezeichnet)/Hydroxyl-terminiertes Poly-Butadien (HTPB, Verwendung als Brennstoff und Bindemittel) und rotem Phosphor (RP) liefern Detonationsgeschwindigkeiten, die über jenen des reinen HMX liegen. So liefert zum Beispiel das ternäre System HMX/HTPB/RP mit dem Mischungsverhältnis von 68/12/20 eine Detonationsgeschwindigkeit von etwa 11.100 m/s und einen Chapman-Jouget-Druck von nicht weniger als 55 GPa.Mixtures of the system octogen (explosive of the empirical formula C 4 H 8 N 8 O 8 , cyclotetramethylenetetranitramine, also referred to as homocyclonites or HMX (High Melting Explosive)) / hydroxyl-terminated poly-butadiene (HTPB, use as fuel and binder) and red phosphorus (RP) provide detonation velocities in excess of those of pure HMX. For example, the HMX / HTPB / RP ternary system with the mixing ratio of 68/12/20 provides a detonation rate of about 11,100 m / s and a Chapman-Jouget pressure of not less than 55 GPa.
Die Erfindung ist aber selbstverständlich nicht nur auf Blast-Wirkladungen mit dem obigen ternären System HMX/HTPB/RP beschränkt.The Of course, invention is not limited only to blast active charges with the above ternary system HMX / HTPB / RP.
Zum Beispiel kann als Bindemittel anstelle des nicht-explosiven und schwer entzündlichen HTPB auch ein Sprengstoff wie beispielsweise TNT oder TATE verwendet werden.To the Example can be used as a binder instead of non-explosive and severely inflammatory HTPB also used an explosive such as TNT or TATE become.
Des Weiteren kann das molekulare P/O-Verhältnis der Blast-Wirkladung je nach deren Zusammensetzung sowohl ≤ 2/5 als auch ≥ 2/5 betragen.Of Further, the molecular P / O ratio of the blast active charge depending on their composition both ≤ 2/5 and ≥ 2/5.
Die Verwendung von rotem Phosphor bzw. roten Phosphor enthaltenden Verbindungen in der Blast-Wirkladung der Erfindung bewirkt einen hohen Druckexponenten n in dem eingangs erwähnten Vielle'schen Gesetz, was in einem beschleunigten Ausbrand in geschlossenen Räumen resultiert. Außerdem ist das entstehende Oxid in diesem Fall leicht flüchtig (z.B. ab etwa 250°C), was zu einer vollständigen oder wenigstens nahezu vollständigen Reaktion der Wirkladung führt und gleichzeitig einen Beitrag zur Druck-Volumenarbeit liefert. Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, ist für die Blast-Wirkladung außerdem ein geringerer Anteil von teuren Nitraminen wie HMX und dergleichen erforderlich als bei herkömmlichen Systemen.The Use of red phosphorus or red phosphorus-containing compounds in the blast active charge of the invention causes a high pressure exponent n in the aforementioned Vielle's Law, which results in accelerated burnout in confined spaces. Furthermore the resulting oxide is easily volatile in this case (e.g. from about 250 ° C), what a complete or at least almost complete Reaction of the active charge leads and at the same time contributes to the pressure volume work. As can be seen from the above description, the blast active charge is also a lower proportion of expensive nitramines such as HMX and the like required as with conventional Systems.
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