DE1209035B

DE1209035B - Solid propellant

Info

Publication number: DE1209035B
Application number: DEA38798A
Authority: DE
Inventors: Keith Ellis Rumbel; Melvin Cohen; Robert Greene Nugent; Arch Chilton Scurlock
Original assignee: Atlantic Research Corp
Current assignee: Atlantic Research Corp
Priority date: 1961-11-11
Filing date: 1961-11-11
Publication date: 1966-01-13

Description

Feststofftreibsatz Die Erfindun- betrifft einen Fesistofftreibsatz mit im Innern desselben eingebetteten, metallischen, der ,-erIchteten Wärineleitung dienenden Einlagen und demzufolge mit erhöhter undloder gesteuerter Ab- brenngeschwindigkeit. Derartige Feststofftreib-Sätze, welche unter anderem in Form von Treibmittelkörnern ausgeführt werden, gelangen insbesondere bei Raketen zur Anwenduna. Auf dein Gebiet der Raketentechnik besteht ein ständig zunehmendes Bedürfnis nach der Entwicklung von Treibsätzen, welche eine erhöhte Antriebswirkung ergeben. Ein Weg, un, diesein Bedürfnis Rechaung zu tragen, liegt in einer Erhöhung der Fülldichte, d. li. in der Füflung eities größeren Teils des Volumens der Raketenniotorkaniiner mit dem Treibsatz. Bei einem derartigen Vorgehen muß jedoch ein hinreichendes Maß der Erzeugung -,on Antriebsgasen gewährleistet bleiben. Wenn sich auch massive, an ihrem Ende abbrennende Feststofifireibsätze durch ihre hohe Füll- dichte aUSZCIChnen, so vnirde ihre Benutzun- jedoch bisher durch ihre.-. ringen Grad der Ei#zeuging von Vortrieb-#(,#iseii beurenzt. Der Grad der Erzeit- na von C - CU zr Vortrichsgasen ist proportional dera Produkt aus der Brenngeschuindiokeit und der Erennfläche des Treib- rnittels bzw. Treib-"it7es. Obwohl es verschiedene Hilfsinitte! _ibt, weiche --Han benutzen kann, um die von Treibniittelniassen zu erhöhen, waren jedoch die bisher erreichten Treib- nicht ausreichend, um eine ail-ei#ieii-,c Benutzung von massi-"en an ihrein Ende abbrennenden Feststofftreibsätzen zu gestatten. C Statt dessen war es vie-,mehr ini allgemeinen not- wendig, Fest-qo.litre;bsätze zu verwenden, welche eine Brenn11:iche aufweisen, die viel größler als ihr Quer- schnitt ist. Derartige Festst,--ffireibs##',tze sind mit einer wein2chenden Durchlücherung versehen, besitzen eine konzentrische, unterteilte, röhreaförinige Ausbildung C zn, weisen eine 1,reLu!Iijri2ii-,e Gestalt auf oder sind in ähnlicher Art aus-,bildet. Wenn auch derartige Fest- stofftreibsätze die -ewi,tiischte arorje Brennfläche C bieten, so "veist ihre Ausbildung jedoch den Nachteil auf, daß durch diese eine Schwächung des Geffiges der Feststofftreibsätze bewirk[ wird. Bei derartigen Fest- stofftreibsätzen muß daher die feste Treibmittelmasse sehr hohen Anforderun-en C hinsichtlich ihrer Festi-- C keiten und anderer physikalischer Eigenschaften gerecht werden, was erhebliche Beschränkungen bezüglich der Art des Materials, welches verwendet werden kaim, zur Folge hat. In vielen Fällen ist es auch erforderlich, daß derartige Feststofftreibsätze C mit besonderen äußeren StUitz- und Versteifun,-s- konstruktionen versehen werden. Um einerseits eine gei:Algend große Abbrennfläche zu schaffen und andererseits die erforderliche Befesti#,ung sowie Festigkeit zu bieten, sieht die USA.-Patentschriit 2 548 926 eine Rakete init einem Feststofftreibsatz vor, welcher eine Anzahl in ringlörmiger Anordnung befindlicher Treibmittelkörner verAältnismäßia a rin- ji Durchmessers aufweist. Die Treibl# -- e ge mittelkörner besitzen dabei eine mittlere Längsbohrung, durch die sich Befestiglingsstübe erstrecken, mittels welcher sie an dem Raketengehällse befestigt sind. Die Befestigungsstäbe sind an ihrer Außenflätche mit einer Wärmeisolierüngsschicht versehen. Abgesehen davon ist zwischen der Innenfläche der Bohrungen der Treibmittelkörner und der AtiP-.eiiiläciie der Befestigungsstäbe ein Ringspalt vorhanden. Durch die Befesti- nasstäbe wird daher der Abbrand der Treib-CU C mittelkörner auch in keiner Weise beeinflußt. Vielmehr brennen die Treibmittelkörner un-eachtet der Be-C festigungsstäbe sowohl an ihrer äußeren Urnfangs-C C fläche als auch an ihrer inneren Bohrungsfläche ab. Solid propellant The invention relates to a solid fuel propellant embedded in the interior of the same, metallic, the , -Designed thermal conduction insoles and consequently, with increased andlor controlled waste burning speed. Such solid propellants, which among other things in the form of propellant grains are carried out, especially with missiles for use. In your field of rocket technology insists constantly increasing need for development of propellants, which have an increased driving effect result. One way to address this need wear lies in an increase in the filling density, i. left in filling eities larger part of the volume of the Raketenniotorkaniner with the propellant. At a however, such an approach must be sufficient Level of generation, guaranteed on propulsion gases stay. Albeit massive, at its end burning solid particles due to their high filling Dense information, however, is their use so far by their. wrestling degree of egg generation from Propulsion - # (, # iseii limited. The degree of Erzeit- na of C - CU zr Vorrichsgasen is proportional to the product of the Brenngeschuindiokeit and the face of the driving rittel or driving "it7es. Although there are different Auxiliary initiate! _ibt soft --Han can use the of propellants allowed increase, however, were the driving forces achieved so far not sufficient to an ail-ei # ieii-, c use of mass- "to her Allow the end of burning solid propellants. C. Instead it was much, more in general necessary agile, hard-qo.litre; paragraphs to use which one Brenn11: Ie that are much larger than their transverse cut is. Such festivals - ffireibs ## ', are with a weeping perforation, have one concentric, subdivided, tubular training C zn, have a 1, reLu! Iijri2ii-, e shape or are in of a similar kind, educates. Even if such festivities fuel propellants the -ewi, tiischte arorje focal surface C. offer, so "their education but the disadvantage veist on that through this a weakening of the structure of the Solid propellants cause. At such festivities fuel propellants must therefore be the solid propellant mass very high requirements C with regard to their festivities- C and other physical properties meet what significant restrictions regarding the type of material that is used become kaim. In many cases it is also required that such solid propellants C. with special outer support and stiffening constructions are provided. On the one hand a gei: to create Algend large Abbrennfläche and on the other hand the required Fixed To #, clothes as well as strength to offer the USA.-Patentschriit provides 2548926 a missile init a solid propellant charge in front of which a number in ringlörmiger arrangement befindlicher propellant grains verAältnismäßia a rin - ji diameter. The propellant medium grains have a central longitudinal bore through which the fastening rods extend, by means of which they are fastened to the rocket casing. The fastening rods are provided with a thermal insulation layer on their outer surface. Apart from that, there is an annular gap between the inner surface of the bores of the propellant grains and the AtiP-.eiiiläciie of the fastening rods. The burning of the propellant CU C medium grains is therefore not influenced in any way by the fastening rods. Instead, burn the propellant grains un-eachtet of loading C attachment rods from both its external Urnfangs-C C surface and on its inner bore surface.

Massive, an ihrem Ende abbrennende Feststofftreibsätze besitzen durchlöcherten und ähnlichen Feststofftreibsätzen gegenüber eine Festigkeit, welche einer völlig massiven Struktur eigen ist, und können außer-C dem an ihren Außenflächen durch die Wandungen der Kammer, in welcher sie benutzt werden, eine Abstützunc, erfahren. Im Vergleich zu durchlöcherten C Feststofftreibsätzen sind bei massiven, an ihrem Ende abbrennenden Feststofftreibsätzen die Bereiche der Arbeitstemperatur weiter, und es können bei ihnen auch Treibmittelmassen verwendet werden, welche einen höheren Impuls erzeugen, ohne daß die Gefahr einer Schwächung ihres physikalischen Aufbaus besteht.Solid propellants that burn at their end have a strength compared to perforated and similar propellants that is inherent in a completely massive structure, and can also experience a support on their outer surfaces by the walls of the chamber in which they are used. Compared to perforated C solid propellants, massive solid propellants that burn at their end have wider working temperature ranges, and propellant masses can also be used with them which generate a higher impulse without the risk of weakening their physical structure.

Gelingt es, eine Erhöhung der wirksamen Abbrenngeschwindigkeit bzw. der Massenabbrenngeschwindigkeit von massiven an ihrem Ende abbrennenden Feststofftreibsätzen auf einen Wert zu erreichen, welcher hoch genug ist, um das Maß der Gasentwicklung in den gewünschten Bereich zu bringen, so besitzen massive Feststofftreibsätze besondere Vorteile, die sie für Anwendungsfälle geeignet machen, für welche sie bisher nicht in Betracht kamen. Gegebenenfalls läßt sich im übrigen durch die Verwendung derartiger Feststofftreibsätze in Verbindung mit anderen Hilfsmitteln zur Vergrößerung der Brennfläche, wie beispielsweise Durchlöcherungen, noch ein beträchtlich höherer Grad der Gasentwicklung, als er bisher erreicht werden konnte, erzielen.If it is possible to increase the effective burning rate or the mass burning rate of massive solid propellants burning at their end to reach a value which is high enough to reduce the level of gas evolution To bring them into the desired area, massive solid propellants have special ones Advantages that make them suitable for use cases for which they have not been used so far were considered. If necessary, by using such Solid propellants in connection with other aids to increase the Focal area, such as perforations, is still a considerably higher one Achieve degree of gas evolution than could previously be achieved.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1090 144 ist allerdings bereits ein Feststofftreibsatz für Raketen bekanntgeworden, welcher durch Einbettung fester Substanzen, die selbst Brenn- oder Explosivstoffkomponenten sind, verursachte höhere Festigkeit aufweist und bei dem die eingebetteten Substanzen eine erhebliche Eigenfestigkeit haben, organischer oder metallischer Natur sind und die Form festigkeitstechnisch zusammenhängender Schichten, Lamellen oder Hohlkörper besitzen. Die festigkeitstechnisch zusammenhängenden Einlagen können dabei verschiedene Ausbildung aufweisen und beispielsweise spiralförinige oder honigwabenartige Gestalt haben. Durch die festigkeitstechnisch zusammenhängenden Einlagen soll in erster Linie eine besonders gute Festigkeit des Treibsatzes erreicht werden. Abgesehen davon und gewissermaßen als Nebenwirkung soll durch die Einlagen auch noch die Abbrenngeschwindigkeit des Feststofftreibsatzes erhöht und/oder gesteuert werden. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß die Einlagen aus einem gut wärmeleitfähigen Metall, z. B. Aluminium, bestehen und infolgedesssen eine Wärmeleitung aus der Abbrandzone in das Innere des Feststofftreibsatzes bewirken.However, due to the German Auslegeschrift 1090 144, a solid propellant for rockets has already become known, which has higher strength caused by the embedding of solid substances that are themselves fuel or explosive components and in which the embedded substances have considerable inherent strength, are organic or metallic in nature and have the form of cohesive layers, lamellae or hollow bodies. The inserts, which are related in terms of strength, can have various designs and, for example, have a spiral or honeycomb-like shape. The strength-related cohesive inserts are primarily intended to achieve particularly good strength of the propellant charge. Apart from this, and to a certain extent as a side effect, the deposits are also intended to increase and / or control the burning rate of the solid propellant charge. For this purpose it is provided that the deposits made of a highly thermally conductive metal, for. B. aluminum, and consequently cause heat conduction from the burn-up zone into the interior of the solid propellant.

Der Feststofftreibsatz gemäß der deutschen Auslegesehrift 1090 144 weist jedoch verschiedene Nachteile auf. So lassen bei ihm die Abbrenngeschwindigkeit und die Zeitspanne bis zum Eintritt des Abbrenngleichgewichtszustandes noch zu wünschen übrig, was seine Ursache in der Ausbildung seiner festigkeitstechnisch zusammenhängenden Einlagen hat. Ferner gestaltet sich eine Herstellung recht schwierig, wobei zu berücksichtigen ist, daß eine feste und dichte Haftung zwischen der Treibmittelmasse und der Einlage erreicht werden muß, daß die Treibmittelmasse nicht porös werden darf und daß sich die verschiedenen Teile der Einlagen nicht voneinander lösen dürfen. Weiterhin wird bei diesem Feststofftreibsatz recht viel Material für die festigkeitstechnisch zusammenhängenden Einlagen benötigt. Schließlich sind bei ihm infolge der festigkeitstechnisch zusammenhängenden Einlagen Röntgenuntersuchungen auch nahezu unmöglich.The solid propellant according to the German Auslegesehrift 1090 144, however, has various disadvantages. For example, the burning rate and the period of time until the burning equilibrium state occurs still leave something to be desired, which is due to the formation of his strength-related deposits. Furthermore, production is quite difficult, taking into account that a firm and tight adhesion must be achieved between the propellant mass and the insert, that the propellant mass must not become porous and that the various parts of the inserts must not become detached from one another. Furthermore, with this solid propellant, a great deal of material is required for the inserts, which are related in terms of strength. After all, because of the insoles, which are related in terms of strength, X-ray examinations are almost impossible for him.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Feststofftreibsatz mit im Innern desselben eingebetteten, metallischen, der gerichteten Wärmeleitung dienenden Einlagen und demzufolge mit erhöhter und/oder gesteuerter Abbrenngeschwindigkeit zu schaffen, welcher den bekannten Feststofftreibsätzen und insbesondere dem Feststofftreibsatz gemäß det deutschen Auslegeschrift 1090 144 hinsichtlich dei Abbrenneigenschaften überlegen ist, in einfacher Weise hergestellt werden kann, nur wenig Material für seine Einlagen benötigt, ohne weiteres mit Röntgenstrahlen untersucht werden kann und noch weitere Vorteile besitzt.The invention is based on the object of creating a solid propellant with metallic inserts which are embedded in the interior and serve the directional heat conduction and consequently with increased and / or controlled burning rate, which the known solid propellants and in particular the solid propellant according to the German Auslegeschrift 1090 144 with regard to dei Burning properties is superior, can be produced in a simple manner, only a small amount of material is required for its insoles, can easily be examined with X-rays and has other advantages.

Hierzu sieht die Erfindung einen Feststofftreibsat2 der in Frage stehenden Art vor, welcher sich in erster Linie dadurch kennzeichnet, daß seine Einlagen Drahtform haben, wobei die maximale Drahtdicke etwa 1.,25 mm und die minimale Drahtlänge etwa 2 mm beträgt, und daß die -Drähte sich achsparallel ganz oder teilweise über die Treibsatzlänge erstrecken. Dabei ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, daß bei Verwendung eines einzigen Drahtes dieser in der Treibsatzmitte und bei Verwendung mehrerer Drähte diese mit Abstand voneinander über den Treibsatzquerschnitt verteilt angeordnet sind.To this end, the invention provides a Feststofftreibsat2 of the type in question before, which is characterized denotes in the first place that its deposits have the form of wire, with the maximum wire thickness is about 1, 25 mm and the minimum length of wire about 2 mm, and that the - Wires extend parallel to the axis in whole or in part over the length of the propellant charge. It is further provided according to the invention that when a single wire is used, it is arranged in the center of the propellant charge, and when several wires are used, these are distributed at a distance from one another over the propellant charge cross-section.

Als auf dem gleichen Prinzip beruhende weitere Lösung sieht die Erfindung vor, daß die Einlagen des neuen Treibsatzes aus einer Vielzahl kurzer Drahtstücke bestehen, die achsparallel oder willkürlich gerichtet in dem Treibsatz eingebettet sind, wobei auch die maximale Drahtdicke etwa 1,25 mm und die minimale Drahtlänge etwa 2 mm beträgt.As a further solution based on the same principle, the invention provides that the deposits of the new propellant charge consist of a large number of short pieces of wire that are axially parallel or arbitrarily embedded in the propellant charge, the maximum wire thickness about 1.25 mm and the minimum Wire length is about 2 mm.

Für Feststofftreibsätze vom Innenbrennertyp mit im Innern desselben eingebetteten Einlagen wird von der Erfindung zur Lösung der gestellten Aufgabe ebenfalls vorgesehen, daß die Einlagen Drahtform haben, wobei die maximale Drahtdicke etwa 1,25 mm und die minimale Drahtlänge etwa 2 mm beträgt, und daß die Drähte radial gerichtet sind.For solid propellants of the internal burner type with inlays embedded inside the same, the invention also provides for the solution of the problem posed that the inlays have the shape of a wire, the maximum wire thickness being about 1.25 mm and the minimum wire length about 2 mm, and that the wires are directed radially.

Hinsichtlich des für die Einlagedrähte der neuen Feststofftreibsätze verwendeten Materials sieht die Erfindung weiterhin vor, daß diese in an sich bekannter Weise aus einem gut wärmeleitfähigen Material bestehen und daß für sie Kupfer oder Silber oder, wie ebenfalls an sich bekannt, Aluminium verwendet wird.With regard to the inlay wires of the new solid propellants The material used, the invention also provides that this is known per se Way consist of a good thermally conductive material and that for them copper or Silver or, as is also known per se, aluminum is used.

Die drahtförmigen Wärmeleiter der Treibsätze gemäß der Erfindung können von Drähten irgendeiner Art gebildet werden. Unter der Bezeichnung »Drähte« sind dabei langgestreckte, dünne, metallische Gebilde zu verstehen, welche nicht unbedingt einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen müssen, sondern auch andere, wie beispielsweise rechteckige, ovale oder ähnliche Querschnittsformen besitzen können.The wire-shaped heat conductors of the propellant charges according to the invention can formed by wires of some kind. Under the label "wires" are to understand elongated, thin, metallic structures, which are not necessarily must have a circular cross-section, but also others, such as may have rectangular, oval or similar cross-sectional shapes.

Die Treibsätze gemäß der Erfindung beruhen auf der Erkenntnis, daß die wirksame Abbrenngeschwindigkeit bzw. Massenabbrenngeschwindigkeit von Feststofftreibsätzen dadurch wesentlich erhöht werden können, daß man in diese metallische Wärmeleiter in Form von Drähten einbettet, und zwar derart, daß die gesamte Oberfläche desjenigen Teiles ' der Drähte, welcher sich im Inneren der Treibsätze beflndet, in inniger Berührung mit der Treibmittelmasse steht. Die erhöhte Abbrenngeschwindigkeit dieser Feststofftreibsätze beruht dabei darauf, daß die metallischen Wärmeleiter, welche ein beträchtlich höheres Wärmeleitvermögen als die Treibmittelmasse oder deren gasförmigeVerbrennungsprodukte aufweisen, eine schnelle Wärmeübertragung von den eine hohe Temperatur aufweisenden Verbrennungsgasen in der Abbrenn-bzw. Flammenzone zu den noch unverbrannten Teilen der Treibmittelmasse der Treibsätze bewirken, wodurch ein schnelles Fortschreiten des Abbrandes längs der metailischen Wärmeleiter stattfindet. Dies wirkt sich dahingehend aus, daß das Maß des Fortschreitens der Abbrennfläche längs der metallischen Wärmeleiter die normale Abbrenngeschwindigkeit des Treibmittels um ein Vielfaches übertrifft.The propellants according to the invention is based on the recognition that the effective burn rate or Massenabbrenngeschwindigkeit can be substantially increased by solid propellant charges, by embedding in this metallic heat conductor in form of wires, in such a manner that the entire surface of the part 'of the wires , which is located inside the propellant charges, is in intimate contact with the propellant mass. The increased burning rate of these solid propellants is based on the fact that the metallic heat conductors, which have a considerably higher thermal conductivity than the propellant mass or its gaseous combustion products, allow rapid heat transfer from the high temperature combustion gases in the combustion or combustion chamber. Flame zone to the still unburned parts of the propellant mass of the propellant charges, whereby a rapid progression of the burn takes place along the metallic heat conductor. The effect of this is that the extent to which the burning surface advances along the metallic heat conductor exceeds the normal burning rate of the propellant many times over.

Bei den Feststofftreibsätzen gemäß der Erfindung wirkt sich der schnelle Abbrandfortschritt längs der drahtförmigen Wärmeleiter dahingehend aus, daß sich in der Umgebung jedes Drahtes in der Abbrennfläche eine Vertiefung bildet, welche die Gestalt eines Kegels mit dem Draht an dessen Spitze aufweist. Die Bildung der Vertiefung setzt sich fort, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist, bei welchem der Scheitelwinkel der Vertiefung an dem Draht und damit die Abbrenngeschwindigkeit längs des Drahtes im wesentlichen konstant bleiben. Die Abbrennfläche schreitet alsdann mit großer Geschwindigkeit längs der vorhandenen Drähte fort. Ferner tritt eine wesentliche Erhöhung des Grades der Gasbildung ein, und zwar infolge der wesentlichen Vergrößerung der Abbrennfläche durch die Bildung der Vertiefungen derselben längs der Drähte.In the solid propellants according to the invention, the rapid combustion progress along the wire-shaped heat conductors has the effect that a depression is formed in the vicinity of each wire in the combustion surface, which has the shape of a cone with the wire at its tip. The formation of the recess continues, until an equilibrium state is reached at which the apex angle of the recess to the wire, and therefore the burning rate along the wire remain substantially constant. The burn-off surface then advances at great speed along the existing wires. Furthermore, there is a substantial increase in the degree of gas formation, as a result of the substantial enlargement of the burning area by the formation of the depressions of the same along the wires.

Bei dem Feststofftreibsatz gemäß der deutschen Auslegeschrift 1090 144 steht infolge der festigkeitstechnisch zusammenhängenden Einlagen desselben eine größere Materiaimenge für den Wärmetransport aus der Abbrennzone in das Innere des Treibsatzes als bei den Feststofftreibsätzen gemäß der Erfindung mit ihren drahtförmigen Einlagen zur Verfügung. Infolgedessen sollte man meinen, daß mit dem bekannten Feststofftreibsatz bessere Abbrandeigenschaften als mit den neuen Feststofftreibsätzen zu erzielen sind. Überraschenderweise ist dies aber nicht der Fall. Vielmehr hat sich durch Vergleichsversuche und Vergleichsberechnungen ergeben, daß die erfindungsgemäßen Feststofftreibsätze dem bekannten Fesistofftreibsatz hinsichtlich der wesentlichsten Abbrandeigenschaften, d. h. der Abbrenngeschwindigkeit und der Erreichung des Abbrenngleichgewichtszustandes, überlegen sind.The solid propellant according to German Auslegeschrift 1090 144 has a larger amount of material available for the heat transport from the burn zone into the interior of the propellant than the solid propellant according to the invention with their wire-shaped inserts. As a result, one would think that better combustion properties can be achieved with the known solid propellant than with the new solid propellant. Surprisingly, however, this is not the case. Rather, through comparative experiments and comparative calculations, it has been shown that the solid propellants according to the invention compared to the known solid propellant with regard to the most essential combustion properties, i.e. H. the burning rate and the achievement of the burning equilibrium state, are superior.

Bei den Vergleichsversuchen und Vergleichsberechnungen wurden übereinstimmende Bedingungen hinsichtlich der Größe, der Form, des Gewichtes und der Zündung der Treibsätze eingehalten. Abgesehen davon wurden auch noch die weiteren Bedingungen gleichgehalten, welche auf den Abbrand der Treibsätze von Einfluß sind. Dabei handelte es sich um die Verwendung des gleichen Treibmittels, die Anwendung der gleichen Treibsatztemperatur, die Aufrechterhaltung des gleichen Verbrennungskammerdruckes und die Verwendun- übereinstimmenden Metalls für die Einlagen.The comparative tests and comparative calculations were consistent Conditions relating to the size, shape, weight and ignition of the Driving charges adhered to. Apart from that, there were also the other conditions kept the same, which are of influence on the burn-up of the propellant charges. It acted it is the use of the same propellant, the application of the same Propellant temperature, maintaining the same combustion chamber pressure and the uses of mismatched metal for the inserts.

Bei den Vergleichsversuchen und Vergleichsberechnungen wurden einerseits die Abbrenngeschwindigkeiten und andererseits die Erreichung des Abbrenngleichgewichtszustandes verglichen. Die Durchführung der Vergleichsversuche und Vergleichsbeiechnungen el sowie deren Ergebnisse sind wie folgt; A. Untersuchung von Abbrenngeschwindigkeiten C C 1. Drahteinlagen- und Streifeneinlagen-Vergleichsversuche Die als Einlagen für die Treibsätze verwendeten Drähte und Streifen bestanden aus dem gleichen Metall, und zwar Silber, und waren in Längsrichtung der Treibsätze angeordnet. Sie wurden in der gleichen Versuchseinrichtung bei gleicher Treibsatztemperatur C, von 56,67-C und bei dem gleichen Verbrennungskammerdruck von 70 kg/cm2 abgebrannt.In the comparative tests and comparative calculations, on the one hand the burning speeds and on the other hand the achievement of the burning equilibrium state were compared. The implementation of the comparative experiments and comparative calculations and their results are as follows; A. Investigation of Burn Rates C C 1. Wire Insert and Strip Insert Comparative Tests The wires and strips used as inserts for the propellant charges were made of the same metal, namely silver, and were arranged in the longitudinal direction of the propellant charges. They were burned in the same test facility at the same propellant temperature C, 56.67-C and at the same combustion chamber pressure of 70 kg / cm2.

Die Versuchsergebnisse sind in der nachstelienden Tabelle zusammengestellt: Tabelle 1 Abbrenn- Querschnius- geschwindig- Abmessungen fläche keit bei 56,67-C und mm mrn2 70 kg/cm2 Ohne Einlage ........... - 1,55 Drahtdurchmesser 0,0965 0,00735 7,24 Streifen 0,114 - 0,300 0,0342 6,48 Streifen 0,0762 - 0,632 0,0481 6,86 Streifen 0,130 - 0,648 0,836 6,10 Streifen 0,0812 - 1,280 0,104 6,22 Drahtdurchmesser 0,178 0,0248 6,86 Streifen 0,180 0,358 0,0645. 5,84 Streifen 0,178 0,605 0,107 5,84 Die Versuchsergebnisse zeigen, daß Drähte mit einem Durchmesser, welcher der Dicke von eine größere Masse darstellenden Streifen entspricht, eine höhere Abbrenngeschwindigkeit als diese erzeugen. Auch zeigen die Versuchsergebnisse, daß die Abbrenngeschwindigkeit bei Veiwendung von Streifen zunehmender Breite gegenüber der Abbrenngeschwindigkeit der Drähte sehr schnell abnimmt. Bei den festigkeitstechnisch zusammenhängenden Schichten, Lamellen und Hohlkörpern, wie Waben- und Spiralstrukturen, des Treibsatzes gemäß der deutschen Auslegeschrift 1090 144 handelt es sich aber praktisch um nichts anderes als um hinsichtlich ihrer Breite verlängerte Streifen. Hieraus folgt, daß durch die Einführung von verhältnismäßig großen Massen an Metall, wie sie bei dem bekannten Treibsatz vorgesehen ist, hinsichtlich der Abbrenngeschwindigkeit wesentlich schlechtere Ergebnisse erzielt werden als mit einem oder mehreren verhältnismäßig dünnen Metalldrähten gemäß der Erfindung.The test results are compiled in the table below: Table 1 Burn-off Cross section speed Dimensions area at 56.67-C and mm mrn2 70 kg / cm2 Without insert ........... - 1.55 Wire diameter 0.0965 0.00735 7.24 Strip 0.114 - 0.300 0.0342 6.48 Strip 0.0762 to 0.632 0.0481 6.86 Strip .130 to .648 0.836 6.10 Stripes 0.0812 - 1.280 0.104 6.22 Wire diameter 0.178 0.0248 6.86 Strip 0.180 0.358 0.0645. 5.84 Stripes 0.178 0.605 0.107 5.84 The test results show that wires with a diameter corresponding to the thickness of strips representing a larger mass produce a higher burning rate than these. The test results also show that the burning rate when using strips of increasing width decreases very quickly compared to the burning rate of the wires. The strength-related coherent layers, lamellae and hollow bodies, such as honeycomb and spiral structures, of the propellant charge according to German Auslegeschrift 1090 144 are practically nothing other than strips that are elongated in terms of their width. From this it follows that the introduction of relatively large masses of metal, as provided in the known propellant charge, results in significantly poorer results with regard to the burning rate than with one or more relatively thin metal wires according to the invention.

2. Drahteinlagen-Honigwabeneinlagen-Vergleichsversuche Bei diesen Versuchen wurde mit einem Treibsatz gearbeitet, welcher eine aus einem einzigen, aus Silber bestehenden Draht mit einem Durchmesser von 0,178 mm bestehende Einlage besaß. Weiterhin ae , langte ein Treibsatz zur Verwendung, welcher mit einer aus Silber bestehenden honigwabenförmigen Einlage ausgerüstet war. Bei der honigwabenförmigeti Einlage handelte es sich um ein handelsübliches Produkt der amerikanischen Firma Hexcel Produets, Inc., in Berkeley, Kalifornien (V. St. A.). Die Wandstärke der einzelnen Teile der honigwabenförmigen Einlage betrug 0,0508 mm.2. Wire insert-honeycomb insert comparative experiments In these experiments, a propellant charge was used which had an insert consisting of a single wire made of silver with a diameter of 0.178 mm. Furthermore, ae, reached a propellant for use, which was equipped with a group consisting of silver honeycomb-shaped insert. The honeycomb-shaped insert was a commercially available product from the American company Hexcel Produets, Inc., of Berkeley, California (V. St. A.). The wall thickness of the individual parts of the honeycomb- shaped insert was 0.0508 mm.

Der Treibsatz mit dem aus Silber bestehenden Einzeldraht brannte bei 56,67'C und 70 kg/CM2 Druck mit einer Geschwindigkeit von 3,35 cm/sec ab. Der Treibsatz, welcher die aus Silber bestehende honigwabenf örmige Einlage besaß, wies dageggen unter den gleichen Bedingungen nur die wesentlich geringere Abbrenngeschwindigkeit von 2,92 cm/sec auf. Dabei hat die drahtförmige Einlage lediglich einen Querschnitt von 0,0248 mm2, die honigwabenförmige Einlage dagegen einen solchen von 1,24 MM2. Aus diesen Vergleichsversuchen ergibt sich daher auch, daß bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Drähten als metallische Einlage hinsichtlich der Abbrenngeschwindigkeit überraschenderweise bessere Ergebnisse erzielt werden als mit einer honigwabenförmigen Einlage, wie sie der bekannte Treibsatz vorsieht, und zwar obwohl oder gerade weil der Querschnitt der drahtförmigen Einlage wesentlich geringer ist als derjenige der honigwabenförmigen Einlage.The propellant charge with the single wire consisting of silver burned at 56.67'C and 70 kg / cm2 pressure at a speed of 3.35 cm / sec. The propellant charge, which had the honeycomb-shaped insert made of silver, had, on the other hand, only the significantly lower burn rate of 2.92 cm / sec under the same conditions. The wire-shaped insert only has a cross-section of 0.0248 mm2, whereas the honeycomb-shaped insert has a cross-section of 1.24 MM2. From these comparative experiments it is therefore also evident that when using wires according to the invention as a metallic insert, surprisingly better results are achieved with regard to the burning rate than with a honeycomb-shaped insert, as provided by the known propellant, even though or precisely because the cross-section of the wire-shaped insert is significantly less than that of the honeycomb-shaped insert.

In diesem. Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß es technisch unmöglich ist, eine honigwabenförmige oder ähnliche Einlage gemäß der deutschen Auslegeschrift 1090 144 in einer so dünnen Wandstärke auszuführen, daß ihr Querschnitt demjenigen eines üblicherweise gemäß der Erfindung verwendeten Drahtes von 0,0508 bis 0,254mm Durchmesser entsprechen würde. Um bei den Abmessungen, welche die Treibsätze bei den Vergleichsversuchen aufwiesen, bei der honigwabenförmigen Einlage den gleichen Querschnitt wie bei dem verwendeten Draht von 0,178 mm Durchmesser zu haben, hätte die Wandstärke der verschiedenen Teile der honi,-wabenförmigen Einlage nur 0,001026 mm, d. h. etwa 1 Mikron an Stelle von 0,0508 mm betragen dürfen. Honigwabenstrukturen mit einer derart dünnen Wandstärke sind aber nicht herstellbar, erst recht läßt sich aber mit ihnen kein Treibsatz aufbauen. Die geringste Wandstärke, welche die Honigwabeneinlage aufweisen darf, um mit ihr einen Treibsatz herstellen zu können, liegt vielmehr bei etwa 0,0508 mm. 3. Drahteinlagen-Spiraleinlagen-Vergleichsberechnungen Diesen, Vergleichsberechnungen wurde ein Treibsatz mit einer aus 19 Drähten bestehenden Einlage zugrunde gelegt. Dieser Treibsatz besaß einen Durchmesser von 95,25 mm, und seine Drähte waren über seinen Querschnitt gleichmäßig verteilt. Die verwendeten Drähte bestanden aus Silber und hatten einen Durchmesser von 0,178 mm. Der Gesaintquerschnitt der Drähte betrug daher 0,473 MM2.In this. It should be noted that it is technically impossible to make a honeycomb-shaped or similar insert according to German Auslegeschrift 1090 144 with such a thin wall thickness that its cross-section would correspond to that of a wire of 0.0508 to 0.254mm diameter usually used according to the invention . In order to have the same cross-section for the honeycomb-shaped insert with the dimensions that the propellant charges had in the comparison tests as for the wire of 0.178 mm diameter used, the wall thickness of the various parts of the honeycomb-shaped insert would have only 0.001026 mm, d. H. may be about 1 micron instead of 0.0508 mm. Honeycomb structures with such a thin wall thickness cannot be produced, however, and they cannot be used to build up any propellant. The smallest wall thickness that the honeycomb insert may have in order to be able to produce a propellant with it is rather around 0.0508 mm. 3. Wire insert-spiral insert comparison calculations These comparison calculations were based on a propellant charge with an insert consisting of 19 wires. This propellant had a diameter of 95.25 mm and its wires were evenly distributed over its cross-section. The wires used were made of silver and had a diameter of 0.178 mm. The total cross-section of the wires was therefore 0.473 MM2.

Weiterhin wurde bei den Vergleichsberechnungen von einem Treibsatz mit einer Spiraleinlage ausgegangen, deren Spiralteile sich in einem den Drähten des Treibsatzes mit Drahteinlagen entsprechenden Abstand voneinander befanden. Die Spiraleinlage besaß dabei eine Gesamtlänge von 312,67 mm und hatte eine nicht zu unterschreitende Dicke von 0,0508 mm. Für die Spiraleinlage ergab sich auf Grund dessen eine Querschnittsfläche von 15,87 MM2.Furthermore, the comparative calculations were based on a propellant charge with a spiral insert, the spiral parts of which were at a distance from one another corresponding to the wires of the propellant charge with wire inserts. The spiral insert had a total length of 312.67 mm and a thickness of 0.0508 mm, which should not be undercut. This resulted in a cross-sectional area of 15.87 MM2 for the spiral insert.

Die Querschnittsfläche und damit die Masse der Spiraleinlage ist damit 33,6mal größer als die Querschnittsfläche und -masse der Drahteinlag--. Unter Berücksichtigung des Ergebnisses der unter 1 und 2 beschriebenen Vergleichsversuche folgte bereits hieraus, daß der Treibsatz mit den Drahteinlagen bessere Abbrenneigenschaften als derjenige mit der Spiraleinlage aufweisen muß.The cross-sectional area and thus the mass of the spiral insert is 33.6 times larger than the cross-sectional area and mass of the wire insert. Taking into account the results of the comparative tests described under 1 and 2, it already follows from this that the propellant charge with the wire inlays must have better burning properties than that with the spiral inlay.

B. Untersuchung von Abbrenngleichgewichtszustand 1. Allgemeine Gesichtspunkte Bei Verwendung von metallischen Wärmeleiteinlagen bilden sich bekanntlich im Bereich derselben an der Abbrennfläche kegel- oder rinnenförmige Vertiefungen, durch welche die Abbrennfläche vergrößert und infolgedessen auch die Abbrenngeschwindigkeit erhöht wird. Erreichen diese Vertiefungen den Rand des Treibsatzes, so findet keine weitere Vergrößerung der Abbrennfläche mehr statt, und es ergibt sich infolgedessen der Gleichgewichtszustand des Abbrennvorganges. Je eher dieser Zustand erreicht wird, um so günstiger ist dies für ein schnelles und gleichmäßiges Abbrennen des Treibsatzes.B. Investigation of the burning equilibrium state 1. General considerations When using metallic heat conducting inserts, it is well known that conical or trough-shaped depressions are formed in the area of the same on the burning surface, through which the burning surface is enlarged and consequently the burning speed is also increased. If these depressions reach the edge of the propellant charge, there is no further enlargement of the burning area and the result is the equilibrium of the burning process. The sooner this state is reached, the more favorable it is for a quick and even burning of the propellant charge.

Während durch die Verwendung von mehreren Drähten als Wärmeleiteinlage von Treibsätzen die nach Erreichen des Abbrenngleichgewichtszustandes herrschende Abbrenngeschwindigkeit gegenüber der Verwendum, eines einzigen Drahtes praktisch nicht gesteigert werden kann, wirkt sich die Verwendung mehrerer Drähte jedoch hinsichtlich eines schnellen Eintritts des Abbrenngleichgewichtszustandes vorteilhaft aus. Außerdem werden hierdurch das Zurückbleiben von Randteilen und das Nachlassen der Abbrennwirkuno, am Ende des abbrennenden Treibsatzes weitgehend vermieden.While by using several wires as a heat conduction insert of propellants that prevail after the combustion equilibrium has been reached Burning speed compared to the use of a single wire is practical cannot be increased, however, the use of multiple wires has a negative impact a rapid occurrence of the combustion equilibrium state is advantageous. aside from that This means that edge parts are left behind and the burning effect diminishes, largely avoided at the end of the burning charge.

Bei dem Feststofftreibsatz gemäß der deutschen Auslegesehrift 1090 144 ergibt sich bei Verwendung von metallischen Einlagen nach einer gewissen Zeit auch ein Abbrenngleichgewichtszustand sowie eine entsprechende Abbrennfläche. Mit einigen wenigen zweckmäßig angeordneten Einzeldrähten können bei den Treibsätzen gemäß der Erfindung aber der Abbrenngleichgewichtszustand sowie die entsprechende Abbrenngleichgewichtsfläche viel schneller erreicht werden. Auch er-ibt sich mit ihnen am Ende des Abbrennvorganges eine wirksamere Verminderung von rückständigen Randteilen sowie ein weniger großes Nachlassen der Abbrennwirkung.In the case of the solid propellant according to the German Auslegesehrift 1090 144, when metallic inserts are used, a burn equilibrium and a corresponding burn surface are obtained after a certain time. However, with the propellant charges according to the invention, the burning equilibrium state and the corresponding burning equilibrium area can be reached much more quickly with a few suitably arranged individual wires. At the end of the burn-off process, they also result in a more effective reduction in residual edge parts and a less significant decrease in the burn-off effect.

Daß dem so ist, ergibt sich aus Berechnungen, mit welchen ein rechnerischer Vergleich zwischenTreibsätzen mit drahtförmigen Einlagen und Treibsätzen mit honigwabenförmigen Einlagen einerseits sowie zwischen Treibsätzen mit drahtförmigen Einlagen und Treibsätzen mit spiralförmigen Einlagen andererseits durchgeführt wurde, und zwar in bezu--. auf die Schnelligkeit des Eintritts des Abbrenngleichgewichtszustandes.That this is the case results from calculations, with which a computational one Comparison between propellants with wire-shaped inlays and propellants with honeycomb-shaped Deposits on the one hand and between propellants with wire-shaped deposits and propellants with spiral inlays on the other hand, namely in bezu--. on the speed at which the combustion equilibrium state occurs.

Wie sich durch Versuche ergeben hat, hängt bei mit Wärmeleiteinlagen versehenen Treibsätzen bei gleichen Treibstoff-Metall-Kombinationen der Zeitraum bis zum Verbrennungsgleichgewicht lediglich von einer Größe Q ab, welche dem maximalen Abstand zwischen dem äußeren Ende des metallischen Wärmeleiters bei der Zündun- und dem am weitesten entiernten Randteil der von diesem Wärmeleiter ausgehenden Vertiefun- bei Erreichen des Gleichgewichtszustandes der Verbrennung entspricht. Um den richtigen Abstand der metallischen Wärmeleiter in dein Treibsatz zu bestimmen, d. h. den Abstand, bei welchem sich der Cre , wünschte Wert für die Größe Q ergibt, ist es erforderlich, die Projektion der Linie 0 in der Zündfläche des Treibsatzes zu betrachten. Die Projektion der Linie Q wird von einer Linie in gebildet. Da die Linie Q den größten Abstand zwischen einem metallischen Wärmeleiter an der Zündfläche und dem am weitesten entfernten Randteil der von diesem hervorgerufenen und bei Erreichen des Abbrenngleichgewichtszustandes vorhandenen Vertiefung darstellt, ist die Strecke m daher auch der maximale in der Zündfläche befindliche Abstand zwischen. diesen. Dies bedeutet, daß bei in Abstand befindlichen Drähten die Größen Q und m durch den Abstand der beiden am weitesten voneinander befindlichen Drähte bestimmt wird. Die inailleinatiselieBeziehungzwischen den Größen Q und m ist wie fol-t: wobei x der Scheitelwinkel zwischen dein metallischen Wärmeleiter und der sich erweiternden Wandun- der durch diesen hervorgerufenen Vertiefung des Treibmittels bei Abbrandgleichgewicht ist. Der Scheitelwinkel der durch den Wärmeleiter hervorgerufenen Vertiefung hängt im übrigen von der durch diesen verursachten Erhöhung der Abbrenngeschwindigkeit ab und wird erst konstant, wenn das Abbrenngleichgewicht erreicht ist. Für die gleiche Gleichgewichtsabbrenngeschwindi-keit ist daher m direkt proportiona, zu Q. As has been shown by experiments, with propellant charges provided with heat-conducting inserts and with the same fuel-metal combinations, the time until combustion equilibrium only depends on a quantity Q , which is the maximum distance between the outer end of the metallic heat conductor at the ignition and the at The furthest removed edge part corresponds to the depression emanating from this heat conductor when the state of equilibrium of the combustion is reached. To determine the correct spacing of the metallic heat conductors in your propellant, i.e. H. the distance at which the Cre , desired value for the quantity Q results, it is necessary to consider the projection of the line 0 in the ignition surface of the propellant charge. The projection of the line Q is formed by a line in. Since the line Q represents the greatest distance between a metallic heat conductor on the ignition surface and the most distant edge part of the depression caused by this and which is present when the combustion equilibrium is reached, the distance m is therefore also the maximum distance between. this. This means that if the wires are at a distance, the quantities Q and m are determined by the distance between the two wires that are furthest from each other. The inailleinatiselie relation between the quantities Q and m is as fol-t: where x is the apex angle between the metallic heat conductor and the widening wall and the deepening of the propellant caused by this at burn equilibrium. The apex angle of the depression caused by the heat conductor also depends on the increase in the burning rate caused by it and only becomes constant when the burning equilibrium is reached. For the same equilibrium burning rate, m is therefore directly proportional to Q.

2. Drahteinlagen- und Honigwabeneinlagenvergleich Für diesen Ver-leich wurden handelsübliche hexagonale Honigwabeneinlagen mit einer Wandstärke von 0,0508 mm zugrunde gelegt. Weiterhin wurde für diesen Vergleich davon ausgegangen, daß an Stelle jeder Zelle der Honigwabeneinlagen je zwei Drähte mit 01178 mm Durchmesser zur Verwendung gelangten. Die unter Berücksichtigung dessen sowie der angegebenen Berechnungsgrundlagen angestellten Berechnungen ergaben, daß sich f ür die Größen Q und m bei Verwendung der Drahteinlagen wesentlich geringere Werte als bei Verwendung der Honigwabeneinla-e er,-eben. Infolgedessen tritt bei derartigen Drahteinlagen auch schneller der Abbrenngleichgewichtszustand als bei der Honigwabeneinlage ein. C 3. Drahteinlagen- und Spiraleinlagenvergleich Für diesen Vergleich wurden die gleichen Treibsätze zugrunde gelegt, welche im Abschnitt A, 3 angegeben sind. Obwohl bei diesen beiden Treibsätzen die Größen Q und in gleich sind, wird bei dem Treibsatz mit Spiraleinlage ein längerer Zeitraum bis zum Eintritt des Abbrenngleichgewichtszustandes benötigt als bei dem Treibsatz mit Drahteinlagen, und zwar weil der Treibsatz mit Spiraleinlage eine geringere Abbrenngeschwindigkeit als derjenige mit Drahteinlagen aufweist. Würde der Treibsatz mit Drahteinlagen einige Drähte mehr als neunzehn besitzen, so würde sich hierdurch eine Verringerung der Größen Q und ni sowie der Zeitspanne bis zum Eintritt des Verbrennungsgleichgewichtszuststides ergeben.2. Wire inlay and honeycomb inlay comparison This comparison was based on commercially available hexagonal honeycomb inlays with a wall thickness of 0.0508 mm. Furthermore, it was assumed for this comparison the fact that instead of each cell of the honeycomb deposits reached two wires to 01178 mm in diameter for use. The considerations and taking into account the specified calculation principles calculations showed that f or the quantities Q and m when using the wire inlays considerably lower values than when using the Honigwabeneinla-e he -eben. As a result, the burning equilibrium state occurs more quickly with such wire inlays than with the honeycomb inlay. C 3. Wire core and spiral core comparison For this comparison, the same propellant charges, which are given in section A, 3 , were used. Although the quantities Q and in are the same for these two propellant charges, the propellant charge with a spiral insert requires a longer period of time before the combustion equilibrium occurs than the propellant charge with wire inserts, namely because the propellant charge with a spiral insert has a lower burning rate than that with wire inserts . If the propellant charge with wire inserts were to have a few wires more than nineteen, this would result in a reduction in the quantities Q and ni as well as the time until the occurrence of the combustion equilibrium state.

Abgeschen von den besonders guten Abbrennei(2enschafteii zeichnen sich die Treibsätze gemäß der Erfindung auch noch dadurch aus, daß sie in sehr einfacher Weise hergestellt werden können. Die Einführung der Einlagedrähte in die Treibmittelmasse sowie die Herstellung einer festen und dichten Haftung zwischen diesen bereitet nämlich keinerlei Schwierikeiten. Ferner wird bei den erfindungsgemäßen Treibsätzen infolgedessen, daß diese Drahteinlagen aufweisen, auch nur wenig Material für deren Einlagen benötiet. Schließlich können die neuen Treibsätze auch #hiie weiteres init Rönt-eiistrahlen untersucht zz werden. Erfindungsgemäß ist bei den neuen Feststofftreibsätzen weiterhin vorgesehen, daß deren Einlagedrähte über die Zündfläche hinausragen und/oder in Vertiefungen in der Zündfläche freigelegt sind. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß schon direkt zu Beginn des Abbrennens der Treibsätze eine -ute Wärmeüber-C tragung durch die Drähte aus der Abbrennzone in das Innere der Treibsätze stattfindet.Apart from the particularly good burn-off properties, the propellant charges according to the invention are also characterized by the fact that they can be manufactured in a very simple manner Difficulties. Furthermore, with the propellant charges according to the invention, the fact that these wire inlays also require little material for their inlays. Finally, the new propellant charges can also be examined with further X-rays. that their inlay wires protrude beyond the ignition surface and / or are exposed in depressions in the ignition surface of propellants stat t finds.

Darüber hinaus ist bei den neuen Feststofftreibsätzen erfindungsgemäß vorgesehen, daß deren Zündfläche der sich beim Gleichgewichtszustand des Abbrennvorganges einstellenden Abbrennfläche entsprechend gestaltet ist. Gegebenenfalls können die Treibsätze bereits sogleich nach ihrer Zündung mit einerihremAbbrenngleichgewichtszustandentsprechenden Abbrenngeschwindigkeit abbrennen, wodurch sich ein vollständig konstanter Abbrand ergibt. Schließlich sieht die Erfindung auch noch vor, daß bei den neuen Feststofftreibsätzen die Einlagedrähte mit einem Metall höheren Schmelzpunktes plattiert sind. Eine derartige Plattierung der Einlagedrähte wirkt sich dahingehend aus, daß diese bei dem Abbrennvorggang nicht so schnell abbrennen bzw. abschmelzen und infolgedessen auch verhältnismäßig weit in die Flammen der Abbrennzone ragen. Hierdurch wird eine besonders gute Wärmeleitung aus der Abbrennzone in das Innere der Treibsätze erreicht.In addition, the new solid propellants are according to the invention provided that their ignition surface is in the equilibrium state of the burning process adjusting burn surface is designed accordingly. If necessary, the Propellant charges immediately after their ignition with a state corresponding to their burning equilibrium Burn down speed, resulting in a completely constant burn results. Finally, the invention also provides that with the new solid propellants the inlay wires are plated with a metal with a higher melting point. Such a one Plating of the inlay wires has the effect that they are burned off do not burn down or melt off as quickly and consequently also relatively extend far into the flames of the burn zone. This results in particularly good heat conduction reached from the burn zone into the interior of the propellant charges.

In den Zeichnun-en sowie der folgenden Beschreibun- sind verschiedene von Treibmittelkörnern aebildete Ausführungsbeispiele der Feststofftreibsätze gemäß der Erfindung dargestellt und beschrieben. Hieraus ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Feststofftreibsätze. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine Bildreihe von Zeitdehneraufnahmen des Abbrennens eines Treibmittelkornes, F i g. 2 eine perspektivische Schnittansicht eines massiven, an einem Ende abbrennenden Treibmittelkornes, in dessen Innerem in willkürlicher Verteilung Drahtstücke geringer Länge angeordnet sind, F i g. 3 eine perspektivische Schnittansicht eines massiven, an einem Ende abbrennenden Treibmittelkornes, in dessen Innerem in Längsrichtung orientiert sowie gleichmäßig verteilt Drahtstücke kurzer Länge angeordnet sind, F i 4 eine perspektivische Schnittansicht eines massiven, an einem Ende abbrennenden Treibmittelkornes mit einem einzigen ununterbrochenen Draht in seinem Inneren, F i g. 5 eine Querschnittsansicht des Treibmittelkornes nach F i g. 4 längs der Linie 5-5 derselben, F i g. 6 eine perspektivische Schnittansicht eines niassiven, an einem Ende abbrennenden Treibmittelkornes mit einer Anzahl von in seinem Inneren angeordneten durchgehenden Drähten, F i g «. 7 eine Endansicht des Treibmittelkornes gemäß F i -. 6, F i 8 und 9 perspektivische Schnittansichten anderer Ausführungsbeispiele der Treibmittelkörtier, F i 10 eine Endansicht eines massiven, an einem Ende abbrennenden Treibmittelkornes mit einer vorgeformten Zündfläche, F i g. 11 einen Längsschnitt des oberen Endes des Treibmittelkornes gemäß F i g. 10 längs der Linien 11-11 derselben, F i g. 12,%?#,eitere Duplikate einer Bildreihe von Zeitdehneraufnahmen des Abbrennens eines Treibmittelkorries, F i g. 13 eine perspektivische Schnittansicht eines mit einer Durchlochuno, versehenen Treibmittelkornes, in dessen Innerem sieh in radialer Anordnung durchgehende Drähte befinden, F i g. 14 einen Querschnitt des Treibmittelkornes nach F i 13 länas der Linie 14-14 derselben, F i g. 15 eine perspektivische Schnittansicht eines mit einer Durchlochung versehenen Treibmittelkornes, in dessen Innerem in Längsrichtung verlaufende durchgehende Drähte angeordnet sind, F i g. 16 einen Querschnitt des Treibmittelkornes nach F i g. 15 längs der Linie 16-16 derselben und F i g. 17 und 18 perspektivische Schnittansichten von noch anderen Ausführungsformen der Treibmittelkörner.In the drawings and the following descriptions, various exemplary embodiments of the solid propellant charges according to the invention, formed by propellant grains, are shown and described. This results in further features and advantages of the solid propellants according to the invention. In the drawings, F i g. 1 shows a series of images of the time expander recordings of the burning off of a propellant grain, FIG. 2 shows a perspective sectional view of a solid propellant grain that burns off at one end, inside which pieces of wire of short length are arranged in an arbitrary distribution, FIG . 3 is a perspective sectional view of a solid propellant grain burning at one end, inside of which pieces of wire of short length are oriented in the longitudinal direction and arranged evenly distributed; , F i g. 5 is a cross-sectional view of the propellant grain according to FIG. 4 along line 5-5 thereof, FIG. 6 is a perspective sectional view of a wet propellant grain that burns off at one end and has a number of continuous wires arranged in its interior, FIG. 7 is an end view of the propellant grain according to FIG . 6, F i 8 and 9 are perspective sectional views of other exemplary embodiments of the propellant capsule, F i 10 an end view of a solid propellant grain burning at one end with a preformed ignition surface, F i g. 11 shows a longitudinal section of the upper end of the propellant grain according to FIG. 10 along lines 11-11 thereof, FIG. 12,%? #, Other duplicates of a series of images of time expander recordings of the burning of a propellant cores, FIG . 13 shows a perspective sectional view of a propellant grain provided with a through-hole, in the interior of which there are continuous wires in a radial arrangement, FIG. 14 shows a cross section of the propellant grain according to FIG. 13 along the line 14-14 of the same, FIG . 15 is a perspective sectional view of a propellant grain provided with a perforation, in the interior of which continuous wires running in the longitudinal direction are arranged, FIG. 16 shows a cross section of the propellant grain according to FIG. 15 along the line 16-16 of the same and FIG. Figures 17 and 18 are perspective sectional views of still other embodiments of propellant grains.

F i g. 1 veranschaulicht graphisch den Abbrennvorgang, welcher stattfindet, wenn ein durchgehender Metalldraht in einem massiven Treibmittelkorn eingebettet ist. Bei den verschiedenen Bildern der F i g. 1 handelt es sich um Duplikate, welche aus einer Bildreihe von Zeitdehneraufnahmen einer tatsächlichen Verbrennung eines massiven Treibmittelkornes ausgewählt sind. In das Treibmittelkorn, weiches eine Dicke von 2 mm, eine Breite von 6 mm und eine Länge von 40 mm besaß, war in axialer Richtung ein Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,127 mm eingebettet. Die Treibmittelmasse umfaßte ein festes Gel, welches aus in einem Weichmacher gelöstem Polyvinylchlorid bestand und in dessen Gefüge ein feinzerkleinertes Oxydationsmittel verteilt war. Bei dem Weichmacher handelte es sich in diesem Falle um Dibutylsebacat, während das Oxydationsmittel von feinzerkleinerternAinmoniumperchloratgebildetwurde. Alle Oberflächen des Treibmittelkornes bzw. Treibmittelstranges mit Ausnahme der an einem Ende derselben befindlichen Brennfläche waren inhibiert. Der eingebettete Draht endete in geringem Abstand von der uninhibierten Endbrennfläche. Die Verbrennung fand in einer Stickstoffatmosphäre bei einem Druck von etwa 71,1 kg/cm2 statt.F i g. 1 graphically illustrates the burning process that takes place when a continuous metal wire is embedded in a solid grain of propellant. In the various images in FIG. 1 is a matter of duplicates, which are selected from a series of images of time expansions of an actual combustion of a massive propellant grain. In the blowing agent grain, which had a thickness of 2 mm, a width of 6 mm and a length of 40 mm, a copper wire with a diameter of 0.127 mm was embedded in the axial direction. The propellant mass comprised a solid gel which consisted of polyvinyl chloride dissolved in a plasticizer and in the structure of which a finely comminuted oxidizing agent was distributed. The plasticizer in this case was dibutyl sebacate, while the oxidizing agent was formed from finely ground ammonium perchlorate. All surfaces of the propellant grain or propellant strand with the exception of the burning surface located at one end of the same were inhibited. The embedded wire ended a short distance from the uninhibited end burn surface. The combustion took place in a nitrogen atmosphere at a pressure of about 71.1 kg / cm2.

Bei den in F i g. 1 dargestellten Bildern ist die Zeit, welche seit der Zündung des Treibmittelstranges verstrichen ist, am unteren Ende jedes Bildes vermerkt. Bei den ersten beiden Bildern A und B und damit bei einer Brenndauer von 0 und 0,35 Sekunden befindet sich der Draht noch vollständig unter der Brennfläche, und diese besitzt ebene Gestalt. Bei dem Bild C, welches den Zustand nach 0,153 Sekunden Brenndauer zeigt, erstreckt sich der Draht etwa 1,2 mm in die Flammenzone, -und die Brennfläche beginnt gerade, sich längs des Drahtes unter Bildung einer Vertiefung auszudehnen. Im Anschluß daran schreitet die Brennfläche, wie die Bilder D bis I zeigen, längs des Drahtes schnell fort, wobei sich ihre Vertiefung ständig vergrößert, bis sich der durch den Gleichgewichtszustand zwischen Brennfläche und Draht bestimmte Winkel der Vertiefung einstellt und konstant bleibt. Von diesem Punkt ab wird dann die Abbrenngeschwindigkeit längs des Drahtes ebenfalls im wesentlichen konstant. Der schnelle Anstieg der Abbrenngeschwindigkeit längs des Drahtes ergibt sich eindeutig durch einen Vergleich der abgebrannten Länge und der verflossenen Brennzeit von 0,153 Sekunden entsprechend den Bildern A bis C und dem abgebrannten Teil sowie der verflossenen Brennzeit von 0,136 Sekunden entsprechend den Bildern D bis L Die große Zunahme der Brennfläche, welche sich durch die Bildung der kegelförmigen Vertiefung ergibt, ist aus den Bildern A bis I ebenfalls zu ersehen.With the in F i g. 1 , the time that has elapsed since the ignition of the propellant strand is noted at the bottom of each picture. In the first two images A and B, and thus with a burning time of 0 and 0.35 seconds, the wire is still completely under the burning surface, and this has a flat shape. In image C, which shows the state after 0.153 seconds of burning, the wire extends approximately 1.2 mm into the flame zone, and the burning surface is just beginning to expand along the wire with the formation of a depression. Subsequently, as shown in Figures D to I, the focal surface progresses rapidly along the wire, its depression constantly increasing until the angle of the depression determined by the state of equilibrium between the focal surface and the wire is established and remains constant. From this point on, the burn rate along the wire will also be essentially constant. The rapid increase in the burning rate along the wire can be clearly seen by comparing the burned length and the elapsed burning time of 0.153 seconds according to Figures A to C and the burned part as well as the elapsed burning time of 0.136 seconds according to Figures D to L. The great increase the focal surface, which results from the formation of the conical depression, can also be seen in Figures A to I.

Wie bereits ausgeführt wurde, muß, bevor ein wirksames Fortschreiten des Abbrennens längs des Drahtes stattfindet, eine kurze Länge des metallischen Wärmeleiters in die Brennzone vorspringen, damit der Draht auf eine genügend hohe Temperatur erwärmt werden kann, um längs seines Pfades das noch unverbrannte Treibmittel zu zünden. Die Länge des erforderlichen Drahtvorsprunges ändert sich mit dem jeweiligen Metall und wird durch Faktoren wie das Wärrneleitvermögen und den Schmelzpunkt des betreffenden Metalls bestimmt. Die Tabelle II zeigt die Länge der erforderlichen Drahtvorsprünge von Drähten verschiedener Metalle, welche in ein massives Treibmittel eingebettet sind, das Polyvinylchlorid, Dibutylsebacat und Ammoniumperchlorat enthält. Tabelle II Silber Kupfer Alu- 1 1 minium Drahtdurchmesser, mm ... 0,127 0,127 0,127 Druck beim Brennvorgang, kg/CM2 ............... 71,1 71,1 71,1 Erforderlicher Drahtvor- sprung zur Einleitung der Flammenfortpflan- zung längs des Drahtes, mm .................. 0,89 1,20 1,32 Um eine positive Wirkung zu erzielen, muß der Draht lang genug sein, um einerseits in die Abbrennzone hineinragen zu können und andererseits ein Fortschreiten der Flammen um eine gewisse Strecke in das unverbrannte Treibmittel, in welchem er eingebettet ist, zu ermöglichen. Es wurde gefunden, daß im allgemeinen das Minimum der Drahtlänge, welche erforderlich ist, um eine merkliche Erhöhung der wirksamen Brenngeschwindigkeit zu erzielen, bei etwa 2 bis 2,5 mm liegt sowie vorzugsweise etwa 5 mm beträgt.As has already been stated, before the burn can proceed effectively along the wire, a short length of the metallic heat conductor must project into the burn zone so that the wire can be heated to a temperature high enough to allow the still unburned propellant along its path ignite. The length of the wire protrusion required varies with the particular metal and is determined by factors such as the thermal conductivity and melting point of the metal in question. Table II shows the length of wire protrusions required from wires of various metals embedded in a solid propellant containing polyvinyl chloride, dibutyl sebacate and ammonium perchlorate. Table II Silver copper aluminum 1 1 minium Wire diameter, mm ... 0.127 0.127 0.127 Pressure during the burning process, kg / CM2 ............... 71.1 71.1 71.1 Required wire feed jump to the introduction the flame propagation tongue along the wire, mm .................. 0.89 1.20 1.32 In order to achieve a positive effect, the wire must be long enough on the one hand to be able to protrude into the burning zone and on the other hand to allow the flame to advance a certain distance into the unburned propellant in which it is embedded. It has been found that generally the minimum wire length required to achieve a significant increase in the effective burn rate is about 2 to 2.5 mm, and preferably about 5 mm.

Wesentliche Erhöhungen der Abbrenngeschwindigkeit ergeben sich durch Verteilung von Drahtstücken kurzer Länge in der Treibmittelmasse. Die Verteilung der Drahtstücke kann dabei beispielsweise durch Mischung derselben mit der Treibmittelmasse vor deren Pressen oder Gießen erfolgen. Bei Treibmittelkömern, welche auf diese Art hergestellt worden sind, nehmen die Drahtstücke im allgemeinen eine mehr oder weniger willkürliche Lage in diesen ein, wie Dieb in F i g. 2 dargestellt ist, wo metallische Drahtstücke 1 in einem Treibmittelkorn 2 eingebettet sind. Wie sich aus der Darstellung in F i g. 2 ergibt, liegt eine großt Zahl der willkürlich in dem Treibmittelkorn verteilten Drahtstücke in einem Winkel zu der Ebene der Zündfläche 3 desselben, welcher wesentlich weniger ah 180' beträgt. Längs der Drahtstücke, welche in einerr. derartigen Winkel liegen, erneuert und erweitert sicfi die Abbrennfläche ständig, und zwar durch dit Bildung von Vertiefungen. Etwas verbesserte Ergeb. nisse bezü-Iich der Erhöhung der Abbrenngeschwindigkeit können noch dadurch erreicht werden, daf die kurzen Drahtstücke in der Treibmittelmasse sc verteilt werden, daß sie in Richtung der Flammen. ausbreitung orientiert sind und damit im wesentlicher senkrecht zu der anfänglichen Abbrennfläche liegen Ein Treibmittelkorn dieser Art ist in F i g. 3 dar. gestellt. Bei diesem Treibmittelkorn 2, welches einc anfängliche Abbrennfläche 3 besitzt, sind in desser Innerem in senkrechter Anordnung zu der Abbrenn. fläche 3 Drahtstücke 1 eingebettet. Die in der Treibmittelniasse verteilten Dralitstücke nüssen weni-stens etwa 2 nim lang sein, um _genügend ti die Flammenzone hineinra-en zu Können und ein #1rksames Fortschreiten der Flammen in das Innere les Treibmittelkornes züi ermöglichen, wie dies bereits )eschrieben wurde. Dralitstücke einer Länge von inni. erzeugen -rößere Abbrenn- e schwindigkeiten C ils Dralitstücke des aleichen Durchmessers mit einer Länge von 2,5 nirn. Eine weitere Verbesserung läßt sich durch die Verwendung noch längerer Draht-;tücke voll beispielsweise 12,5 mm oder mehr erreichen. In gewissem Umfange bestimmt sich die Län-e der Drahtstücke durch die Abinessun"en des Ereibinittelkornes. Im Falle von großen Treibmittel-<örnern können beispielsweise Drahtstücke von 50 mm Län-c oder mehr in denselben anaeordnet werden.Substantial increases in the burning rate result from the distribution of short pieces of wire in the propellant mass. The wire pieces can be distributed, for example, by mixing them with the propellant mass before they are pressed or poured. In the case of propellant cores which have been produced in this way, the pieces of wire generally assume a more or less arbitrary position in them, as is the case with thieves in FIG. 2 shows where metallic wire pieces 1 are embedded in a propellant grain 2. As can be seen from the illustration in FIG. 2 results, a large number of the wire pieces arbitrarily distributed in the propellant grain lie at an angle to the plane of the ignition surface 3 of the same, which is substantially less than 180 ' . Along the pieces of wire, which in a r. Such angles lie, renews and expands the burning surface constantly, namely by the formation of depressions. Somewhat improved results with regard to the increase in the burning rate can still be achieved by distributing the short pieces of wire in the propellant mass sc that they move in the direction of the flames. propagation are oriented and are thus essentially perpendicular to the initial burn surface. A propellant grain of this type is shown in FIG . 3 is shown. In the case of this propellant grain 2, which has an initial burning surface 3 , are arranged in the interior perpendicular to the burning. area 3 pieces of wire 1 embedded. The pieces of twisting agent distributed in the propellant must be at least about two times long in order to be able to rush into the flame zone sufficiently and to enable the flames to progress effectively into the interior of the propellant grain, as has already been described. Dralite pieces a length of inni. generate -higher burn-off speeds of C ils twisted pieces of the same diameter with a length of 2.5 mm. A further improvement can be achieved by the use of even longer wire; malice full example, 12.5 mm or more. To a certain extent, the length of the wire pieces is determined by the size of the blowing agent grain. In the case of large blowing agent grains, for example, wire pieces 50 mm in length or more can be arranged in them.

Die Menge der in die Treibmittehnasse eingebrachten Drahtstücke ist nicht kritisch, obwohl sie einen der Faktoren darstellt, welcher die sich ergebeilde spezifische Erhöhung der Brentigeschwindigkeit bestimmt. Hieraus folgt, daß selbst die Einbringung -iner schi- geringen Menge Drahtstücke eine gewisse Erhöhung der Abbrenngeschwindigkeit bewirken wird. In den meisten Fällen ist es jedoch angebracht, wenigstens etwa 0,5 Gewichtsprozent und vorzugs-#veise N#eiii2steiis etwa 1 Gewichtsprozent der Träbmittelmassi an Dralitstücken einzubringen, um aennenswerte Resultate zu erzielen. Im allgemeinen gilt, daß die wirksame Abbrenngeschwindigkeit um so höher ist, eine je größere Menge von Drahtstücken C einer bestimmten Länge zugegeben wurde. Da jedoch die Zugabe von Drahtstücken die Aufnahme von im wesentlichen inertein Material durch die Treibmittelmasse mit sich brin-t und dadurch deren Gaserzeu-Gu , ngskapazität vermindert, wird in der Praxis durch diesen Umstand die Menge der zuzugebenden Drahtstücke in erheblichem Maße begrenzt. Aus diesem Grunde ist es daher im allgemeinen auch unangebracht, mehr als 5 bis 10 Gewichtsprozent der Treibmittelmasse an Drahtstücken zuzugeben, wenn auch in einigen Fällen mit größeren Mengen gearbeitet werden C C kann. Tabelle III faßt die Ergebnisse zusammen, welche durch die Einbringung kurzer Stücke von Kupferdraht in ein Treibmittelkorii erzielt wurden, welches Polyvinylchlorid, Dibutylsebacat und Amnioniumperchlorat enthielt. Bei den Versuchsergebnissen, welche im Abschnitt B dieser Tabelle zusammengestellt sind, wurde mit einer Treibmittelmasse gearbeitet, welche zusätzlich noch 1 % Kupferchromit als Brennkatalysator aufwies. Bei den Treibmittelkörnern handelte es sich jeweils um einen massiven, an einem Ende abbrennenden Stran- wie er in F i 2 dargestellt ist. Das Abbrennen der Treibmittelkörner -wurde bei einem Druck von 70 kg/cm2 durchgeführt. Tabelle III Menge der Länge der Durchmesser Abbreml- Prozentuale zugegebenen Diahtstücke der Drahtstücke geschwindigkeit Erhöhung Druck- Drahtstücke der Abbrenn- exponent mm mm cm/See geschwindigkeit A keine - - 1,37 - 0,45 1 5,08 0,076 3,13 128 0,45 2 2,54 0,076 2,62 91 0,38 1 2,54 0,076 2,10 53 0,45 B keine - - 2,08 - 0,40 1 2,54 0,076 3,10 49 0,36 2 2,54 0,076 3,60 73 0,40 2 5,08 0,076 4,73 110 0,40 2 2,54 0,127 2,80 34 0,41 Wenn sich auch wesentliche Erhöhun-en der wirksamen Abbrenngeschwindigkeit durch die Verteilunc, von kurzen Drahtstücken in der Treibmitteltnasse ergeben, so wurde gefunden, daß demg ,e_ genüber noch eine weit-chend verbesserte Wirkung zu erzielen ist, wenn man durchgehende Dribte benutzt, die mit der gewünschten Flammenfortpflanzungsrichtung übereinstimniend in Län2srichtung in dem Treibmittelkorn angeordnet sind. Durch derartige Drähte können trotz der Ver\Nendung wesentlich geringerer Metallmengen Erhöhungen der Abbrenngeschwindig-eit des Treibmittelkornes herbei-eführt werden, welche diejenigen mit verteilt angeordneten kurzen Drahtstücken um ein Vielfaches übertreffen. Offensichtlich liegt der Grund für diesen starken Unterschied hinsichtlich der Wirkung darlin, daß im Falle von kurzen Drahtstück-en die Flammen schnell längs jedes Drahtstückes fortschreiten, aber im wesentlichen auf die normale Abbrenngeschwindigkeit der Treibmittelmasse verlan-samt werden, wenn sie den Zwischenraum zwischen dem Ende eines Drahtstückes und dem Anfang des nächsten Dralltstückes zu überbrücken haben. Bei dem durchgehenden Draht schreiten die Flammen dagegen ständi- schnell und ununterbrochen län-s der gesamten Länge der gewünschten Abbrennstrecke fort. Ein weiterer Vorteil der Verwendun- eines durchgehenden Drahtes besteht darin, daß mit diesem ein Minimum an irertem Material von gewöhnlich nicht irehr als 1 Gewichtsprozent der Treibmittelniasse in das Treibmittelkorn eingebracht wird.The amount of wire pieces introduced into the propellant mass is not critical, although it is one of the factors which determines the resulting specific increase in the brine speed. It follows from this that even the introduction of a small amount of pieces of wire will cause a certain increase in the burning rate. In most cases, however, it is appropriate to incorporate at least about 0.5 percent by weight and preferably about 1 percent by weight of the medium mass of twisted pieces in order to achieve noteworthy results. In general, the effective burning rate is higher, a larger amount of each of wire sections of a certain length C was added. However, since the addition of pieces of wire brin-t the absorption of substantially inertein material through the blowing agent composition with and thereby their Gaserzeu-Gu, reduced ngskapazität, the amount of to be added pieces of wire to a considerable extent is limited in practice by this circumstance. For this reason, it is therefore also generally inappropriate to add more than 5 to 10 weight percent of the propellant mass of wire pieces if possible to work in some cases with larger amounts of CC can. Table III summarizes the results obtained by placing short pieces of copper wire in a propellant corii containing polyvinyl chloride, dibutyl sebacate and ammonium perchlorate. In the test results, which are compiled in Section B of this table, a propellant mass was used which also contained 1% copper chromite as a burning catalyst. The propellant grains were each a massive strand that burned off at one end, as shown in Fig. 2. The propellant grains were burned off at a pressure of 70 kg / cm2. Table III Amount of length of diameter deceleration percentage added diaht pieces of wire pieces speed increase pressure Wire pieces of the burn-off exponent mm mm cm / sea speed A. none - - 1.37 - 0.45 1 5.08 0.076 3.13 128 0.45 2 2.54 0.076 2.62 91 0.38 1 2.54 0.076 2.10 53 0.45 B. none - - 2.08 - 0.40 1 2.54 0.076 3.10 49 0.36 2 2.54 0.076 3.60 73 0.40 2 5.08 0.076 4.73 110 0.40 2 2.54 0.127 2.80 34 0.41 Even if there are significant increases in the effective burning rate due to the distribution of short pieces of wire in the propellant wet, it has been found that, compared with this, a far better effect can be achieved if one uses continuous drifts with the the desired flame propagation direction are arranged in the propellant grain coinciding in the longitudinal direction. With such wires, despite the use of significantly lower amounts of metal, increases in the burning rate of the propellant grain can be brought about, which are many times greater than those with short pieces of wire arranged in a distributed manner. Obviously the reason for this large difference in effect is that in the case of short lengths of wire the flames advance rapidly along each length of wire but are slowed down to essentially the normal burning rate of the propellant mass as they pass the gap between the ends a piece of wire and the beginning of the next twisting piece have to be bridged. In the case of the continuous wire, on the other hand, the flames advance constantly, rapidly and uninterrupted along the entire length of the desired burning distance. Another advantage of using a continuous wire is that it introduces a minimum of wasted material, usually not more than 1 percent by weight of the propellant composition, into the propellant grain.

F i -. 4 zeigt ein am Ende abbrennendes Treibmittelkorn 10, in welchem in axialer Anordnung ein durchgel-ender Draht ein-ebettet ist. Der Draht befindet sich in senkrecliter Anordnung zu der Aus-an-sc C abbrentifläche 12. Ferner ist er in Län-srichtun- über-C L' einstimmend mit der Richtung der Flammenausbreitung angeordnet, und er erstreckt sich über die gesamte Strecke der Flammenausbreitung, bei welcher es sich in diesem Falle um die gesamte Länge des Treibmittelkornes handelt. Die Oberflächen des Treibmittelkornes außer seiner Anfangsabbrennfläche 12 können in irgendeiner gewünschten Weise inhibiert sein. F i g. 5 zeigt einen Querschnitt des in F i g. 4 dargestellten Treibmittelkornes. Die Art des Abbrennens eines solchen Treibmittelkornes ist in F i g. 1 veranschaulicht. Sofern dies gewünscht wird, kann auch die Endfläche 16 des Treibmittelkornes uninhibiert bleiben und das Abbrennen des Treibmittelkornes von seinen beiden Endflächen 12 und 16 durchgeführt werden. Die Flammen schreiten dann längs des Drahtes 11 von beiden Enden des Treibmittelkornes fort, wodurch sich eine Verdoppelung des Grades der Gasbildung ergibt.F i -. 4 shows a propellant grain 10 which burns off at the end and in which a continuous wire is embedded in an axial arrangement. The wire is located in senkrecliter arrangement to the off-to-sc C abbrentifläche 12. Further, he in County-srichtun- consistently positioned above-C L 'with the direction of flame propagation, and extends over the entire distance of flame propagation, which in this case is the entire length of the propellant grain. The surfaces of the propellant grain other than its initial burn surface 12 can be inhibited in any desired manner. F i g. 5 shows a cross-section of the in FIG. 4 shown propellant grain. The type of burning of such a propellant grain is shown in FIG. 1 illustrates. If so desired, the end face 16 of the propellant grain can also remain uninhibited and the burning off of the propellant grain can be carried out from its two end faces 12 and 16. The flames then propagate along the wire 11 from both ends of the propellant grain, which results in a doubling of the degree of gas formation.

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, bildet sich in der Abbrennfläche des in F i g. 4 dargestellten Treibmittelkornes, wenn die Flammen längs des Drahtes fortschreiten, eine Vertiefung in Form eines Kegels mit dem Draht an dessen Spitze. Bei dem Fortschreiten der Flammen längs des Drahtes nimmt der Durchmesser der Grundfläche des sich verlängernden Kegels ständig zu und erfaßt mehr und mehr den Querschnittsbereich des Treibmittelkornes. Ist das Treibmittelkorn genügend dünn ausgebildet, so wird von der Grundfläche des Kegels schließlich der gesamte Querschnittsbereich des Treibmittelkornes erfaßt, und es findet eine schnelle Verbrennung der gesamten Treibmittelmasse statt, bis das andere Ende des Drahtes erreicht ist, wonach lediglich ein kleiner, das Ende des Drahtes umgebender Randteil des Treibmittelkornes unverbrannt zurückbleibt.As shown in FIG. 1 can be seen, forms in the burning surface of the in FIG . 4, as the flames advance along the wire, a cone-shaped depression with the wire at its tip. As the flames advance along the wire, the diameter of the base of the elongated cone increases steadily and more and more encompasses the cross-sectional area of the propellant grain. If the propellant grain is made sufficiently thin, the entire cross-sectional area of the propellant grain is covered by the base of the cone, and the entire propellant mass burns quickly until the other end of the wire is reached, after which only a smaller one, the end of the Wire surrounding edge part of the propellant grain remains unburned.

In vielen Fällen und insbesondere, wenn das Treibmittelkorn einen verhältnismäßig großen Querschnitt aufweist, ist es angebracht, in diesem in Abständen eine Anzahl von durchgehenden Drähten anzuordnen, wie dies die F i g. 6 und 7 zeigen. Würde ein Treibmittelkorn, welches im Verhältnis zu seiner Breite eine kurze Länge besitzt, lediglich einen Draht aufweisen, wie dies F i g. 4 zeigt, so hätte das zur Folge, daß beim Fortschreiten der Verbrennung bis zum Ende des Drahtes ein Randteil des Treibmittelkornes zurückbliebe, welcher wesentlich größer als erwünscht wäre. Dies kann jedoch durch Einbringung einer Anzahl von Drähten in das Treibmittelkorn, wie in den F i g. 6 und 7 gezeigt, verhindert werden.In many cases, and especially when the propellant grain has a relatively large cross-section, it is appropriate to arrange a number of continuous wires in it at intervals, as shown in FIG. 6 and 7 show. If a propellant grain, which is short in length in relation to its width, would only have one wire, as shown in FIG. 4 shows, this would have the consequence that, as the combustion progressed to the end of the wire, an edge part of the propellant grain would remain, which would be significantly larger than desired. However, this can be done by inserting a number of wires into the propellant grain, as shown in FIGS. 6 and 7 can be prevented.

Wie bereits ausgeführt, ist es vielfach erwünscht, den Abbrenngleichgewichtszustand, bei welchem der Bereich der Abbrennfläche und infolgedessen auch der Grad der Gasbildung im wesentlichen konstant bleiben, so schnell wie möglich zu erreichen. Wie festgestellt wurde, kann das Eintreten dieses Gleichgewichtszustandes auf verschiedene Weise beschleunigt werden.As already stated, it is often desirable to maintain the state of combustion equilibrium, at which the area of the burn-off surface and consequently also the degree of gas formation remain essentially constant as quickly as possible. As stated the occurrence of this state of equilibrium can occur in various ways be accelerated.

So erhöht die Benutzung einer Vielzahl von Drähten, wie dies die F i g. 6 und 7 zeigen, in starkem Maße die Geschwindigkeit, mit welcher die dem Gleichgewichtszustand entsprechende Abbrennfläche zustande kommt. Wird dagegen nur mit einem einzigen Draht gearbeitet, so nimmt der Teil der Abbrennfläche, welcher sich durch die Bildung der kegelförmigen Vertiefung ergibt, ständig an Größe zu, bis der Umfang der Grundfläche des Kegels die Außenseite des Treibmittelkornes erreicht hat oder die Flammen bis zum Ende des Drahtes fortgeschritten sind, ohne daß der Umfang der Grundfläche der kegelförmigen Vertiefung bis zur Außenseite des Treibmittelkornes fortgc schritten ist, was beispielsweise bei einem Treibmittel kom verhältnismäßig kurzer Länge und großer Breit der Fall ist.Thus, the use of a plurality of wires, as shown in FIG. 6 and 7 show, to a large extent, the speed with which the burning surface corresponding to the equilibrium state is created. If, on the other hand, only a single wire is used, the part of the burn-off surface that results from the formation of the conical recess increases in size until the circumference of the base of the cone has reached the outside of the propellant grain or the flames to the end of the wire have progressed without the circumference of the base of the conical recess progressing to the outside of the propellant grain, which is the case, for example, with a propellant kom relatively short length and large width.

Bei Treibmittelkörnern mit einem einzigen D rab nimmt der Grad der Gasentwicklung ständig zu, bi die Größe der Oberfläche der kegelförmigen Ver tiefung der Abbrennfläche konstant geworden ist. Ein derartige große Zunahme der Gasentwicklung kani für einige Anwendungsfälle von Vorteil sein, ist e aber nicht in denjenigen Fällen, in welchen ein sehne] les Zustandekommen einer konstanten Abbrennfläch, erwünscht ist. Bei der Verwendung einer Vielzahl voi durchgehenden Drähten kommt es dagegen sehne] zu einer Überschneidung der Grundflächen der zu gehörigen, sich bildenden kegelförmigen Vertiefungen und die Größe der Abbrennfläche bleibt nach diese Überschneidung beim Fortschreiten der Flammei längs der Drähte konstant.In the case of propellant grains with a single D rab, the degree of gas evolution increases constantly, bi the size of the surface of the conical recess of the burning surface has become constant. Such a large increase in gas evolution can be advantageous for some applications, but it is not in those cases in which it is desirable to have a constant burning surface. When using a large number of continuous wires, on the other hand, the base areas of the associated conical depressions that are formed tend to overlap and the size of the burning surface remains constant after this intersection as the flame progresses along the wires.

Der Eintritt des Abbrenngleichgewichtszustande kann auch dadurch beschleunigt werden, daß dii Drähte die Zündfläche des Treibmittelkornes um eij kurzes Stück überragen. Bei dem Treibmittelkori gemäß F i g. 4 endet der Draht 11 genau an de Zündfläche 12. Nach der Zündung brennt das Treib mittelkorn zunächst ein kurzes Stück mit der normalei Abbrenngeschwindigkeit der Treibmittelmasse ab, un( zwar bis der Draht mit seinem äußeren Ende genü gend in die heißen Verbrennungsgase vorspringt. Is dies der Fall und wird infolgedessen das vorspringendi Ende des Drahtes ausreichend erwärmt, um das Fort schreiten der Flammen längs des Drahtes einzuleiten so erhöht sich die wirksame bzw. Massenabbrenn geschwindigkeit schnell, bis ein dem Gleichgewichts zustand entsprechendes Maximum erreicht ist. Um da! Fortschreiten der Flammen längs des Drahtes bzw der Drähte schneller einzuleiten, können die Dräht( derart in dem Treibmittelkorn eingebettet sein, da[ sie mit einem ihrer Enden die Zündfläche überragen wie dies in F i g. 6 dargestellt ist, wo sich die Drähte 1.1 ein kurzes Stück über die Zündfläche 12 hinaus er. strecken. In einigen Fällen können allerdings derartig( vorspringende Drahtenden praktische Schwierigkeiter verursachen, und zwar insofern, daß die Möglichkeil besteht, daß sie während der Handhabung der Treib, mittelkörner abbrechen oder sich hinderlich auswirken Dem kann dadurch abgeholfen werden, daß man dit Zündfläche mit Einkerbungen zur Aufnahme der vor. springenden Drahtenden versieht, beispielsweise ir Form von kegelförmigen Vertiefungen 9 od. dgl., ir welche sich die Drahtenden erstrecken, wie dies ir den F i g. 8 und 9 dargestellt ist.The occurrence of the combustion equilibrium state can also be accelerated by the fact that the wires protrude a short distance beyond the ignition surface of the propellant grain. In the propellant cori according to FIG. 4, the wire 11 ends exactly at the ignition surface 12. After ignition, the propellant grain initially burns a short distance at the normal burning rate of the propellant mass, until the wire with its outer end protrudes sufficiently into the hot combustion gases. Is this If, as a result, the protruding end of the wire is heated sufficiently to initiate the progress of the flames along the wire, the effective or mass burning rate increases rapidly until a maximum corresponding to the state of equilibrium is reached The wires can be embedded in the propellant grain in such a way that one of their ends protrudes beyond the ignition surface, as shown in FIG. 6 , where the wires 1.1 overlap a short distance Extend the ignition surface 12. In some cases, however, such (protruding wire ends e cause difficulties insofar as there is the possibility that they break off during the handling of the propellant, medium grains or act as an obstacle. Provides jumping wire ends, for example in the form of conical depressions 9 or the like, ir which the wire ends extend, as shown in FIG . 8 and 9 is shown.

Es hat sich auch herausgestellt, daß die Anbringung von Vertiefungen in der Zündfläche im Bereich dei Drähte vorzugsweise in Form von Kegeln mit dem vorspringenden Teil der eingebetteten Drähte ah Spitze gemäß den F i g. 8 und 9 die Erreichung de5 Abbrenngleichgewichtszustandes beschleunigt. Die5 beruht darauf, daß durch derartige kegelförmige Vertiefungen die Zündfläche der dem Gleichgewichtszustand entsprechenden Brennfläche ähnlicher ist a15 eine anfängliche Zündfläche ebener Gestalt. Dei Abbrenngleichgewichtszustand wird daher auch bei Treibmittelkörnern gemäß den F i g. 8 und 9 schnellei als bei Treibmittelkörnern mit ebener Zündfläche gemäß den F i g. 4 und 6 erreicht.It has also been found that the making of depressions in the ignition surface in the area of the wires is preferably in the form of cones with the protruding part of the embedded wires ah the tip according to FIGS . 8 and 9 accelerates the achievement of the combustion equilibrium state. 5 is based on the fact that such conical depressions make the ignition surface more similar to the combustion surface corresponding to the equilibrium state a15 an initial ignition surface of a plane shape. The burning equilibrium state is therefore also in the case of propellant grains according to FIGS. 8 and 9 are faster than in the case of propellant grains with a flat ignition surface according to FIGS . 4 and 6 reached.

Die schnellste Einstellung des Abbrenngleichgewichtszustandes ergibt sich dann, wenn die Zündfläche derart mit kegelförinigen Vertiefungen versehen ist, daß sie eine Gestalt aufweist, welche mit der dem Gleich-ewichtszustand entsprechenden Gestalt der Brennfläche Übereinstimmt oder dieser sehr nahe kommt, was zur Folge hat, daß sich der Gleichgewichtszustand fast unmittelbar nach der Zündung einstellt. Bei einer derarti-en Ausbildun- der Treibmittelköriier muß der Scheitelwinkel der ke-elförmit, ,en Vertiefungen 1 etwa mit dein Scheitelwinkel derselben bei dein #Gleicb,-ewichtszustand übereinstinInien, und weiterhin müssen sich die kegelförtnigen VertiefL1112en untereinander sowie nut dein Umfang der Treibmittelkörner im #\esentlichen an den aleichen Stellen Überschneiden, an -,velchen sie sich während des Abbrennvorgatiges beim Gleichgewichtszus#and. Überschneiden. Die F i 2. 10 und 11 veranschaulichen ein an einem Ende Abrennendes Trelbmittelkorii, dessen ZÜndfläche 12 in einer solchen Weise mit ke"elförnii##eii Vertielungen versehen ist, daß sie eine Gestalt c Lind c aufweist, #welc#e im wesentlichen mit derjenigen während des Gleichgewichtszustandes Übereinstininit, bei dein der Abbreiiiivor Jang längs der sieben in Abstand befindlichen Drähte 11 dieses Treibri-,ittelkornes fortschreitet. Die kegelförinigen Vertiefungen 9, welche sich von den an ihrer Spitze vorspringenden Drähten ausbreiten, überschneiden sich gegenseiti- sowie init dem Umfanc des Treibmittelkornes unter Bildunc von einwärts aewölbten Graten 24 und auswärts -erichteten Gipielpunkten 25. The fastest setting of the combustion equilibrium state is obtained when the ignition surface is provided with conical depressions in such a way that it has a shape which corresponds to the shape of the combustion surface corresponding to the equilibrium state or comes very close to it, which has the consequence that the equilibrium is established almost immediately after ignition. With such a training of the propellant grains, the apex angle of the ke-elförmit,, en indentations 1 must roughly coincide with the apex angle of the same in the case of the same weight state, and furthermore the conical indentations must be aligned with one another as well as with the circumference of the propellant grains # \ esential overlap in the same places, at -, they overlap during the burning process when adding equilibrium. Overlap. FIGS. 2, 10 and 11 illustrate a trelbmittelkorii separating at one end, the ignition surface 12 of which is provided with ke "elförnii ## eii divisions in such a way that it has a shape c and c, # welc # e essentially with that during the state of equilibrium Übereinstininit in your of Abbreiiiivor Jang along the seven wires located at a distance 11 of this Treibri-, ittelkornes progresses. the kegelförinigen recesses 9 which extend from the protruding at their tip wires overlap mutual and init the Umfanc of the propellant grain with the formation of inwardly arched ridges 24 and outwardly directed summit points 25.

D 1 e Verf orrn im - der Zünd fläche von an einem Ende abbrennenden Treibmittelkörtiern zur Anpassung der-ZD selben an den Abbrenngleichgewichtszustand wird durch verschiedene Faktoren bestimmt, und zwar unter anderem durch die Anzahl und den Abstand der durch-ehenden Drähte, die Art des Metalls, aus welchei-ii die Drähte hergestellt sind, die Dicke dieser Drähte und die Art der jeweiligen Treibmittelmasse. So ändert sich beispielsweise der Winkel der kegelförini- e ii Vertiefumen C mit dem Wärmeleitvermögen I' des jeweiligen Metalls der Drähte, was mit dem Folgenden noch näher erläutert wird. Die maßgeblichen Faktoren für die Vorforniung der Zündfläche sind jedoch verhältnismäßilg einfach und schnell zu bestimmen, und man kann aui Grund dessen die Treibmittelkörner dann mit einer derartigen Z[nichläche versehen. D 1 e procedure in - the ignition surface of propellants burning at one end to adapt the same to the burn equilibrium state is determined by various factors, including the number and spacing of the continuous wires, the type of Metal from which the wires are made, the thickness of these wires and the type of propellant compound. For example, the angle of the conical shape of the recess C changes with the thermal conductivity I 'of the respective metal of the wires, which will be explained in more detail below. The decisive factors for the preforming of the ignition surface are, however, relatively easy and quick to determine, and for this reason the propellant grains can then be provided with such an injection surface.

Tabelle IV zeigt die enorine Erhöhung der wirksinnen Abbrenrigeschwiadigkeit, welche sich durch Einbettun- eines durchgehenden Metalldrabtes in TreibmitteLkörnerii ergibt. Bei den Treibmittelkörnern, welche bei den entsprechenden Versuchen benutzt wurden, handelte es sich um an ihrem Ende abbrennende Körner entsprechend F i 4 mit eine -in -h-i diese ein,rebetteten durchgehenden Draht, welcher sieh in amialer Richtung erstreckte, senkrecht zu der anfäng lichen Breiinfläche lag und hinsichtlich seiner Anord-Z, nun,- mit der Flammenausbreitun-srichtung `äber-C einstimmte. Die massiveTreibmittelmasse der in Frage stehenden Treibmittelkörner umfaßte 12,440/, Polyvinylchlorid, 12,440/, Dibtitylsebacat, 74,63"/, Amnioniumperchlorat und 0,49 0/, eines Stabilisators. Der ein- c bettete Draht hatte in jedem J Falle einen Durchmesser von 0,127 mm. Tabelle TV Abbrenn- Verhältnis von Wärme- schmelz- Dralit geschwindigkeit Abbrenngeschivindigkeit leitvermögen temperatur längs Draht längs Draht zur normalen bzi 650'C ,C oc cm/sec AbbrenrigeschwindIgkeit* CM2/S- Silber ............................ 6,73 5,3 1,23 960 Kupfer ........................... 5,89 4,6 0,90 1083 Wolfram ......................... 4,62 3,6 Offl 3370 Platin ............................ 3,71 2,9 0,-D5 1755 Aluminium ....................... 2,95 2,3 - 0,94 660 Magnesiuin** ..................... 2,44 1,9 0,66 651 Stahl*** ......................... 22,03 1,6 0,064 1460 Die normale Abbrenngeschwindigkeit der Treibmittelmasse betrug 1,27 cm/sec. Es wurde ein aus einem 0,127 mm dicken Magnesiumblech herausgeschnittener Faden mit quadratischem Querschnitt benutzt. Es wurde ein Klavierdraht benutzt. Wie Tabelle IV zeigt, ändert sich die Erhöhung der Abbren ii geschwindigkeit der Treibmittelmasse je nach dem als Wärmeleiter benutzten Metall. Die Eiaenschaften des Metalls, welche offensichtlich seine Wirk- samkeit in erster Linie bestimmen, sind dessen WärmeleItvermögen und Schmelzpunkt. Je hölier das Wärmeleitvermögen des Metalls ist, uni so schneller leitet es die Wärme zu den noch unverbrannten Teilen der Trelbmittelmasse, und je größer ist daher auch die Abbreiiii-escli,%#,iiidigk-eit längs des Drahtes. So bewirkt beispielsweise Silber, welches ein hohes Wärmeleitvermögen von 1,23 cm2/see bei 650#C hat, eine Erhöhung der Abbrenngeschwindi-keit uni 4300/" während Platin infolg e seines i wesent lich - ge ring ge ren Wärmeleitvermögens von nur 0,35 cm*2/sec bei 650'C die Abbrenngeschwindigkeit lediglich -uni 1900/, erhöhte. Höhere Schmelzpunkte des Metalls erhöhen ebenfalls die Wirksamkeit der Drähte, wie ans der Tabelle durch einen Vergleich von Kupfer und Aluminium folgt. Aluminium schmilzt bei einer wesentlich niedrigeren Temperatur als Kupfer und erhöht daher trotz seines etwas höheren Wärmeleitvermö-eiis die Abbrenngeschwnidigkeit län-s des Drahtes nur uni einen wesentlich geringeren Betrag. Andererseits ist Wolfram, welches etwa das gleiche Wärmeleitvermöcen, wie Ma-nesittin aufweist, aber einen viel höheren Schmelzpunkt besitzt, wesentlich wirksamer hinsichtlich der Erhöhun- der Abbrenngeschwindigkeit als dieses. Anscheinend ist es so, daß ein um so längeres Stück des Drahtes in die Flammenzone vorspringt, je höher der Schmelzpunkt des Drahtes liegt, und daß infolgedessen auch ein um so größerer Teil des Drahtes für den Wärmetransport aus den heißen Gasen in das Innere des Treibmittelkornes zur Verfügung steht, eine je höhere Scbmelztemperatur der Draht aufweist.Table IV shows the enormous increase in the effective internal burn rate which results from embedding a continuous metal wire in blowing agent grains. The propellant grains that were used in the corresponding experiments were grains that burned off at their end, corresponding to F i 4 with an -in -hi, embedded continuous wire, which extended in the amial direction, perpendicular to the beginning union Breiinfläche lay and with regard to its arrangement-Z, well, - agreed with the direction of flame propagation `above-C. The massive propellant mass of the propellant granules in question comprised 12.440 ½, polyvinyl chloride, 12.440 ½, dibtitylsebacate, 74.63 "½, amnionium perchlorate and 0.49 ½, of a stabilizer. The embedded wire had a diameter of 0.127 in each case mm. Table TV Burning ratio of heat melting Dralit speed Burning speed conductivity temperature lengthways wire lengthways wire to normal bzi 650'C , C oc cm / sec Burning speed * CM2 / S- Silver ............................ 6.73 5.3 1.23 960 Copper ........................... 5.89 4.6 0.90 1083 Tungsten ......................... 4.62 3.6 offl 3370 Platinum ............................ 3.71 2.9 0, -D5 1755 Aluminum ....................... 2.95 2.3 - 0.94 660 Magnesia ** ..................... 2.44 1.9 0.66 651 Steel *** ......................... 22.03 1.6 0.064 1460 The normal burning rate of the propellant mass was 1.27 cm / sec. A thread with a square cross section cut from a 0.127 mm thick magnesium sheet was used. A piano wire was used. As Table IV shows, the increase in the burning rate of the propellant mass changes depending on the metal used as a heat conductor. The properties of the metal, which obviously determine its effectiveness in the first place, are its thermal conductivity and melting point. The higher the thermal conductivity of the metal, and the faster it conducts the heat to the still unburned parts of the medium mass, and the greater the wear and tear along the wire. Thus, for example, causes silver, which has a high thermal conductivity of 1.23 cm2 / see at 650 # C, has an increase in the Abbrenngeschwindi-ness uni 4300 / "while platinum infolg e of its i Wesent Lich - ge ring ge ren thermal conductivity of only 0, 35 cm * 2 / sec at 650 ° C. the burning rate only increased -uni 1900 / ,. Higher melting points of the metal also increase the effectiveness of the wires, as follows from the table by comparing copper and aluminum. Aluminum melts at a significantly lower temperature Temperature than copper and therefore, despite its somewhat higher thermal conductivity, increases the burning rate along the wire only by a significantly lower amount. On the other hand, tungsten, which has about the same thermal conductivity as Manesittin, but has a much higher melting point, much more effective than this in increasing the burn rate the flame zone projects, the higher the melting point of the wire, and in that as a consequence, a so larger portion is the wire for the heat transfer from the hot gases in the interior of the propellant grain is available, having a depending higher Scbmelztemperatur the wire.

Abnehmende Werte der Wärmeübertragung durch den metallischen Wärmeleiter führen zu einer Vergrößerung des Winkels der kegelförmigen Vertiefung an deren Spitze. Je größer der Kegelwinkel ist, eine um so flachere Gestalt weist die kegelförmige Vertiefung auf, und um so kleiner ist die zur Verfügung stehende Abbrennfläche, womit eine entsprechende Verringerung der wirksamen oder Massenabbrenngeschwindigkeit verbunden ist. Diese Verhältnisse sind in F i g. 12 graphisch veranschaulicht, die photographische Aufnahmen zeigt, welche während des Brennens von Treibmittelkörnern bzw. Treibmittelsträngen mit einem axial eingebetteten durchgehenden Silberdraht a, Aluminiumdraht b, Platindraht c und Stahldraht d gemacht wurden.Decreasing values of the heat transfer through the metallic heat conductor lead to an increase in the angle of the conical depression at its tip. The larger the cone angle, the flatter the shape of the conical depression and the smaller the available burning area, which is associated with a corresponding reduction in the effective or mass burning rate. These relationships are shown in FIG. Fig. 12 is a graph showing photographs taken during the firing of propellant grains with axially embedded continuous silver wire a, aluminum wire b, platinum wire c, and steel wire d .

Für die Drähte können in einigen Fällen mit Vorteil auch Metallegierungen verwendet werden, und zwar insbesondere dann, wenn die Legierungen zu einer Erhöhung des Schmelzpuiiktes führen, ohne das Wärmeleitvermögen in nennenswertem Maß nachteilig zu beeinflussen.In some cases, metal alloys can also be used with advantage for the wires can be used, especially when the alloys cause an increase of the Schmelzpuiiktes lead without the thermal conductivity to a significant extent disadvantageous to influence.

Es wurde gefunden, daß die Wirksamkeit von Metalldrähten aus Silber und Kupfer, welche ein hohes Wärmeleitvermögen, jedoch verhältnismäßig niedrige Schmelzpunkte besitzen, merklich durch ein Plattieren dieser Drähte mit einem Metall mit hohem Schmelzpunkt wie Chrom u. dgl. erhöht werden kann. Das Metall mit dem hohen Schmelzpunkt bildet dann einen Mantel, von welchem das Metall mit dem niedrigen Schmelzpunkt, selbst wenn es bereits geschmolzen ist, umgeben wird und infolgessen einen durchgehenden Pfad geringen Wärmewiderstandes von der Flammenzone in das Innere des Treibmittelkornes ergibt. Dabei gilt generell, daß bei einem Plattierungsmetall mit einem ziemlich geringen Wärmeleitvermögen die Plattierungsstärke zweckmäßig verhältnismäßig dünn ist und beispielsweise in der Größenordnung von bis zu etwa 0,0254 mm, jedoch vorzugsweise noch weniger liegt. Durch dicke Plattierungsschichten kann sich nämlich ein so großer Wärmewiderstand ergeben, daß hierdurch der Vorteil, welcher sich durch Erhöhung der wirksamen Schmelztemperatur des Wärmeleiters ergibt, aufgehoben wird. Zusätzliche Erhöhungen der wirksamen Brenngeschwindigkeit von 5 0/0 und mehr konnten durch die Plattierung von Silber- und Kupferdrähten mit Chromplattierungen ,einer Stärke von 0,00635 und 0,0127 mm erreicht werden. Dabei wurden diese Ergebnisse durch Ab- brennen von Polyvinylehlorid-Treibniittelkörnern bzw. -Treibmittelsträngen erzielt, welche die bereits beschriebene Zusammensetzung aufwiesen und in welchen die kontinuierlichen plattierten Drähte, wie dies F i g. 1 darstellt, axial eingebettet waren.It has been found that the effectiveness of metal wires made of silver and copper, which have high thermal conductivity but relatively low melting points, can be markedly increased by plating these wires with a high melting point metal such as chromium and the like. The metal with the high melting point then forms a jacket by which the metal with the low melting point, even if it is already melted, is surrounded and consequently provides a continuous path of low thermal resistance from the flame zone into the interior of the propellant grain. As a general rule, for a clad metal having a fairly low thermal conductivity, the cladding thickness is suitably relatively thin, for example on the order of up to about 0.0254 mm, but preferably less. This is because thick plating layers can result in such a high thermal resistance that this negates the advantage that results from increasing the effective melting temperature of the heat conductor. Additional increases in effective burning rate of 5 0/0 and more could by plating of silver and copper wires Chromplattierungen be achieved with a thickness of 0.00635 and 0.0127 mm. In this case, these results were obtained by burning waste from Polyvinylehlorid-Treibniittelkörnern or -Treibmittelsträngen, which had the composition described previously and in which the continuous plated wires, as g F i. 1 represents were axially embedded.

Die Dicke des Drahtes oder anderen metallischen Wärmeleiters ist nicht kritisch, da die Erhöhung der wirksamen Abbrenngeschwindigkeit auf dem höheren Wärmeleitvermögen des Metalls gegenüber der Treibmittelmasse beruht. Trotzdem beeinflußt die Dicke des metallischen Wärmeleiters in gewissem Ausmaß den Grad der Erhöhung der Abbrenngeschwindigkeit. So werden beispielsweise die größten Erhöhungen im allgemeinen mit Drähten erzielt, welche eine Dicke von etwa 0,0508 bis 0,254 mm aufweisen, wenn aeuh größere Erhöhungen sowohl mit dünneren als aue mit dickeren Drähten zu erzielen sind.The thickness of the wire or other metallic heat conductor is not critical, since the increase in the effective burning rate is based on the higher thermal conductivity of the metal compared to the propellant mass. Nevertheless, the thickness of the metallic heat conductor affects the degree of increase in the burning rate to some extent. For example, the largest elevations are generally achieved with wires which have a thickness of about 0.0508 to 0.254 mm, when larger elevations can also be achieved with both thinner and thicker wires.

Es wurde festgestellt, daß bei Drücken von 40 kg/ern und mehr der Druckexponent der Brenngeschwindii keit län-s des Wärmeleiterdrahtes mit Zunahme de Wärmeleiterdicke abnimmt. Oberhalb einerbestimmte Dicke des Wärmeleiters, welche von dem jeweilige: Metall und der jeweiligen Treibmittelmasse abhängi wird der Druckexponent sogar geringer als derjenig des Treibmittels selbst. Infolgedessen stellt die Ein bettung von durchgehenden Drähten in das Treit mittelkorn nicht nur ein Mittel zur beträchtliche: Erhöhung der wirksamen Abbrenngeschwindigkeil sondern auch ein Mittel zur gleichzeitigen Vei besserung des Druckexponenten dar. Wo eine Vei besserung des Druckexponenten einen wesentliche. Gesichtspunkt ausmacht, können Drähte von größere Dicke verwendet werden, wenn darin auch die be trächtliche Erhöhung der wirksamen Abbrennge schwindigkeit etwas geringer ist als das erreichbar Maximum derselben. In bestimmten Fällen kann e dagegen wünschenswert sein, das Maximum de möglichen Abbrenngeschwindigkeit zu erreichen. Ge gebenenfalls werden dann die Art und Dicke de Drahtes entsprechend gewählt.It was found that s at pressures of 40 kg / and decreases more the pressure exponent of Brenngeschwindii ness County-s of the heat conductor wire with an increase in de heat conductor thickness. Above a certain thickness of the heat conductor, which depends on the respective metal and the respective propellant mass, the pressure exponent is even lower than that of the propellant itself Abbrenngeschwindigkeil but also a means for the simultaneous improvement of the pressure exponent. Where an improvement of the pressure exponent is essential. Point of view, wires of greater thickness can be used, even if the be considerable increase in the effective Abbrennge speed is slightly less than the maximum achievable same. In certain cases, however, it may be desirable to achieve the maximum de possible burning rate. If necessary, the type and thickness of the wire are then selected accordingly.

Einer der praktischen Gesichtspunkte, welcher ii einigem Maße die Dicke der Wärmeleiterdrähte ein schränken kann, liegt darin, daß es unerwünscht ist derart C große Men _gen an inertem Material in die Treib mittelmasse einzubringen, daß hierdurch eine wesent liche Verminderung der Gaserzeugungskapazität der selben hervorgerufen wird. Aus diesem Gesichtspunk wird es in den meisten Fällen wohl erwünscht sein daß das Maximum der Dicke der Wärmeleiterdräht bei etwa 0,762 bis 1,27 mm liegL Tabelle V faßt die Ergebnisse von Abbrennver suchen zusammen, welche mit an ihrem Ende ab brennenden Treibmittelkörnern erzielt wurden, dii eine F i g. 4 im wesentlichen entsprechende Aus bildung besaßen und in denen ein durchgehende Draht aus Kupfer, Silber, Wolfram bzw. Molybdäi eingebettet war. Die Treibmittelmasse umfaßte 12,44 0/ Polyvinylchlorid, 12,44 0/0 Dibutylsebacat, 74,63 0/ Ammoniumperchlorat und 0,49 0/0 eines Stabilisators Die Versuche wurden bei einem Druck von 70 kg/cm durchgeführt. Die Versuchsergebnisse zeigen. die großi Erhöhung der wirksamen Abbrenngesch,#rindigkeit welche sich durch die Verwendung von eingebettetei durchgehenden Drähten ergibt, die Wirkung unter schiedlicher Drahtdurchmesser und die Verbesserun1 des Druckexponenten bei Erhöhung des Drahtdurch messers. So bewirkte beispielsweise der 0,0762 mu dicke Kupferdraht eine Erhöhung der wirksamei Abbrenngeschwindigkeit um 4110/0 im Vergleich m der Abbrenngeschwindigkeit des Treibmittels alleii und hatte außerdem eine beträchtliche Verbesserunj des Druckexponenten zur Folge. Mit dem 0,254 inn dicken Kupferdraht betrug die Erhöhung der wirk samen Abbrenngeschwindigkeit, wenn sie auch nich ganz so groß war, das Dreifache der normalen Ab brenngeschwindigkeit, während der Druckexponen von 0,43 auf 0,20 vermindert wurde. Bei den anderei geprüften Metallen waren die Verhältnisse ähnlich Wie zu erwarten war, war die maximale Erhöhung de wirksamen Abbrenngeschwindigkeit mit Wolfram unt Molybdän merklich geringer als mit Kupfer und Silber und zwar wegen des beträchtlich geringeren Wärme leitvermögens von Wolfram und Molybdän, wem auch deren -erin- s Wärmeleitveriiiö-Cii durch ihre #n --C C hohen Schmelzpunkte in gewissem Umfange ausgeglichen wurde. Tabelle V Draht- Abbrenn_ Erhöhung der Abbrenn- Druck- durchniesser geschwindigkeit geschwindigkeit exponent mm cill,'sec 010 Bei Kupferdraht Ohne Draht 1,17 0,43 0,02-54 2,84 142 0,75 0,0508 4,57 291 0,58 0,0762 5,97 411 0,35 0,127 5, 15 8 378 0,31 0.178 5,33 357 0,21 0,254 4,52 287 0,20 Bei Silberdraht Ohne Draht 1,12 - 0,45 0,0254 2,06 84 0,87 0,0762 4,57 309 0,60 0,127 5,58 400 0,40 0,178 4J2 323 0,45 0,254 5,28 370 0,15 Bei Wolframdraht Ohne Draht 1,17 - 0,46 0,0254 2,80 140 0,75 0,0762 4,14 254 0,40 0,127 3,94 237 0,33 Bei Molybdändraht Ohne Draht 1,14 - 0,43 0,0762 3,30 189 0,40 0,127 3,81 234 0,32 0,254 3,25 184 0,19 Die eingebetteten metallischen Wärmeleiter üben unabhängig von der speziellen Art oder Zusammensetzung des Treibmittels eine Wirkung aus, wenn auch die spezifische Erhöhung der wirksamen Abbrenngeschwindigkeit in einigem Ausmaß von der jeweiligen Treibmittelzusammensetzung abhängt. Eine Verwendung der metallischen Wärmeleiterdrähte ist bei zusammengesetzten Treibmitteln, welche einen Brennstoff und ein davon unabhängiges Oxydationsmittel aufweisen, wie das bereits beschriebene Polyvinylchlorid-Treibmittel, Treibmittel auf der Basis von Thiokol, Polystyrol sowie Polyester, bei Nitrozellulose-Treibmitteln mit einfacher und doppelter Grundlage, bei Treibmittein aus gepreCtern Ammoniumnitrat tind bei anderen Treibmitteln mö-lich. Tabelle VI veranschaulicht die Wirksamkeit eines durchgehenden 0,172 mm dicken Kupferdrahtes bei an ihrem Ende abbrennenden Treibmittelkörnern verschiedener Zusammensetzung. Tabelle VI Ab- Abbrenn- m1)Drenn- Erhöhung geschwind«,- geschwindig- der Treib- brenn- keit ohNi Abbrenn- mittel druck Draht keit längs geschwindig- Draht keit 1,gfC,112 eiii/see cm/See 01. A 139,2 0,117 0:432 270 B 71,1 0,736 295 300 A # 12,5111, Polyvinylelilorid; 12,50/" Dibutylsebacat; 75010 Amnionitimnitrat (Mahlprodukte von 345018900 Um- drehungen pro Minute ini Verhältnis 1-1 und 0,5"J" zu- gegebenen Stabilisators). 13 # 52,1"/, Nitrozeflulose (12,60/" N); 39,20/" Nitroglyzerin; 6,6 lli', Diätliylplitlial-,it; 2,101" 2-Nitrodipliciiylamin; 0,010/0 Candelillawaclis. Zur weiteren Erläuteruno, der Erfindun soll auch 9 noch naclistehendles Beis-oiel dienen: Es wurde ein massives, zylindrisches, ain Ende abbrennendes Treibmittelkorn mit einein Durchniesser von 48 mm gegossen, wobei in diesem 19 Kupferdrähte mit 0.178ii-im Durchmesser zur Anordnun- -clangten. Die Drähte wurden dabei in der Treibmittelniasse in Abständen voneinander sowie im rechten Wink-el zu der anfänglichen Abbrennfläche des Treibillittelk-ornes an-eordnet. Ferner erstrecken sie sich ununterbrochen durch die gesamte Länge des Treibmittelkornes. Bei der Treibmittelmasse ]la iidelte es sich um ein festes plastifiziertes Polyvinylchloridgel, welches außer Polyvinylchlorid noch Dibtitylsebacat, Ammoniumperchlorat und einen Stabilisator enthielt. Ein 228 mm langer Abschnitt des Treibmittelkornes wurde bei Umgebungstemperatur und einem Druck C Voll 59,5 k_/CM2 stationär abgebrannt. Die wirksame Abbrenngeschwindigkeit betrug 6,85 cm/sec gegenüber der normalen Abbrenngeschwindigkeit der Treibmittelmasse, welche sich nur auf 1,73 cm/sec belief. Die Erhöhung der wirksamen Abbrenngeschwindigkeit betrug daher 2790/,.One of the practical considerations that can limit the thickness of the heat conducting wires to some extent is that it is undesirable to introduce such large amounts of inert material into the propellant that this causes a substantial reduction in the gas-generating capacity of the same . From this point of view, it will in most cases be desirable that the maximum thickness of the heat conductor wires is about 0.762 to 1.27 mm a F i g. 4 essentially had corresponding training and in which a continuous wire made of copper, silver, tungsten or molybdenum was embedded. The propellant composition comprised 12.44 0 / polyvinyl chloride, 12.44 0/0 dibutyl sebacate, 74,63 0 / ammonium perchlorate and 0.49 0/0 of a stabilizer, the experiments were conducted at a pressure of 70 kg / cm performed. The test results show. the great increase in the effective burn rate which results from the use of embedded continuous wires, the effect of different wire diameters and the improvement in the pressure exponent when the wire diameter is increased. For example, the 0.0762 mu thick copper wire caused an increase in the burn rate to wirksamei 4110/0 compared the burn rate of the propellant m alleii and also had a considerable Verbesserunj pressure exponent result. With the 0,254 inn thick copper wire to increase the burn rate was more seeds when she was nich quite as big, three times the normal speed from burning while the Druckexponen was reduced from 0.43 to 0.20. The Anderei tested metals, the proportions were similar, as was to be expected, the maximum increase was de effective burn rate with tungsten molybdenum unt significantly lower than with copper and silver, and because of the considerably lower heat conduction of tungsten and molybdenum who also their -erin - s Wärmeleitveriiiö-Cii was compensated to a certain extent by its #n --C C high melting points. Table V Wire burn increase the burning pressure diameter speed speed exponent mm cill, 'sec 010 With copper wire Without wire 1.17 0.43 0.02-54 2.84 142 0.75 0.0508 4.57 291 0.58 0.0762 5.97 411 0.35 0.127 5, 15 8 378 0.31 0.178 5.33 357 0.21 0.254 4.52 287 0.20 With silver wire Without wire 1.12 - 0.45 0.0254 2.06 84 0.87 0.0762 4.57 309 0.60 0.127 5.58 400 0.40 0.178 4J2 323 0.45 0.254 5.28 370 0.15 With tungsten wire Without wire 1.17 - 0.46 0.0254 2.80 140 0.75 0.0762 4.14 254 0.40 0.127 3.94 237 0.33 With molybdenum wire Without wire 1.14 - 0.43 0.0762 3.30 189 0.40 0.127 3.81 234 0.32 0.254 3.25 184 0.19 The embedded metallic heat conductors exert an effect regardless of the specific type or composition of the propellant, although the specific increase in the effective burning rate depends to some extent on the particular propellant composition. A use of the metal heat conductor wires is in composite propellants, which have a fuel and an independent thereof Oxidant, such as the previously described polyvinyl chloride blowing agents, blowing agents based on Thiokol, polystyrene and polyester in nitrocellulose propellants single and double base, wherein Propellants made from compressed ammonium nitrate are possible with other propellants. Table VI illustrates the effectiveness of a continuous 0.172 mm thick copper wire with different compositions of propellant grains burning at its end. Table VI Off burn-off m1) Drenn- increase quickly, "- the speed- Propellant combustion medium pressure wire speed longitudinal Wiriness 1, gfC, 112 eiii / see cm / lake 01. A 139.2 0.117 0: 432 270 B 71.1 0.736 295 300 A # 12,5111, polyvinyl chloride; 12.50 / " dibutyl sebacate; 75010 Amnionite nitrate (ground products from 345 018 900 um- rotations per minute in ratio 1-1 and 0.5 "J" to- given stabilizer). 13 # 52.1 "/, nitrozeflulose (12.60 /"N); 39.20 / " nitroglycerin; 6,6 lli ', dietliylplitlial-, it; 2.101 "2-nitrodiplicylamine; 0.010 / 0 candelilla waxlis. To further Erläuteruno, the Erfindun also 9 still naclistehendles Bei-oiel is intended: It was poured a solid, cylindrical, combusting ain end propellant grain having Einein Durchniesser of 48 mm, in which 19 copper wires with 0.178ii-in diameter to arrange- - clang. The wires were arranged in the propellant mass at a distance from one another and at right angles to the initial burn area of the propellant grain. Furthermore, they extend uninterruptedly through the entire length of the propellant grain. The propellant mass] was a solid, plasticized polyvinyl chloride gel which, in addition to polyvinyl chloride, also contained dibtityl sebacate, ammonium perchlorate and a stabilizer. A 228 mm long section of the propellant grain was burned stationary at ambient temperature and a pressure C full 59.5 k_ / CM2. The effective burning rate was 6.85 cm / sec compared to the normal burning rate of the propellant mass, which was only 1.73 cm / sec. The increase in the effective burning rate was therefore 2790 /.

Die große Erhöhung der wirksamen Abbrenngeschwindigkeit durch die Einbringung von metallischen Wärmeleitern in die Treibmittelmasse, welche sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Flaminenausbreitung erstrecken, ermöglicht die praktische Anwendung von massiven, am Ende abbrennenden Treibmittelkörnern in vielen Anwendungsfällen, wie beispielsweise in der Raketentechnik, wo ihre Benutzun- bisher unmöglich war. Dies ist auch im Hinblick auf die anderen Vorteile derartiger Treibmittelkörner im Vergleich zu durchlöcherten Treibmittelkörnern, wie deren hohe Fülldichte und große Festigkeit, von großer Bedeutung. Im übrigen können bei derartigen Treibmittelkörnern, ohne die Gefahr einer Schwächung der physikalischen Struktur derselben, Treibmittelmasseii mit höherem Impuls benutzt werden und weitere Bereiche der Arbeitstemperaturen zur Anwendung gelangen.The great increase in the effective burning rate through the Introduction of metallic heat conductors into the propellant mass, which is in the extend substantially over the entire length of the flame spread, allows the practical application of massive, end-burning propellant grains in many applications, such as in rocket technology, where their use was previously impossible. This is more of the same with regard to the other advantages Propellant grains compared to perforated propellant grains such as their tall ones Fill density and great strength, of great importance. In addition, such Propellant grains without the risk of weakening the physical structure same, propellant masses with higher momentum can be used and other areas the working temperatures are used.

Wenn auch die vorausgehende spezielle Beschreibung massive, am Ende abbrennende Treibmittelkörner zum Gegenstand hatte, und zwar wegen der enormen Verbesserung der Abbrenngeschwindigkeit und anderer Eigenschaften derartiger Treibmittelkörner, wie dem Druckexponenten derselben, so kann doch die Erfindung mit großem Vorteil auch bei anderen Arten von Treibmittelkörnern, beispielsweise mit einer Durchlöcherun- verschenen Treibmittel-C körnern, zur Anwendung gelangen. Die Einbringung von Metalldraht in die Treibmittelmasse von durchlöcherten Treibmittelkörnern führt zu einem Treibsatz, welcher mit extrem hoher Geschwindigkeit abbrennt, und zwar infolge des Zusammenwirkens der Erhöhung der wirksamen Abbrenngeschwindigkeit durch die Metalldrähte sowie der Erhöhung der wirksamen Abbrenngeschwindigkeit durch die großen Zünd- und Abbrennflächen, welche sich durch die Durchlöcherungen ergeben. Der Metalldraht kann sich bei derartigen Treibmittelkörnern ununterbrochen längs der gesamten Strecke der Flammenausbreitung erstrecken. Er kann aber auch in Form von kurzen Drahtstücken in der Treibmittelmasse verteilt angeordnet sein. Wie bei den am Ende abbrennenden Treibmittelkörnern bewirken dabei die durchgehenden Drähte eine beträchtlich größere Erhöhung der wirksamen Abbrenngeschwindigkeit als die kurzen Drahtstücke.Albeit the preceding special description massive, at the end Burning propellant grains was the subject because of the enormous improvement the burning rate and other properties of such propellant grains, like the pressure exponent of the same, the invention can still be of great advantage also with other types of propellant grains, for example with a perforated give away propellant-C grains, are used. The contribution of metal wire leads into the propellant mass of perforated propellant grains to a propellant that burns at extremely high speed, namely as a result of the interaction of increasing the effective burning rate the metal wires as well as the increase in the effective burning rate through the large ignition and burning surfaces, which result from the perforations. With such propellant grains, the metal wire can run continuously along its length extend the entire length of the flame propagation. But it can also be in shape be arranged distributed by short pieces of wire in the propellant mass. As in the propellant grains that burn off at the end are responsible for the continuous wires a considerably greater increase in effective burn rate than that short pieces of wire.

Die durchgehenden Drähte können in der Treibmittelmasse des durchlöcherten Treibmittelkornes in der für den jeweiligen Anwendungszweck geeigneten Weise angeordnet werden. So sind beispielsweise bei dem in den F i g. 13 und 14 dargestellten Treibmittelkorn die Drähte 11 in diesem so angeordnet, daß sie sich von einer mittleren Längsbohrung 14 des Treibmittelkomes, deren Wandung einen Teil der Zündfläche bildet, radial bis zum Umfang des Treibmittelkornes erstrecken. Die Umfangsfläche 15 dieses Treibmittelkornes ist inhibiert. Beim Abbrennen des Treibmittelkornes schreiten die Flammen längs der Drähte von der mittleren Bohrung 14 zu der Umfangsfläche 15 schnell fort.The continuous wires can be arranged in the propellant mass of the perforated propellant grain in a manner suitable for the respective application. For example, in the case of the FIG. 13 and 14, the wires 11 are arranged in this so that they extend from a central longitudinal bore 14 of the propellant, the wall of which forms part of the ignition surface, radially to the circumference of the propellant grain. The peripheral surface 15 of this propellant grain is inhibited. When the propellant grain burns off, the flames advance rapidly along the wires from the central bore 14 to the circumferential surface 15.

Die F i g. 15 und 16 zeigen ein am Ende abbrennendes, zylindrisches Treibmittelkorn mit einer mittleren Längsbohrung 14 und einer Vielzahl von durchgehenden Drähten 11, welche parallel zu der Längsbohrung 14 sowie senkrecht zu den Endabbrennflächen 12 und 16 angeordnet sind und sich über die gesamte Länge des Treibmittelkornes erstrecken. Wenn sowohl die Umfangsfläche 15 des Treibmittelkornes als auch die Wandung der mittleren Längsbohrung 14 inhibiert sind, schreiten die Flammen von den beiden Endflächen 12 und 16 des Kornes schnell längs der Drähte 11 fort. Ist jedoch die Wandung der mittleren Längsbohrung ebenfalls uninhibiert, so brennt das Treibmittelkorn auch von dieser Wandung in radialer Richtung ab. Das Fortschreiten der Flammenfront in radialer Richtung erfolgt jedoch dann wesentlich langsamer als das Fortschreiten derselben in axialer Richtung, und zwar wegen des Fehlens von Drähten, welche in radialer Richtung angeordnet sind. Treibmittelkörner der in Frage stehenden Art eignen sich besonders für die Benutzung bei bestimmten Raketen. Der Grund hierfür liegt darin, daß sie ein Abströmen der Verbrennungsgase, welche an dem Ende des Treibmittelkornes erzeugt werden, das dem verschlossenen Ende der Brennkammer der Rakete zugekehrt ist, durch ihre mittlere Längsbohrung 14 ermöglichen.The F i g. 15 and 16 show a cylindrical propellant grain burning at the end with a central longitudinal bore 14 and a plurality of continuous wires 11, which are arranged parallel to the longitudinal bore 14 and perpendicular to the end burning surfaces 12 and 16 and extend over the entire length of the propellant grain. When both the peripheral surface 15 of the propellant grain and the wall of the central longitudinal bore 14 are inhibited, the flames from the two end surfaces 12 and 16 of the grain rapidly advance along the wires 11 . If, however, the wall of the central longitudinal bore is also uninhibited, the propellant grain also burns from this wall in the radial direction. However, the progress of the flame front in the radial direction then takes place much more slowly than the progress of the same in the axial direction, namely because of the lack of wires which are arranged in the radial direction. Propellant granules of the type in question are particularly suitable for use in certain missiles. The reason for this is that they allow the combustion gases, which are generated at the end of the propellant grain facing the closed end of the combustion chamber of the rocket, to flow out through their central longitudinal bore 14.

In vielen Fällen, in welchen Treibmittelkörner zur Anwendung gelangen, ist es wesentlich, daß während der ganzen Verbrennung derselben eine hohe Abbrenngeschwindigkeit vorhanden ist. Dieser Forderung kann dadurch Rechnung getragen werden, daß sich ein ununterbrochener Wärmeleiter im wesentlichen über die gesamte Strecke der Flammenausbreitung innerhalb des Treibmittelkornes erstreckt, wie dies beispielsweise in den F i g. 4, 6, 8, 9, 13 und 15 dar. gestellt ist. Es gibt jedoch auch einige Fälle, in welcher lediglich während eines Teiles des Abbrennvorgange! ein großer Impuls erforderlich ist, beispielsweise bi! sich der vorzutreibende Gegenstand in der Luf befindet, wonach sich dann der Grad der Erzeugung von Verbrennungsgasen vermindern kann. Einei derartigen Forderung kann durch eine Begrenzuni der Länge des metallischen Wärmeleiters Rechnung getragen werden, auf Grund welcher sich dieser nui soweit in der Richtung der Flammenausbreitung er. streckt, wie eine hohe Abbrenngeschwindigkeit er. wünscht ist. Nach Abbrennen des Treibmittelkorne,# längs des Wärmeleiters setzt sich die Verbrennung des. selben dann mit der normalen Abbrenngeschwindig, keit der verwendeten Treibrnittelmasse fort.In many cases in which propellant granules are used, it is essential that a high burn rate be present throughout the combustion thereof. This requirement can be met in that an uninterrupted heat conductor extends essentially over the entire length of the flame propagation within the propellant grain, as shown, for example, in FIGS. 4, 6, 8, 9, 13 and 15 is shown. However, there are also some cases in which only during part of the burning process! a large impulse is required, for example bi! the object to be propelled is in the air, after which the degree of generation of combustion gases can then decrease. Such a requirement can be met by limiting the length of the metallic heat conductor, on the basis of which this only extends so far in the direction of flame propagation. stretches like a high burning speed. wishes is. After the propellant grains have burned off along the heat conductor, the combustion of the same then continues at the normal burn rate of the propellant mass used.

F i g. 17 zeigt ein massives, von einem Ende ab. brennendes Treibmittelkorn mit Drähten 11 als metallischer Wärmeleiter. Die Drähte 11 sind dabei mil der Flammenausbreitungsrichtung übereinstimmend in Län,-srichtung in dem Treibmittelkorn angeordnet. Mit einem ihrer Enden liegen sie dabei an der Zündfläche 12. Sie erstrecken sich von dort aber nicht übei die gesamte Abbrennstrecke des Treibmittelkornes. sondern nur über einen Teil derselben. Das Ab. brennen des Treibmittelkornes erfolgt von der Zündfläche 12 aus infolge der eingebetteten Drähte 11 mil großer Geschwindigkeit bis zu dem inneren Ende derselben. Nach Erreichen des inneren Endes der Drähte 11 setzt sich der Abbrennvorgang mit der normalen Abbrenngeschwindigkeit der verwendeten Treibmittelmasse fort, bis die der Zündfläche 12 gegenüberliegende Endfläche 16 des Treibmittelkornes erreicht ist.F i g. 17 shows a massive one, from one end. Burning propellant grain with wires 11 as a metallic heat conductor. The wires 11 are arranged with the direction of flame propagation coincident in the longitudinal direction in the propellant grain. With one of their ends they lie on the ignition surface 12. They extend from there, but not over the entire burning distance of the propellant grain. but only over part of it. The Ab. Burn of the propellant grain is from the firing surface 12 made because of the embedded wires 11 mil high speed up to the inner end thereof. After reaching the inner end of the wires 11 , the burning process continues with the normal burning rate of the propellant mass used until the end surface 16 of the propellant grain opposite the ignition surface 12 is reached.

Es versteht sich, daß die verschiedenen beschriebenen Maßnahmen, welche man ergreifen kann, um die Abbrenngeschwindigkeit, den Druckexponenten, die Herbeiführung des Abbrenngleichgewichtszustandes u. dgl. zu beeinflussen, wie beispielsweise die Wahl der Metallart und die Dicke des Wärmeleiters, die Benutzung eines einzigen oder einer Anzahl von Wärmeleitern, das Vorspringen der Wärmeleiter über die Zündfläche, die Anwendung von Durchlöcherungen usw., sowohl in den Fällen, in welchen sich die Wärmeleiter ununterbrochen im wesentlichen über die ge. samte Abbrennlänge erstrecken, als auch in den Fällen, in welchen sich die Wärmeleiter nur über einen bestimmten Teil der gesamten Abbrennlänge erstrecken, angewendet werden können.It is understood that the various measures described, which one can take to the burn rate, the pressure exponent, the induction To influence the burn equilibrium state and the like, such as the Choice of metal type and the thickness of the heat conductor, the use of a single one or a number of heat conductors, the protrusion of the heat conductors over the ignition surface, the use of perforations, etc., both in those cases in which the Heat conductors uninterrupted essentially over the ge. extend the entire burning length, as well as in those cases in which the heat conductor is only over a certain Part of the entire burn-off length can be applied.

Für gewisse Anwendungsfälle kann es auch zweckmäßig sein, ein Treibmittelkorn zu verwenden, welches am Anfang des Abbrennvorganges einen verhältnismäßig geringen Impuls erzeugt und von welchem beim weiteren Fortschreiten des Abbrennvorganges ein hoher Impuls erzeugt wird. Für derartige Fälle kann der metallische Wärmeleiter so in dem Treibmittelkorn angeordnet werden, daß er sich mit seinem vorderen Ende in einem bestimmten Abstand von der Zündfläche befindet. Je nach den gegebenen Verhältnissen wird dabei dieser Abstand geringer oder größer gewählt. Ein Beispiel eines derartigen Treibmittelkornes ist in F i g. 18 veranschaulicht, in welcher die Zündfläche mit 12 und die als metallische Wärmeleiter verwendeten Drähte mit 11 bezeichnet sind.For certain applications it can also be useful to use a propellant grain which generates a relatively low pulse at the beginning of the burning process and which generates a high pulse as the burning process continues. For such cases, the metallic heat conductor can be arranged in the propellant grain so that its front end is at a certain distance from the ignition surface. Depending on the given conditions, this distance is selected to be smaller or larger. An example of such a propellant grain is shown in FIG. 18 illustrates, in which the ignition surface is denoted by 12 and the wires used as metallic heat conductors are denoted by 11.

Claims

Claims * 1. Solid propellant with embedded inside the same, metallic, the directed heat conduction serving inserts and therefore with C increased and / or controlled combustion speed keit, dad tirch marked that the Eiilla "ieii have dralite shape, being the maximum D ra li #CI icke et # - "a 1.25 mm and the minimum wire Län, -, e et, # va 2 nim concerns, and that the wires are oh, parallel! in whole or in part; on the '-, frictional extend record length. 1, F. est #, toffti-eibsatz according to claim 1, characterized ö # tß when using an ziL # eii wire this in the middle of the propellant andl at Vcr \ # - eiicl (iii! 2 of several wires spaced them apart over the propellant cross section shares it. FLt - tc.fftro; t .-% s -tz according to one of the claims 1 wul -i. thereby d-ate the wires Raise over and / or through the access area N'ertief [ij "!: Cii In the free- Ic- are. 4. not the Aris-prÜche 1 to 3. dar) -1, # ine Mild- fl # Che #U tszus'tand des discontinuing abbreviation-iji'i - a: #che is designed. 5. one of claims 1 up to 4, thereby germinated, the Drälite with a higher Schnielzpunktes plat- sflid. 6. inU iiii of the same

management deposits and consequently with increased and / or controlled burning rate goodness, because you marked that the deposits CC consist of a large number of short pieces of wire, the axis parallel or arbitrarily directed in that Driftsattz are embedded, with the maximum Dralitdiche etv # "a 1.25 mm and the minimum wire length about 2 mm. 7. Solid propellant of internal burner type with embedded in the inside, metallic, the --directed heat conduction --- serving Ehilagen and consequently only increased and / or controlled Burning rate, characterized by that the deposits have a Diraha shape, the Wire thickness 1.25 rinn and the minimum Dralit length is about 2 minutes, and that the Drälite are directed radially. G. Feststofifreibs, .ltz according to one of the claims 1 to 7, i-iOtircb that the insert iii ail himself in a lavish way pus a -tit --Metall exist and that Ilftr these copper or silver or, as always see known aluminum is used.

Considered a Dr-tielzsellriften: I - P German AitslecoDeselirijrt No. 1090 144; USA.-Patei-itsellrif.t No. 2 548 926.