DE1571251A1 - Non-hygroscopic and perchlorate-free or low-perchlorate composite double-base solid propellant - Google Patents

Non-hygroscopic and perchlorate-free or low-perchlorate composite double-base solid propellant

Info

Publication number
DE1571251A1
DE1571251A1 DE19661571251 DE1571251A DE1571251A1 DE 1571251 A1 DE1571251 A1 DE 1571251A1 DE 19661571251 DE19661571251 DE 19661571251 DE 1571251 A DE1571251 A DE 1571251A DE 1571251 A1 DE1571251 A1 DE 1571251A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
perchlorate
hygroscopic
rocket propellant
propellant according
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19661571251
Other languages
German (de)
Inventor
Hiltmar Dipl-Chem Dr Schubert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bundesrepublik Deutschland
Original Assignee
Bundesrepublik Deutschland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bundesrepublik Deutschland filed Critical Bundesrepublik Deutschland
Publication of DE1571251A1 publication Critical patent/DE1571251A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/04Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive
    • C06B45/06Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component
    • C06B45/10Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component the organic component containing a resin
    • C06B45/105The resin being a polymer bearing energetic groups or containing a soluble organic explosive

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

Nicht hygroskopischer und perehloratfreier bzw. perchloratarmer Pomposite-Double-Base-Pesttrebstoffa Composite-Festtreibstoffe bestehen im allgemeinen aus einem organischen makromolekularen Stoff wie beispielsweise Polyester, Polybutadien oder Polyurethan und Ammonium-9 Kalium- oder Lithium-Perehlorata Den Salzen kann zur Leistungserhöhung noch Metallpulver zugesetzt werden. Die Sauerstoffbilanz dieser Kompositionen liegt im allgemeinen zwischen -10 und -50. Non- hygroscopic and perehlorate-free or low-perchlorate pomposite-double-base-Pesttrestoffa composite solid propellants generally consist of an organic macromolecular substance such as polyester, polybutadiene or polyurethane and ammonium-9, potassium or lithium perehlorata. Metal powder can also be added to the salts to increase performance will. The oxygen balance of these compositions is generally between -10 and -50.

Die hier genannten leistungsstarken Raketentreibstoffe erzeugen korrodierende Ohlorwasserstoffgase. Aus diesen und logistischen Gründen ist es erwünscht, Composite-Treibstoffe herzustellen, die keine oder nur geringe Mengen an Ferohloratsalzen enthalten.The powerful rocket fuels mentioned here generate corrosive ones Hydrogen chloride gases. For these and logistical reasons it is desirable to use composite fuels produce that contain no or only small amounts of Ferohloratsalzen.

Bei Verwendung von Ammoniumnitrat (Sauerstoffbilanz +20) als Sauerstoffträger können nur sehr leistungsschwache Treibsätze hergestellt werden, die außerdem stark hygroskopisch sind und zur Rißbildung infolge der Phasenumwandlungen des Ammoniumnitrats neigen. Die ungünstige Sauerstoffbilanz des Ämmoniumnitrats kann durch Verwendung von sauerstoffhaltigen organischen Bindern ausgeglichen werden, wie beispielsweise bei ammoniumnitrathaltigen Composite-Double-Base Typen, bei denen als Binder Nitrocellulose oder Polyvinylnitraty Nitroglycerin und Polyurethan verwendet wird. Auch bei Anwendung dieses Binders bleiben die Treibsqtze mit Ammoniumnitrat hygroskopisch; außerdem zeigt das Ammoniumnitrat kein günstiges Abbrandverhalten im Verband mit den anderen Treibstoffkomponenten.When using ammonium nitrate (oxygen balance +20) as an oxygen carrier only very inefficient propellants can be produced, which are also strong are hygroscopic and cause cracking due to the phase changes of the ammonium nitrate tend. The unfavorable oxygen balance of ammonium nitrate can be reduced by using be balanced by oxygen-containing organic binders, such as at Composite double-base types containing ammonium nitrate, with nitrocellulose as a binder or polyvinyl nitrate nitroglycerin and polyurethane is used. Even when used With this binder, the propellants with ammonium nitrate remain hygroscopic; aside from that the ammonium nitrate shows no favorable combustion behavior in association with the others Fuel components.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Treibstoffkompositionen des Composite-Double-Base-Typs zu sebaffen9 die keine oder nur geringe Mengen an Chlorwasserstoff im Abgas enthalten, nicht hygroskopisch sind und in ihrer Leistung den gebräuchlichen Composite-Festtreibstoffen gleichkommen.The invention is based on the object of fuel compositions of the composite double-base type to sebaffen9 the little or no amounts of Contain hydrogen chloride in the exhaust gas, are not hygroscopic and in their performance equal to the usual composite solid propellants.

Berechnungen und auch Erprobungen von Raketentreibsätzen bezüglich ihrer Leistung haben gezeigt, daß eine optimale Leistung nur bei einer unvollständigen Verbrennung erreicht wird. (Siehe Barrere, Raketenantriebe, Amsterdam 1961, S.234). Insbesondere gilt dies bei metallpulverhaltigen Treibsätzen (Siehe Klager, Eigenschaften von Festtreibstoffen für Trägerraketen, Raketentechnik und Raumfahrtforschung Band 5 (196:1) S. 82)o Man erhält optimale Leistungswerte, wenn soviel Sauerstoff vorhanden ist, daß theoretisch das Metall zu Metalloxid, Kohlenstoff zu Kohlenmonoxid und der Wasserstoff zu einem Drittel zu Wasser verbrennen könnte. Betrachtet man von diesem Standpunkt den "verfügbaren" Sauerstoff von Verbindungen, so können verschiedene organische Stoffe mit negativer Sauerstoffbilanz trotzdem als Sauerstofflieferanten im obigen Sinne gelten. Dementsprechend nennen wir die Zahle welche angibt, wieviel Gramm Sauerstoff in 100 g eines Stoffes zur Verbrennung des Kohlenstoffs zu Kohlenmonoxid und einem Drittel des vorhandenen Wasserstoffs zu Wasser mangeln oder bereits überschüssig enthalten sind die "partielle Sauerstoffbilanz" (0 Bilanz narta) Gegenstand der_Erfindung ist ein nichthygroskopischer und perchloratfreier bzwa perchloratarmer Composite--Double-Base Raketentreibsatz, der gekennzeichnet ist durch einen Binder bzwo ein Bindersystem mit einer "reduzierten Sauerstoffbilanz" von größer als minus 15 und einer oder mehrerer organischer kristalliner Verbindungen mit positiver "reduzier-_ter Sauerstoffbilanz" wie beispielsweise Iiexoben, Oktogen, Nitropenta, Pentaerythrittrinitrat, Äthylendinitramin uswo Es können also nicht hygroskopische, chemo stabile und kristalline Verbindungen mit Schmelzpunkten'oberhalb von 500C mit positiver Part. 0-Bilanz mit Vorteil in Compositefesttreibstoffen eingesetzt werden, wenn der Binder bzwo die einzelnen Binderkomponenten zusammen selbst soviel organisch gebundenen Sauerstoff besitzen, daß der Binder theoretisch nahezu vollständig zu CO und ein Drittel des Wasserstoffs zu H20 verbrennen könnte (0--Bilanzpart > -15)- Beispielsweise können folgende kristalline Verbindungen verwendet werden: Verbindung O-Bilo 0-Biloparto Trimethylolnitromethan- trinitrat 0 +33,6 Nitropenta -10,1 +30,0 Pentaerythrittrinitrat -26,5 +20,7 Hexogen und Oktogen -21,6 +14,4 Dinitrodioxyäthyl- oxamiddinitrat -18,0 - +13,1 Dioxiäthylnitramin- dinitrat -26,6 +1191 Äthylendinitramin -32,0 +10,7 Zur wesentlichen Leistungserhöhung können Metallpulver, wie Aluminium--, Bor-, Magnesium und/oder Berylliumpulver bis zu 20 Gew.-%, insbesondere Aluminiumpulver bis zu 20 GewQ-%, der Mischung zugefügt werden. Zur Aufbesserung der Sauerstoffbilanz und des Abbrand-- verhaltens können auch nichthygroskopische Nitrate der A1-. kalimetalle Kalium, Strontium oder Barium in Mengen bis zu 15 % der Treibstoffkombination zugesetzt werden. Ist ein be- grenzter Einsatz von Perehloratsalzen möglich, so können obengenannte Verbindungen auch in Kombination mit Ammonium-.. Kalium-- bzwo Eithiumperohlorat eingesetzt werden. Die Raketentreibstoffe gemäß der Erfindung können Ab- brandmoderatoren wie Kupferehromit, Siliziumdioxid, Bleisalze organische Säuren uswo und/oder Stabilisatoren wie z.B. "Centralit" oder "Akardit" enthalten. B e i s p i e 1 Füllstoff bestehend aus: 22,3 % Hexogen 10 % Bariumnitrat 997 % SiO2 + Mgo 10,0j Aluminiumpulver (98 %ig) 43 % Feststoff : 0--Bilanz : -.24g8 0-Bilanzpart. : - 5 g 7 Binder bestehend aus 10p9 % Polyester 3t4 % Hexamethylendiisocyanat 096 % Be- und Vernetzer 0,1 % Centralit I 30,0 ä Nitroglycerin 12,0 % Polyvinylnitrat 57e0 ö Binder : 0-Bilanz : -69 0-Bilanzpart. : W 3,86 Der Treibsatz hat demnach -eine 0-Bilanz von --50 jedoch eine fast ausgeglichene reduzierte 0--Bilanz von -4,7.Calculations and tests of rocket propellants with regard to their performance have shown that optimum performance can only be achieved with incomplete combustion. (See Barrere, rocket drives, Amsterdam 1961, p.234). This applies in particular to propellants containing metal powder (see Klager, Properties of Solid Propellants for Carrier Rockets, Rocket Technology and Space Research Volume 5 (196: 1) p. 82). Optimal performance values are obtained when there is so much oxygen that theoretically the metal turns into metal oxide, carbon to carbon monoxide and one third of the hydrogen could burn into water. If the "available" oxygen of compounds is considered from this point of view, various organic substances with a negative oxygen balance can nevertheless be regarded as oxygen suppliers in the above sense. Accordingly, we call the number which indicates how many grams of oxygen in 100 g of a substance to burn the carbon to carbon monoxide and a third of the existing hydrogen to water are lacking or are already contained in excess Non-hygroscopic and perchlorate-free or low-perchlorate composite - double-base rocket propellant, which is characterized by a binder or a binder system with a "reduced oxygen balance" of greater than minus 15 and one or more organic crystalline compounds with a positive "reduced oxygen balance" such as Iiexoben, octogen, nitropenta, pentaerythritol trinitrate, ethylenedinitramine, etc. So non-hygroscopic, chemically stable and crystalline compounds with melting points above 500C with a positive Part. 0 balance can be used with advantage in composite solid fuels if the binder or where the individual binder components together themselves have so much organically bound oxygen that the binder theoretically almost completely converts to CO and a third of the hydrogen H20 could burn (0 - balance part > -15) - For example, the following crystalline compounds can be used: Connection O-Bilo 0-Biloparto Trimethylolnitromethane trinitrate 0 +33.6 Nitropenta -10.1 +30.0 Pentaerythritol trinitrate -26.5 +20.7 Hexogen and Octogen -21.6 +14.4 Dinitrodioxyethyl oxide dinitrate -18.0 - +13.1 Dioxiäthylnitramin- dinitrate -26.6 +1191 Ethylenedinitramine -32.0 +10.7 Metal powder, such as aluminum, boron, magnesium and / or beryllium powder up to up to 20% by weight, in particular aluminum powder up to 20% by weight, added to the mixture. To improve the oxygen balance and the burn-up - non-hygroscopic nitrates of the A1-. Potassium metals Potassium, strontium or barium in amounts up to 15% of the fuel combination can be added. Is a loading limited use of perehlorate salts possible, so can the above compounds also in combination with ammonium .. Potassium or Eithium Perohlorat can be used. The rocket propellants according to the invention can ab- fire moderators such as copper chromite, silicon dioxide, lead salts organic acids uswo and / or stabilizers such as "Centralite" or "Akardite" included. Example 1 Filler consisting of: 22.3% hexogen 10% barium nitrate 997 % SiO2 + Mgo 10,0j aluminum powder (98%) 43% solids: 0 - balance: -.24g8 0 balance part. : - 5 g 7 Binder consisting of 10p9% polyester 3 to 4% hexamethylene diisocyanate 096 % filler and crosslinker 0.1% Centralite I. 30.0 ä nitroglycerin 12.0% polyvinyl nitrate 57e0 ö Binder: 0 balance: -69 0 balance part. : W 3.86 The propellant rate therefore has a 0 balance of --50 but an almost balanced reduced 0 - balance of -4.7.

Die Treibsatzmischung kann mit einer kinematischen Zähigkeit von 200 Stoke entsprechend einer Viskosität von etwa 330 Poise (20 rain nach Zugabe des Härters bei 500C) ohne Anlagen von Vakuum in Brennkammern vergossen werden. Die Auspolymerisation ist nach 40 Stunden bei 500 beendete Man erhält eine Treibsatzmischung,-die folgende Eigenschaften hat:- Die Explosionswärme bei Iadedichte 0,1 : 1 180 0a1/9 Abbrandgeschwindigkeit bei 70 atm : 7,4 mm/sec Dichte 1,63 g/cm3 Verpuffungstemperatur : 1870C- Bergmann Junk! 24 h bei 115 0 0 0,11 ml NO/g Einwaage Theor.spoImpuls ca. 245 kpsec/kg Die charakteristische Gewchwindigkeit wurde bei 70 atm Kammerdruck zu C* = 1430 m/sec gemessen. Bei einem Schub- faktor von-1957 ergibt sich hieraus ein spei. Impuls von 1 0 = 230 kpsec/kg. The propellant mixture can be poured with a kinematic viscosity of 200 stokes corresponding to a viscosity of about 330 poise (20 rain after adding the hardener at 500C) without applying a vacuum in combustion chambers. The polymerization is completed after 40 hours at 500. A propellant mixture is obtained which has the following properties: The heat of explosion at charge density 0.1: 1 180 0a1 / 9 Burn rate at 70 atm: 7.4 mm / sec Density 1.63 g / cm3 Deflagration temperature: 1870C- Miner junk! 24 h at 115 0 0 0.11 ml NO / g sample weight Theor.spoImpuls approx. 245 kpsec / kg The characteristic speed was at 70 atm Chamber pressure measured at C * = 1430 m / sec. In the case of a push factor of -1957 results in a spei. Impulse from 1 0 = 230 kpsec / kg.

Claims (1)

P a t e n t a n s p r ü c h e --------------------------------
1:) Nicht-hygroskopischer und perchloratfreier bzw. perehloratarmer Composite Double--Base--Raketentreibsatz, gekennzeichnet durch einen Binder bzw. ein Bindersystem mit einer "reduzierten Sauerstoffbilanz" von größer als minus 15 und einer oder mehrerer organischer kristalliner Verbindungen mit positiver "reduzierter Sauerstoffbilanz" wie beispielsweise Hexogen, Oktogen, Nitropenta, Pentaerythrittrinitrat, Äthylendinitramin uswo 20) Raketentreibsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem nicht hygroskopische Sauerstoffsalze wie z.B. Bariumnitrat, Strontiumnitrat oder Kaliumnitrat bis zu 15 Gew. % enthalten kann. 3.) Raketentreibsatz nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt von weniger als 30 Gew. d Perehlorat-- salze. 4.) Raketentreibsatz nach.Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Metallpulver, wie z.B. Aluminium-., Bor-., Magnesium und/oder Berylliumpulver bis zu 20 Gewo-io. 5.) Raketentreibsatz nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Abbrandmoderatoren wie Kupferehromit, Siliziumdioxid, Bleisalze organische Säuren uswq 6,) Raketentreibsatz nach Anspruch 1 bis 5, der Stabilisatoren wie z.B. "Centralit" oder "Akardit" enthalten kann.
Patent claims --------------------------------
1 :) Non-hygroscopic and perchlorate-free or low-perehlorate composite double-base rocket propellant, characterized by a binder or a binder system with a "reduced oxygen balance" of greater than minus 15 and one or more organic crystalline compounds with a positive "reduced" Oxygen balance "such as hexogen, octogen, nitropenta, pentaerythritol trinitrate, ethylenedinitramine, etc. 20) rocket propellant according to claim 1, characterized in that that he also does not like hygroscopic oxygen salts eg barium nitrate, strontium nitrate or potassium nitrate up to Can contain up to 15% by weight. 3.) rocket propellant according to claim 1 and 2, characterized by a content of less than 30 wt. d perehlorate - salts. 4.) Rocket propellant according to claims 1 to 3, characterized by a content of metal powder, such as aluminum., Boron., Magnesium and / or Beryllium powder up to 20 Gewo-io. 5.) rocket propellant according to claim 1 to 4, characterized through a content of burn moderators such as copper chromite, Silicon dioxide, lead salts, organic acids, etc. 6,) rocket propellant according to claim 1 to 5, the stabilizers such as "Centralit" or "Akardit" may contain.
DE19661571251 1966-08-24 1966-08-24 Non-hygroscopic and perchlorate-free or low-perchlorate composite double-base solid propellant Pending DE1571251A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEJ0031615 1966-08-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1571251A1 true DE1571251A1 (en) 1971-09-30

Family

ID=7204225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661571251 Pending DE1571251A1 (en) 1966-08-24 1966-08-24 Non-hygroscopic and perchlorate-free or low-perchlorate composite double-base solid propellant

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1571251A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0141163A1 (en) * 1983-09-12 1985-05-15 UNIVERSAL PROPULSION COMPANY, Inc. Propellant material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0141163A1 (en) * 1983-09-12 1985-05-15 UNIVERSAL PROPULSION COMPANY, Inc. Propellant material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0705808B1 (en) Propellant based on phase-stabilized ammonium nitrate
EP0705809B1 (en) Propelland based on phase-stabilized ammonium nitrate
JPH02157177A (en) Solid rocket fuel
DE3131445A1 (en) IMPROVED DRIVING AGENTS CONTAINING TRIAMINOGUANIDINE NITRATE
EP0960083A1 (en) Propellant powder for barrelled weapons
DE19730872A1 (en) Propellant useful in munitions and gas generator
EP1876160A1 (en) Active blasting charge
DE2263860C3 (en) Solid projectile propellant charge
DE1571251A1 (en) Non-hygroscopic and perchlorate-free or low-perchlorate composite double-base solid propellant
WO2012072198A2 (en) Perchlorate-free pyrotechnic mixture
US3123507A (en) Gas-generating compositions
US3834956A (en) Solid propellant composition containing lead and lead compounds
EP3939952A1 (en) Fast burning solid propellant comprising an oxidizer, an energetic binder and a metallic burn-off modifier and method for its preparation
DE1446919A1 (en) Powder for propellant charges, ignition charges, additional charges or the like.
US3321341A (en) Plastic explosive compositions
EP0323828B1 (en) Explosive for war heads and solid propellants
DE977941C (en) Semi-solid and solid rocket propellant
DE1446924C1 (en) Pourable solid rocket propellant containing ammonium nitrate
DE69101416T2 (en) High-energy jumping or fuel.
EP1044180A1 (en) Propellant explosive
DE3513622A1 (en) Nitrocellulose fuel mass
US3951703A (en) Ballistic modification of composite propellants by use of 2-ferrocenyltetrahydrofuran novel liquid compound
DE19757469A1 (en) Propellant powder for guns
US3384675A (en) Stabilization of nitroform salts
DE2449776C2 (en) Propellant powder