DE1956872A1

DE1956872A1 - Pyrotechnischer Verzoegerungssatz

Info

Publication number: DE1956872A1
Application number: DE19691956872
Authority: DE
Inventors: Von Ballmoos Dipl-Chem Joerg
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1968-11-29
Filing date: 1969-11-12
Publication date: 1970-06-18
Also published as: GB1238382A; FR2024482A1; BE741853A; NL6917902A; ES373978A1; NO121936B; CH512406A

Description

BnreUihfertig zur _{M 3o6}

Weiterleitung urhalten · -

Patentanwalt 1QCCQ7O

Dipl.- ing. H. Us^:¹ I y O D ο / ^

Werkzeugmaschinenfabrik Oerllkon-Dührle AG, 8050 Zürich

Pyrotechnischer Verzögerungssatz

Die Erfindung bezieht sich auf einen pyrotechnischen Verzögerungssatz mit einer Brenngeschwlndigkeit von maximal 5 ram/sec.

Bekannte pyrotechnische Verzögerungssätze arbeiten auf der Basis von langsam brennenden Glimmsätzen· Aufgrund der relativ niedrigen Brenngeschwindigkeit dieser Verzögerungsglimmsätze ist es möglich, selbst für den Sekundenbereich pyrotechnische Verzögerungssätze zu bauen, deren Bauhühen sich in dem Bereich zwischen wenigen Millimetern bis wenigen Zentimetern bewegen. Der Nachteil dieser Verzögerungsglimmsätze besteht darin, dass sie

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infolge geringer Wärmeentwicklung zum Verlöschen neigen. Es ist " weiterhin eine unerwünschte Eigenschaft der langsam brennenden Verzögerungsglimmsätze, dass ihre Brenndauer bei äusseren Extremtemperaturen starken Schwankungen unterliegt. Beim heutzutage üblicherweise geforderten Punktionsbereich für Munition von -60 C bis +70 C ergeben sich Abweichungen der Brenndauer des Verzögerungsglimmsatzes vom geforderten Wert in der Grössenordnung von + 8 % bis + 10 %. Weitere Abweichungen von der geforderten Brenndauer werden durch die gewöhnlich auftretenden Laborierungenauigkeiten, wie Dichteuntersehiede im gepressten Verzögerungsglimmsatz und Korngrössenstreuungen der Satzkomponenten und durch unterschiedliches Entweichen der Gasspuren beim Abbrand und die damit verbundenen variablen Druckverhältnisse verursacht.

Bedingt durch die vorstehend genannten Einflüsse können die· Brenndauerabweichungen von dem geforderten Wert bei Ver^ögerungs glimmsätzen der herkömmlichen Art in der Grössenordnung von + liegen.

Die Erfindung löst die Aufgabe, einen pyrotechnischen Verzögerungssatz zu schaffen, der in Abhängigkeit von den vorstehend genannten Einflüssen eine weitaus geringere Brenndauerschwankung aufweist. Der erfindungsgemässe pyrotechnische Verzögerungssatz ist gekennzeichnet durch eine Wärmetönung von minimal 1600 cal/g.

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Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Anwendung des pyrotechnischen Verzögerungssatzes in einem Verzögerungseleraent für den Sekundenbereich, mit einer Hülse, in der ein Anfeuerttngssatz, der Verzögerungssatz und eine Abfeuerungseinriciitung angeordnet sind und die im Bereich des Verzogerungssatzes Gasaustrittsöffnungen aufweist.

Anhand der Fig. 1 bis 3 der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: Einen Teil einer Rakete
Fig. 2 s Ein Verzögerungselement

Fig. J>i Ein aus drei einzelnen Verzögerungselementen kombiniertes Verzögerungseleraent.

Gemäss Fig. 1 befindet sich in einem Rohr 10 eine Raketentreibladung 11. Das Rohr 10 ist in ein Kopfstück 12 eingeschraubt, in dem sich eine Auswepfladung 13 befindet. Im Kopfstück 12 sind ferner an der Aussenseite zwei diametral gegenüberliegende DrallboLzen 14 vorgesehen, weiche in entsprechende Nuten eines nicht dargestellten Abscfaussrohres hineinragen wenn sich die Rakete im Abschussrohr befindet. Ba Innern des Kopfstückes 12 ist ein Sokkel l'j festgeschraubt, an welchem die Raketentreibladung 11 befestigt ist. Eine Hülse 16 trägt an einem Ende ein Außengewinde }k und ist mit diesem Gewinde in den Sockel 15 eingeschraubt. Das andere Hülsenende weist ein Innengewinde 35 auf und ragt in die RaketentrelbladuTig 11 hinein. In das Innengewinde 35 ist eine

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Stange 39 hineingeschraubt, die in den inneren Brennraum der Raketentreibladung 11 hineinragt. Während die Hülse 16 des Verzögerungselementes einen Durchmesser aufweist, der den inneren Brennraum der Raketentreibladung vollständig ausfüllt, ist der Durchmesser der Stange 39 so gewählt, dass ein Brennraum zwischen der Stange 39 ^unc* der Raketentreibladunr; 11 bleibt. Das Innengewinde 35 der Hülse l6 geht in eine gegenüber dem Innengewinde 33 engere Bohrung 40 über, die abgesetzt ist und in eine erweiterte Bohrung 4l übergeht. Die Hülse 16 weist an ihrem Umfang eine Reihe radial gerichtete Ausbrennöffnungen 38 auf, die in die Bohrung 40 der Hülse l6 münden. In der erweiterten Bohrung 41 sind ein Anfeuerungssatz 36 und ein Verzögerungssatz 17 angeordnet. Der Verzögerungssatz 17 weist eine Abfeuerungsbohrung auf. Zusammen mit der Hülse 16 bilden der Anfeuerungseatζ 36 und der Verzögerungssatz 17 mit der Abfeuerungsbohrung 33 ein pyrotech nisches Verzögerungselement. Die Abfeuerungsbohrung 33 ist über eine Bohrung l8 im Sockel 15 und eine weitere Bohrung 19 im Kopf stück 12 mit der Auswerfladung 13 wirkungsverbunden. Das Rohr 10, in dem sich die Raketentreibladung 11 befindet, ist an seinem, dem Kopfstück 12 gegenüberliegenden Ende durch einen Deckel 20 verschlossen. In diesem Ende des Rohres 10 ist ein Korper 21 vorgesehen, der eine sich zuerst verengende und schliesslich stark erweiternde Bohrung 22 aufweist. Im Deckel. 20 ist in einer Hülse 23 eine pyrotechnische Verzögerung ladung 24 vorgesehen. Die Hülse 23 weist eine erste Bohrung 25 auf, durch die die Verzü^erungsladung 24 gekündet wird. Ueber eine zweite Bohrung 26 in der Hülse 23 steht die Verzögerungsladung 2*1 über die Bohrung 21 .nil

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der Raketentreibladung 11 in Wirkverbindung. Die Hülse 2} ist über eine Sollbruchstelle am Deckel 20 befestigt.

Auf der Aussenseite des Rohres 10 sind Stabilisierungsflügel 27 vorgesenen.

Mit dem Kopfstück 12 1st ferner ein nach vorne ratendes Roar 2b verbunden. Eine Hülse 29, deren Aussendurchrnesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohres 2o, ist mit einer gegenüber der Stirnfläche des Kopfstückes 12 befindlichen Scheibe )0 fest verbunden. Ein Plansca 31 der Scheibe 30 dient zu ihrer Führung | im Rohr ei) und bildet eine ringförmige Schulter 32. Ein Raum '}(, begrenzt durch die Scheibe j50 und die Hülse 2), enthält eine nicht näher dargeste lte Nutzlast.

Fig. 2 zeigt das in der Fig. L verwendete pyrotechnische Verzögerungselement in Einzeldarstellung. Es besteht aus der Hülse 1.6 mit dem Innengewinde 35 am einen und dem Aussengewinde j5^ am anderen Ende. Beide Gewinde sind so dimensioniert, dass das Aussengewinde einer Hülse in das Innengewinde einer anderen Hülse eingeschraubt " werden kann. In die Hülse 1.6 sind der pyrotechnische Anfeuerungssatz yj und der pyrotechnische Verzögerungssatz If eingepresst. Der Verzüyerungssati. V( weist an der dem offenen Hülsenende zugekehrten Seite die Abfeuerungsbohrung 33 auf.

Der Anfeuerungssatz 36 weist vorteilhaft folgende cuemiscfte Zusammensetzung, angegeben in Gewichtsprozenten, aufί

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49 % Bleichroraat mit einer Korngrösse feiner 120 u 29,5 % Mangan mit einer Korngrösse feiner 25 ju 19*5 % Calziumsilizid mit einer Korngrösse feiner 100 u 2 % Fluorcarbon-Elastomer ¹¹VITON" B

Ein solchermassen zusammengesetzter Anfeueruni;ssatz stellt einen ■ gasarm brennenden GLimmsatz hoher Anbrennfreudigkeit dar, der die ™ Eigenschaft besitzt, beim Abbrennen eine im heissen Zustand flüssige Schlacke zu hinterlassen.

Für den Verzögerungssatz 1{ eignet sich ein auf der Basis Magnesium/Polytetrafluoraethylen hergestelltes chemisches Gemisch besonders gut. Ein solches Gemisch zeichnet sich aus durch ein Langsames Fortschreiten der Brennfront bei gleichzeitig hoher Wärmetönung. Bezüglich der Wärmetönung kann leicht ein Mindestwert von 1600 cal/g eingehalten werden. Ein solches Gemisch hat weiterhin die Eigenschaft, dass es unter Gasentwicklung abbrennt.

Nachstehend aufgeführte und in Gewichtsprozenten angegebene chemische Zusammensetzung hat sich für den Verzögerungssatz L7 als besonders vorteilhaft erwiesenj

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51 % atomisiertes Magnesium mit einer Korngrösse feiner 75 Ai 34 % Polytetrafluoraethylen-Pulver, "Teflon" 7 l^lj> % Polytetrafluoraethy'len-Telomer "VYDAX" AR

Ein derartiger pyrotechnischer Brennsatz zeichnet sich aus durch eine nur geringfügige Abhängigkeit der Brennzeit von der zu Beginn des Abbrandes im Brennsatz herrschenden Temperatur. Im Bereich von -64 C bis +71 C Umgebungstemperatur können Brenn- g zeiten mit einer Streuung von + 8 % oder darunter erreicht werden, wobei auch alle sonstigen möglichen Fehlerquellen bereits berücksichtigt sind. Weiterhin sind derartige pyrotechnische Brenn- sätze sehr unempfindlich gegen Feuchtigkeit und können mechanisch bearbeitet werden.

QemHss Fig. 3 aind drei Verzögerungselemente l6j_, 16_2> 16λ miteinander verschraubt. Während die Abfeuerungsbohrungen 33]_ und in den Verzögerungssätzen der beiden vordersten Verzögerungselemente gleich lang· ausgebildet sind, weist der Verzögerungssatz im hinteren Verzögerungselement eine verlängerte Anfeuerungsbohrung auf.

Die Wirkungsweise der Rakete und des darin enthaltenen Verzögerungselementes ergibt sich aus dem Aufbau:

Beim Abschuss; dor Rakete aus dem nicht dargestellten Abschussrohr

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wird die pyrotechnische Verzögerungsladung 24 in bekannter, hier nicht näher beschriebener Weise, gezündet. Sobald die Rakete einige Meter vom Abschussrohr entfernt ist, wird durch die Verzögerungsladung 24 die Raketentreibladung 11 gezündet und die Rakete dadurch weiter beschleunigt. Die Raketentreibladung Il brennt innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde ab und zündet dabei durch die Ausbrennöffnungen j>& in der Hülse 16 den Anfeuerungssatz 36, der seinerseits den Verzögerungssatz 17 zündet. Der Anfeuerungssatz 36 brennt gasarm unter Bildung von im heissen Zustand flüssiger Schlacke ab, sodass für den nachfolgend, nicht gasarm abbrennenden Verzögerungssatz 17 eine ausreichende Entlüftung durch die Ausbrennöffnungen >o entsteht. Die Dauer des Abbrennvorganges bezüglich des Verzögerungssatzes If ist über die Tiefe der Abfeuerungsbohrung jjj) einstellbar. Sobald die Brennfront die Bohrung J5J5 erreicht hat, bildet sich aufgrund einer Hohlladungswirkung eine Stichflamme, die durch die Löcher Io und 19 in dem Sockel 15 und dem Kopfstück 12 die Auswerfladung 13 zündet. Die Verbrennungsgase dieser Auswerf ladung 13 wirken auf die Scheibe 30 und bewirken ein Auswerfen der in dem durch die Scheibe 30 und die Hülse 29 gebildeten Raum 37 untergebrachten Nutzlast, die beispielsweise ein Leuchtkörper sein kann. Die Zeitdauer, die der Verzögerungssatz 17 benötigt, um abzubrennen, wird über die Abfeuerungsbohrung 33 beispielsweise so bemessen, dass die Auswerfladung für die Nutzlast gerade im Kulminationspunkt der Rakete gezündet wird.

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Reicht die durch ein einzelnes Verzögerungeelement erzielbare Verzögerungszeit nicht aus, so kann man mehrere Verzögerungselemente zu einem Verzogerungselement mit vergrösserter Verzögerungszeit kombinieren, wie dies in Fig. 3 dargestellt Ist. Dort sind zwei Verzugerungselemente, die jeweils für 10 see. Verzögerungszeit ausgelegt sind, mit einem Verzogerungselement für 6 see. Verzögerungszeit kombiniert, sodass sich eine resultierende Verzögerungszeit von 26 see. ergibt. Ein derartiges kombiniertes Verzogerungselement kann bei der vorstehend beschriebenen Rakete nicht ohne weiteres zur Anwendung kommen. Vielmehr muss man dafür sorgen, dass das kombinierte Verzogerungselement nur durch die Ausbrennöffnungen j58^ des ersten Verzögerungselementes innerhalb der Kette gezündet wird« Alle weiteren Verzögerungselemente innerhalb der Kette dürfen jeweils nur von der Abfeuerungseinrichtung des davorliegenden Verzögerungselernentes gezündet werden.

Die Abfeuerungsbohrung ~j>j> muss eine gewisse Mindesttiefe aufweisen, damit sich eine Hohlladungswirkung ergibt. Bedingt durch den HohlLadungseffekt kann man auf einen gesondert hinter dem Verzögerungssatz anzubringenden Abfeuerungssatz verzichten. Hierin ist ein wesentlicher Vorteil des Erfindungsgegenstandes gegenüber den herkömmlichen Verzögerungselementen zu sehen, die immer aus Anfeuerungssatz, Verzögerungssatz und Abfeuerungssatz bestehen.

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Claims

Patentansprüche

fly Pyrotechnischer Verzögerungssatz mit einer Brenngeschwindigkeit von maximal 5 mm/sec, gekennzeichnet durch ei.ne Wärmetönung von minimal ΐβΟΟ cal/g.

2. Pyrotechnischer Verzögerungssatz nach Anspruch !,gekennzeichnet durch nacnstehende, in Gewichtsprozenten angegebene, chemische Zusammensetzung des Verzögerungssatzes (17)J

a) 51 % atomisiertes Magnesium mit einer Korngrö'sse feiner

als 75 u

b) Jk % Polytetrafluoraethylen-Pulver

c) Vj % Poly tetraf : uoraetaylen-Te Lorner

3. Anwendung eines pyrotechn.ischen Verzögerungssatzes nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 in einem Verzögerungselement für den Sekundenbereichj, mit einer Hülse, in der ein Anfeuerungssatz, der Verzögerungssatz und eine Abfeuerungseinrichtung angeordnet sind und die im Bereich des Verzögerungssatzes Gasaustrittsöffnungen aufweist,

h. Anwendung nach Anspruch J5* dadurch gekennzeichnet, dass die Oasaustrittsöffnungen (58) hinter dem Anfeuerungssafcz (36) radial in der Wand dar Hülse (l6) angeordnet sind, und der Anfeuerungssatz (36) gasarm und unter Bildung von

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flüssiger Schlacke abbrennt,wodurcn die Gasaustrittsöffnungen für den unter Entwicklung von Gasen abbrennenden Verzögerungssatz freigegeben werden.

3. Anwendung nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, dass die Abfeuerungseinrichtung durch eine auf der Abfeuerungsseite des Verzögerungssatzes (17) angebrachte Bohrung (33) gebildet wird.

6. Anwendung nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch nachstenende, in Gewichtsprozenten angegebene, chemische Zusammensetzung deu AifeusruKir'isatzes (36) i

a) 49 % Bleichromat mit einer Korngrösse feiner als 120 η

b) 29,3 % Mangan mit einer Korngrösse feiner als 2[) μ

c) 19,L3 % C Iziumsilizid mit einer Korngrosse feiner als

100 u

d) 2 % Fluorcarbon-Elastomer.

7· Anwendung nach Anspruch J, dadurcn gekennzeichnet, dass der Verzögerungssatz (17) mechanisch bearbeitbar ist.

B. Anwendung nach Anspruch J> und Anspruch f, dadurch gekennzeich net, dcjJis die Bronndauer des Verzögerungssatzes (17) durch die TJofο dor Abfouerungsbohrung (33) einstellbar ist.

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9'. Anwendung nach Anspruch 3 bis Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (l6) an ihrem einen Ende ein Aussengewinde und an ihrem anderen Ende ein Innengewinde (j55) aufweist und dass durch Zusammenschrauben mehrerer Hülsen (16·,, l6₂, 16,) ein kombiniertes Verzügerungselement mit einer der Summe der Brenndauer der Einzelelemente entsprechenden Gesamtbrenndauer gebildet wird.

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