DE2210944B2 - Zündpulvermischung und deren Verwendung - Google Patents

Description

3. Zündpulvermischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirkonium eine mittlere Korngröße von 3,4 μ, eine spezifische Oberfläche von 2700cm²/g, eine Schüttdichte von 1,1 und eine Preßdichte von 2 g/cm³ hat.

4. Verwendung einer Zündpulvermischung nach den Ansprüchen 1 bis 3 als Primäriadung für Zünder, insbesondere für die Zündung von Gasgeneratoren oder für die Zündung von festen Treibmittelblöcken oder -sätzen in großer Höhe.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündpulvermischung für die Schnellzündung von pyrotechnisehen Ladungen auf der Basis von Zirkonium und anorganischen Sauerstoff salzen.

Es ist eine solche Zündpulvermischung bekannt (US-PS 20 08 366), die aus Zirkoniumpulver und einem oxydierenden Mittel besteht, das ein anorganisches Sauerstoffsalz, insbesondere Kaliumchlorat, Kaliumnitrat oder Bariumperoxid sein kann, und elektrisch gezündet wird. Diese Zündpulvermischung kann zusätzlich ein Bindemittel, ein Detonationsmittel oder kohlenstoffhaltiges Material enthalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündpulvermischung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die sich insbesondere durch eine hohe Verbrennungsgeschwindigkeit bei vollständigem Fehlen von Detonationsanfälligkeit und durch die Fähiglceit auszeichnet, in einem hohen Restvakuum zu brennen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie aus 33 bis 57 Gewichtsprozent Zirkonium, 27 bis 41 Gewichtsprozent Bariumchromat, 11 bis 17 Gewichtsprozent Ammoniumperchlorat und 5 bis 9 Gewichtsprozent Ammoniumbichromat besteht.

Auf Grund dieser Zusammensetzung, innerhalb deren sich eine ausgeglichene Sauerstoffbilanz zwischen (dem durch Zirkonium gebildeten Brennstoff und den genannten anorganischen Sauerstoff salzen ergibt, ist die Ziindpulvermischung nicht detonierend und vermag auch in einem relativ hohen Vakuum bzw. bei geringen Restgasdrucken zu brennen. Das nicht detonierende Verhalten ist besonders vorteilhaft bei der Zündung eines festen Treibmittelblockes, weil dabei eine unerwünschte Spaltung des Blockes vermieden wird. Die Brcnnfäliigkeii in relativ hohem Vakuum ermöglicht 844

den Einsatz der Zündpulvermischung vor allem in großer Höhe mit niedrigem Atmosphärendruck.

Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung dieser Zündpulvermischung als Primärladung für Zünder, insbesondere für die Zündung von Gasgeneratoren oder für die Zündung von festen Treibmittelblöcken oder -sätzen in großer Höhe.

Eine typische und bevorzugte Zusammensetzung enthält die verschiedenen Bestandteile in folgenden Mengenverhältnissen:

Bestandteile Gewichtsprozent

Zirkonium 45

Bariumchromat 34

Ammoniumperchlorat 14

Ammoniumbichromat 7

Das verwendete Zirkonium hat vorzugsweise eine mittlere Korngröße von 3,4 μ, eine spezifische Oberfläche von 2700 crn^g, eine Dichte im nicht zusammengepreßten Zustand bzw. Schüttdichte von 1,1 und eine Preßdichte von 2 g/cm³.

Das verwendete Barit-mchromat hat zweckmäßig eine Korngröße von 2,9 μ, das Ammoniumperchlorat eine Korngröße von 12 bis 13 μ und das Ammoniumbichromat eine Korngröße von 110 μ.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mischt man die Gesamtheit der Bestandteile in den angegebenen Mengenverhältnissen beispielsweise mit Hilfe eines Moritz-Mischers mit kleiner Umdrehungsgeschwindigkeit in einem klimatisierten Raum mit einer Temperatur von 21 bis 29''C und 30 bis 40% relativer Feuchtigkeit 1 Stunde lang zusammen. Nach Beendigung des Mischvorganges wird die Zusammensetzung in dichten Behältern konditioniert.

Die neue Ziindpulvermischung hat die folgenden hervorragenden Eigenschaften:

a) Sie besitzt eine sehr hohe Verbrennungsgeschwindigkeit in der Größenordnung von einigen Hundert m/s, die höher ist als diejenige aller bekannten Zündpulver; die Zeit, die zwischen dem die Zündung auslosenden elektrischen Impuls und dem Absatz des Druckanstiegs infolge der Verbrennung des Zündpulvers verstreicht, liegt in der Gegend von 5 Millisekunden, während diese Zeil bei allen anderen bekannten Zündpulvern niemals 15 Millisekunden unterschreitet;

b) trotzt der hohen Verbrennungsgeschwindigkeit treten keine Detonationen auf;

c) die Mischung kann in einem relativ hohen Vakuum bzw. bei geringen Restgasdrucken brennen; Versucht haben gezeigt, daß sie noch bei einem Vakuum von 3 · 10'² Torr abbrennt, was einer Höhe von 75 km (Mesosphäre) entspricht. Die herkömmlichen Zündpulver brennen dagegen nicht in Räumen, deren Druck unter etwa 50Torr liegt.

Die vorstehend genannten Eigenschaften rechtfertigen die Anwendung der neuen Pulvermischung unter folgenden Bedingungen bzw. für folgende Zwecke:

Schnellzündung von Gasgeneraloren mit Pulver und

Zündung von fesien Trcibmittelblöcken oder -sätzen in großer Höhe.

Die Zeichnung zeigt einen Zünder für Gasgeneratoren mit Pulver in der Perspektive, dessen Deckel für den Einblick in das Innere iibgcrionirneii daigcsit-ili. ist.

Dieser Zünder umfaßt einen ringförmigen Behälter 1 aus »Nitrofilm« [Wand bzw. Haut aus Nitrocellulose mit einem Weichmacher (Stearat) und einem Stabilisator (Centralit)], der an den Seitenwänden durch »Nylon« verstärkt ist und durch einen ebenfalls ringförmigen Deckel 2 aus Nitrofilm verschlossen wird.

Dieser Behälter mit einem Außeiidurchmesser von 70 mm und einer Stärke von 5 mm enthält 5 g erfindungsgeinäße Pulvermischung 3 sowie zwei elektrische Perl-Zünder 4, die einander diametral gcgenübeTÜegen und in das Pulver eingebettet sind. Die Öffnungen 6 dienen für üen Durchgang der elektrischen Drähte 5 in den Behälter zur Verbindung mit den Zündern 4.

Ein Zünder der beschriebenen Art ist besonders der Zündung von hoiilhalmförmigen Treibmittelladungen angepaßt, die auf einem Ringfuß montiert sind und die Bestückung von Gasgeneratoren bilden, wie sie in den der Anmelderin gehörenden deutschen Patenten 21 60 738 und 21 58 526 beschrieben sind.

Die Arbeitsweise des Zünders ist folgende: Ein elektrischer Impuls wird durch die Drähte zu den PeriZündern geschickt. Diese an einem elektrischen Widerstandsdraht befestigten Zündperlen enthalten beispielsweise Knallquecksilber.

Letzteres wird durch die Erhitzung entzündet und entzündet seinerseits das Zündpulver. Der Boden des Nitrofilmbehälters brennt dabei ab, und die freigesetzten Wärmemengen werden auf das Treibmittel übertragen, das daraufhin gezündet wird.

Wie oben erwähnt wurde, besteht einer der Vorteile der neuen Pulvermischung im Vergleich zu klassischen Zündpulvern in seiner hohen Brenn- bzw. Zündgeschwindigkeit.

Ganz allgemein Aird die Brenn- oder Zündgeschwindigkeit eines Zündpulvers durch zwei Parameter gekennzeichnet, und zwar:

(I₁ die Zeitspanne zwischen dem Gipfelpunkt der elektrischen Zündung und dem Auftreten eines Druckes infolge des Verbrennungsbeginns des Zündpulvers;

d₂ die Zeitspanne zwischen dem Auftreten dieses Drucks und dem Zeitpunkt, in dem das Druckmaximum erreicht ist.

Die Zeitspanne </, kennzeichnet die Empfindlichkeit des Zündpulvers und die Zeitspanne J₂ >iie Verbrennungsgeschwindigkeit eines solchen Pulvers.

Die nachfolgende Tabelle zeigt d_t- und r/₂-Werte für das erfindungsgemäße Pulver sowie für zwei bekannte Schnellzündpulver, und zwar:

das Pulver 1 mit
41 % Aluminium und
59% Ammoniumperchlorat sowie

das Pulver 2 mit
35% Aluminium
64% Kaliumperchlorat und
1 % Aluminiumstearat.

Der Test wurde unter üblichen Bedingungen an einem 10 g Zündpulver enthaltenden Zündstopfen durchgeführt. Die nachfolgende Tabelle zeigt die jeweils ehielten Ergebnisse

Erfindungsgemäße
Puivermischung

Pulver 1 Pulver 2

(I₁ in Millisekunden 6,5 15 14

d₂ in Millisekunden 5,3 8,5 9

Im übrigen wird im Falle der Zündung von festen Treibmittelblöcken in großer Höhe ein Zünder angewandt, wie er etwa in der DT-OS 19 18 046 vom 9. 4. 1969 beschrieben ist, bei dem jedoch die primäre Schießpulver-Zündladung durch die erfindungsgemäße Pulvermischung ersetzt ist.

Es ist bekannt, daß herkömmliche primäre Zündladungen nicht ordnungsgemäß abbrennen, wenn der umgebende Druck in der Gegend von 50 Torr liegt, während die erfindungsgemäße Pulvermischung in einem bis 0,03 Torr reichenden Restvakuum abbrennen kann, was einer Höhe von 75 km entspricht.

Die folgende Tabelle zeigt Ergebnisse von Abbrennversuchen in simulierten Höhen für die erfindungsgemäße Pulvermischung.

11 75 77

8 72,5 65,5

11 75 40

12 75,5 78

Restdnick vor Ab	Maximaldruck der	Zeit zwischen
ziehen der Ladung	Zündung in bar	Gipfelpunkt
		der (elektr.)
		Zündung und
		P/50
		(Milli
(millibar)	(absolut)	sekunden)

Innerhalb solcher Restdruckbereiche vor dem Abbrennen funktionieren herkömmliche primäre Zündladungen nicht.

Der Zünder enthält 50 g der neuen Pulvermischung und wird im vorderen Drittel des zentralen Kanals für den zu zündenden Trcibmittelblock angeordnet.

Die verwendeten Blöcke oder Ladungen umfassen Treibmitlel-Komposits mit Polybutadienbinder.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

22 Patentansprüche: %

1. Ziindpulvermischung für die Schnellzündung von pyrotechnischen Ladungen auf der Basis von Zirkonium und anorganischen Sauerstoffsalzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus

33 bis 57 Gewichtsprozent Zirkonium, 27 bis 41 Gewichtsprozent Bariumchromat, 11 bis 17 Gewichtsprozent Ammoniumperchlorat und 5 bis 9 Gewichtsprozent Ammoniumbichromat besteht.

2. Zündpulvermischung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

Bestandteile Gewichtsprozent

Zirkonium 45

Bariumchromat 34

Ammoniumperchlorat 14

Ammoniumbichromat 7