DE2210944C3 - 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 2700 cm²/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 Primärladung für Zünder, insbesondere für die Zündung von Gasgeneratoren oder für die Zündung von festen Treibmittelblöcken oder -sätzen in großer Höhe.

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

Es ist eine solche Zündpulvermischung bekannt (US-PS 20 08 366), die aus Zirkouiumpulver 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 Fähigkeit 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 Zündpulvermischung 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 Brennfähigkeit in relativ hohem Vakuum ermöglicht

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

Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung dieser Zündpulvermischung ais 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 cm²/g, eine Dichte im nicht zusammengepreßten Zustand bzw. Schüttdichte von 1,1 und eine Preßdichte von 2 g/cm³.

Das verwendete Bariumchromat 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 Zündpulvermischung 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 auslösenden elektrischen Impuls und dem Absatz des Druckanstiegs infolge der Verbrennung des Zündpulvers verstreicht, liegt in der Gegend von 5 Millisekunden, während diese Zeit 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; Versuche 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 Hegt.

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

Schnellzündung von Gasgeneratoren mit Pulver und

Zündung von festen Treibmittelblöcken 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 abgenommen dargestellt 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 Außendurchmesser von 70 mm und einer Stärke von 5 mm enthält 5 g erfindungsgemäße Pulvermischung 3 sowie zwei elektrische Perl-Zünder 4, die einander diametral gegenüberliegen und in das Pulver eingebettet sind. Die Öffnungen 6 dienen für den Durchgang der elektrischen Drähte 5 in den Behälter zur Verbindung mit den Zündern 4.

Ein Zünder der beschriebenen Art ist besonders der Zündung von hohlhalmförmigen 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 kiassischen Zündpulvern in seiner hohen Brenn- bzw. Zündgeschwindigkeit.

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

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

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

Die Zeitspanne d_x kennzeichnet die Empfindlichkeit des Zündpulvers und die Zeitspanne d₂ die ■Verbrennungsgeschwindigkeit eines solchen Pulvers.

Die nachfolgende Tabelle zeigt d_x- und d₂-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 erzielten Ergebnisse

Erfindungsgemäße
Pulvermischung

Pulver 1 Pulver 2

d₁ 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.

35 Restdruck vor Ab	40	(millibar)	Maximaldnick der	Zeit zwischen
ziehen der Ladung	11	Zündung in bar	Gipfelpunkt
	45 g		der (elektr.)
	11		Zündung und
	12		P/50
	(Milli
(absolut)	sekunden)
75	77
72,5	65,5
75	40
75,5	78

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 Treibmittelblock angeordnet.

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

Hierzu 1 Blau Zeichnungen

Claims (2)

22 Patentansprüche:

1. Züiidpulvennischung für die Schnellzündung von pyrotechnischen Ladungen auf der Basis von Zirkonium und anorganischen Sauerstonsaizen, 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