DE2321216C3

DE2321216C3 - Rauchlos abbrennende hochenergetische Raketentreibladung

Info

Publication number: DE2321216C3
Application number: DE19732321216
Authority: DE
Inventors: Horst 6531 Trechtingshausen Rohr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-04-26
Filing date: 1973-04-26
Publication date: 1978-09-21
Also published as: DE2321216B2; DE2321216A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine rauchlos abbrennende hochenergetische Raketentreibladung mit Tetranitromethan (TNM) als Oxydator.

Die üblichen Raketentreibstoffe hoher Leistung sind charakterisiert durch anorganische sauerstoffhaltige Salze, z. B. Ammoniumperchlorat, als Oxydator, durch Leichtmetallpulver als Brennstoff und durch organische Kunststoffe als Binder. Bei der Verbrennung rufen besonders die festen Metalloxide, aber auch der entstehende, leicht hydrolysierbare Chlorkohlenwasserstoff Rauchbildung hervor.

Aus dem Buch »Raketentreibstoffe« von A. Dadieu, R. Damm und I.W. Schmidt, das 1968 im Springer-Verlag erschienen ist, ist es zwar bekannt, Tetranitromethan als Sauerstoffkomponente in Treibstoffen zu verwenden ('siehe dort S. 705, Abschnitt 14,8), aber durch die Anwendung dieses Oxydators allein läßt ίο sich die Rauchbildung nicht beseitigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Raketentreibladung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit der bei rauchlosem Abbrand eine hohe Leistung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Tetranitromethan in einer wabenartigen, feinporigen Matrix aus Gelatine oder Gelatine-Gummiarabicum eingeschlossen ist. Das Tetranitromethan ist also in feinporigem, halbbartem Schaum eingeschlossen.

Vorzugsweise ist zum Ausgleich der Sauerstoffbilanz in die Matrix zusätzlicher Brennstoff in feinverteilter Form eingearbeitet.

Bei der erfindungsgemäßen hochenergetischen Raketentreibladung können insbesondere als Brennstoffe feinverteilte Kunststoffpulver vorgesehen sein.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Treibstoffes wird das Tetranitromethan, das nachstehend abgekürzt als TNM bezeichnet ist, zunächst in einzelne Zellen eingehüllt, weiche anschließend zu wabenartigen t>o Körpern zusammengefaßt werden. Das Wandmaterial, das, wie bereits erwähnt, Gelatine oder ein Gemisch aus Gelatine und Gummi arabicum ist, ist gegenüber TMN sowohl undurchlässig als auch chemisch beständig. Zur Herstellung der einzelnen Zellen kann dabei nach dem »> Verfahren vorgegangen werden, wie es in der DT-PS 11 22 495 beschrieben ist. Die weitere Verarbeitung der einzelnen Zellen kann nach der Verfahrensweise der DE-PS 9 77 185 erfolgen, so daß also einzelne Elemente, die dadurch entstanden sind, daß man die einzelnen Zellen zu wabenartigen Körpern zusammengefaßt hat, anschließend zu dünnen Platten geformt und getrocknet werden; aus den Platten können lamellenartige Treibladungen, insbesondere für Raketen oder rückstoßfreie Kanonen, mit kurzer Brennzeit hergestellt werden. Aus der zuletzt erwähnten deutschen Patentschrift ist es bekannt daß auf diese Weise Treibstoffladungen mit Brennzeiten in der Größenordnung von 5 bis 10 Millisekunden herstellbar sind.

Folgendes Beispiel soll die Verfahrensweise erläutern:

In drei 1 Wasser werden 500 ml TNM durch Rühren suspendiert und in der Schwebe gehalten. Zu diesem Gemenge wird ein Sol von 60 g Schweinshautgelatine mit einem IEP von = pH 8 -f 540 g Wasser zugegeben. Dieser Suspension wird ein weiteres Sol von 60 g Gummi-arabicum und 540 g Wasser zugesetzt Der pH dieser Mischung aus suspendierten Flüssigkeitströpfchen und Koloid liegt bei etwa pH 5,4. Diese Operation wird bei + 50° C durchgeführt.

Die Komplexkoazervation, die bei pH 4,5 eintritt, wird durch die Zugabe einer 10%igen Essigsäure eingeleitet. Das Komplexkolloid lagen sich dann um die Flüssigkeitströpfchen herum ab. Zur Gelatinierung der Kapselwände wird anschließend während einer Zeit von 30 Minuten die Temperatur unter ständigem Rühren auf + 15° C abgesenkt. Die eingehüllten Tröpfchen werden durch Abfiltrieren von der kolloidarmen, wäßrigen Phase getrennt. Anschließend wird der Filterkuchen, d. h. die feuchte Kapselmasse in dünner Schicht auf eine antiadhesive Unterlage aufgetragen und getrocknet. Dabei deformieren sich die einzelnen Kapseln, so daß ein lunkerfreier Körper entsteht, dessen wabenartige Struktur vollständig mit TNM gefüllt ist.

Seine Zusammensetzung schwankt zwischen 80-950/0 TNM und 20-5% Wandmaterial.

Bei niedrigem Wandmaterialgehalt steht aus dem TNM mehr Sauerstoff zur Verfügung, als zur Verbrennung des Wandmaterialanteils notwendig ist. Es ist deshalb zur Erzielung der optimalen Leistung erforderlich, zusätzliche Brennstoffe in Form von feinverteiltem Kunststoffpulver zuzusetzen. Dies kann sowohl vor der Einkapselung geschehen als auch nach dem Abfiltrieren des eingekapselten TNM's unmittelbar vor dem Ausstreichen. Besonders eignen sich dazu pulverisierte Kunststoffe z. B. Polyäthylen, Polytherephtalsäureester oder Polyacrylnitril.

Grundsätzlich kommen dafür allle verbrennbaren Substanzen in Frage, welche mit TNM lagerfähig sind.

Auf den so hergestellten Platten lassen sich sowohl Treibladungen mit Brennzeiten zwischen 3 und 50 ms (sogenannte Kurzzeitbrenner) beispielsweise für Bootstufen und rückstoßfreie Kanonen, als auch kompakte Treibladungen für längere Brennzeiten herstellen.

Im ersteren Fall werden die Platten entsprechend Fig. 1 lamellenartig lose angeordnet, dabei ist 1 der Satzhalter, während mit 2 die mit Zwischenräumen angeordnete Platte bezeichnet ist. Zur Erzielung längerer Brennzeiten werden die Plattenstapel verklebt, wie es F i g. 2 zeigt, um so die gewünschte Brennfläche einzustellen. Mit 1 sind hier die Treibstoffplatten, mit 2 die Klebnähte und mit 3 die inhibierende Isolationsschicht bezeichnet, wobei letztere der Teil der Oberfläche, welcher brennen soll, abdeckt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rauchlos abbrennende hochenergetische Raketentreibladung mit Tetranitromethan als Oxydator, s dadurch gekennzeichnet, daß das Tetranitromethan in einer wabenartigen, feinporigen Matrix aus Gelatine oder Gelatine-Gummi-arabicum eingeschlossen ist

2. Hochenergetische Raketentreibladung nach ι ο Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der Sauerstoffbilanz in die Matrix zusätzlicher Brennstoff in feinverteilter Form eingearbeitet ist

3. Hochenergetische Reketentreibladung nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennstoffe feinverteilte Kunststoffpulver vorgesehen sind.