DE2543971A1

DE2543971A1 - Anzuendsystem fuer hochtemperaturbestaendige treibmittel

Info

Publication number: DE2543971A1
Application number: DE19752543971
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Gawlick; Guenther Dr Marondel; Werner Dr Siegelin
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1975-10-02
Filing date: 1975-10-02
Publication date: 1977-04-07
Also published as: SE435922B; ATA726376A; US4145969A; DE2543971C2; AT348394B; GB1558498A; NL7610902A; CH622232A5; NL185663B; NL185663C; SE7610851L; FR2326391B1; IT1073857B; BE846768A; FR2326391A1

Description

Troisdorf, den 12, Sept. 197: GZ: 75101 (2459) Dr.Sk/Sch

DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln

Anzündsystem für hochtemperaturbeständige Treibmittel

Vorliegende Erfindung behandelt ein Anzündsystem für solche Treibmittel, die thermische Umsetzungspunkte über 180 ⁰C besitzen.

•Die bisher bekannten Treibmittel für hülsenlose Munition basieren auf Nitrocellulose, gegebenenfalls im Gemisch mit anderen üblichen gasliefernden Stoffen, wie z.B. Glycerintrinitrat. Diese Treibmittel haben thermische Umsetzungspunkte bis maximal 180 ⁰C; sie können durch die bekannten Anzündgemische auf Basis von Initialsprengstoffen oder pyrotechnischen Gemischen einwandfrei gezündet werden.

Die oben erwähnten bekannten Treibmittel sind jedoch weiterentwickelt worden, um eine höhere Wärmebeständigkeit zu besitzen. Diese wärmebeständigeren Treibmittel enthalten organische Verbindungen mit endständigen 7-N-NOo-GrUPpen oder heterocyclischen aliphatischen und aromatische Verbindungen, deren thermische Umsetzungspunkte teilweise erheblich über dem Zersetzungspunkt von Nitrocellulose (170 bis 180 ⁰C) liegen.

Die Anzündung dieser hochtemperaturbeständigen Treibmittel mit den bekannten Anzündgemischen auf Basis von Initialsprengstoffen

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stoßt auf erhebliche Schwierigkeiten. Die Zündung muß in der Weise erfolgen, daß das Treibmittel durch die eingeleitete chemische Reaktion vollständig abbrennt und keine festen Rückstände hinterläßt; andererseits darf das Zündgemisch auch nicht so stark sein, daß das gefährliche Umschlagen aus der gewünschten Verbrennung in eine Detonation erfolgt. .

Es wurde bereits versucht, solche Treibladungen mit den bekannten Anzündsätzen anzuzünden. Um eine durchgehende Zündung zu erhalten, war man dabei aber gezwungen, die Zündsatzladung gegenüber dem normalen Treibmittel auf Nitrocellulose-Basis erheblich zu verstärken. Diese Verstärkung alleine führte aber auch nicht zu einer gleichmäßigen und vollständigen Umsetzung des Treibmittels. Zusätzlich mußte deshalb die geometrische Form des Treibsatzes derart abgeändert werden, daß der Zündstrahl der Anzündung eine möglichst große Oberfläche des Treibiai"ttels berührt. Dies wurde z.B. dadurch erreicht, daß das Treibmittel als langgestreckter Hohlzylinder oder Hohlblock geformt wurde und. der Zündstrahl fast die gesamte Innenfläche des Hohlkörpers berührte. Die Wanddicke des Hohlkörpers muß dabei entsprechend dünn gewählt v/erden, damit die durch die Anzündung erzeugte Wärme möglichst großflächig übertragen wird und die Reaktion sich auch noch in dieser dünnwandigen Schicht gleichmäßig fortsetzt und nicht auf halbem Wege erlischt.

Diese Aus führungsform bringt hinsichtlich der Herstellung Nachteile mit sich. Ihr sind aber auch, besonders bei der Herstellung von hülsenloser Munition, hinsichtlich der Geometrie Grenzen gesetzt, die es nicht gestatten, die übrigen Konstruk-

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tionsvorteile, die sich bei Anwendung einer hülsenlosen Munition bieten, auszunutzen.

: Es wurde nun ein Anzündsystem für Treibladungen mit Umsetzungs-

,

; punkten über 180 ⁰C gefunden, das durch die im Patentanspruch : genannten Merkmale gekennzeichnet ist.

' Bei Anwendung dieses Anzündsystems fallen die genannten Nach-' teile der bisherigen Anzündladungen weg: Nach dem Zünden be~ ^; aufschlagt die Verstärkerladung den Treibmittelkörper nur auf einer kleinen Kontaktfläche. Der Treibmittelkörper wird trotz der geringen Kontaktfläche zerlegt und zur vollkommenen Umsetzung gebracht. Die Vergrößerung der Oberfläche des Treib-r mittels tritt also erst beim Vorgang der Entzündung ein; es ist demzufolge nicht notwendig, dem Treibsatz in einem gesonderten Arbeitsgang eine spezielle geometrische Form mit großer Oberfläche zu geben. Es ist vielmehr dadurch möglich, den Treibmittelkörper mit dem Geschoß auf einem sehr engen Raum unterzubringen und besonders einer hülsenlosen Munition eine kompakte und mechanisch feste Ausführung zu geben. Hohlräume im Innern der Patrone sind nicht mehr notwendig.

Unter den N02~Gruppen enthaltenden Verbindungen sollen sowohl Nitroverbindungen als auch Nitramine verstanden werden.

Die in dem Verstärkersatz enthaltenen organischen Nitroverbindungen sind feste Stoffe; es sind weiterhin explosionsgefährliche Stoffe, wie sie in dem "Gesetz über explosionsgefährliche Stoffe" (Sprengstoffgesetz) vom 25.8.1969 definiert

sind. Unter die erfindungsgemäß einsetzbaren explosionsgefährlichen festen Nitroverbindungen fallen außer den in der Anlage I des Sprengstoffgesetzes genannten festen Nitroverbindungen weitere Derivate des Hexanitrodiphenyls der allgemeinen Formel

$0? JfO,
-A-

.2

NO₂

in der A für die Gruppe

f-

in der η eine ganze Zahl zwischen 1 und 3 sein kann oder für die Gruppe -NH-CO-CO-HN- oder NH-CO-HN steht.

Als Beispiele für erfindungsgeinäß einsetzbare Nitramine seien

Hexogen, Cktogen und Tetryl genannt.

Die erfindungsgemäß einsetzbaren Azoverbindungen umfassen die Triazole, Tetrazol und deren Derivate, wie z.B. 5-Aminotetrazol, Guanylamino-5-tetrazol, 1-Guanyl-3-tetrazolyl-5-guanidin, Ditetrazol, Diaminoguanidinditetrazol, Diaminoguanidinazotetrazol. Im allgemeinen haben die einsetzbaren Nitro-, Nitramino- und Azoverbindungen einen Schmelzpunkt über 140 ⁰C, einen Verpuff ungspunkt über 200 ⁰C und einen Stickstoffgehalt über 17 %. Ihre Empfindlichkeit gegenüber mechanischer Beanspruchung sollte kleiner als diejenige von Initialsprengstoffen sein, d.h. Werte

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; annehmen, die über ein Joule liegen. Die von ihnen entwickelte

• spezifische Energie soll Werte zwischen etwa 850 und 1400 kJ/kg j betragen.

! Die Verstärkerladung des erfindungsgemäßen Anzündsystems soll Umsetzungsgeschwindigkeiten besitzen, die derjenigen des Anzündsatzes entspricht. Im Allgemeinen liegen diese Umsetzungsi geschwindigkeiten zwischen 1000 und 4000 m/sec. Die Verj Stärkerladung darf sich demzufolge nicht de.tonativ umsetzen.

^: Eine detonative Umsetzung der Verstärkerladung wird durch den I limitierten Zusatz der Initialsprengstoffe in dem Verstärker-¹ satz bewirkt. Diese sind in dem Verstärkersatz in Mengen j zwischen 10 und 6o Gew.-?o enthalten. Durch Variation ihrer Menge bzw. der eingesetzten Stoffe läßt sich für die Verstärkerladung • eine Umsetzungsgeschwindigkeit erzielen, die derjenigen der

■ Anzündladung entspricht..

! Als Initialsprengstoffe in der Verstärkerladung eignen sich

■ z.B. Schwermetallazide, vorzugsweise Bleiazid, Schwermetall« j salze des Mono-, Di- und Trinitroresorcins, bevorzugt Salze

{ von Blei, Barium oder Thallium, Bleiphloroglucinat, Schwer-

■ metallpikrate, bevorzugt Bleipikrat, Azotetrazolb}.ei oder'

j Diazodinitrophenol.

j ·

■ Die Verstärkerladung wird zweckmäßigerweise zu kleinen Zylindern geformt oder gepreßt, deren Durchmesser auf das Kaliber der Munition abgestimmt ist. Das Gewicht der Verstärkerladung soll zum Treibladungsgewicht im Verhältnis 1:5 bis 1:20 stehen. Für hülsenlose Munition mit kleinem Kaliber beträgt das Gewicht

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einer Verstärkerladung etwa 200 mg.

Die Menge des Anzündsatzes, der dem Verstärkersatz vorgeschaltet ist und diesen zum Zünden bringt, beträgt zwischen 2 und 20, vorzugsweise 5 und 10 Gew.-%'der Verstärkerladung. Diese Anzündladung wird durch mechanische Beaufschlagung ent_ zündet; sie steht in unmittelbarem Kontakt mit der Verstärkerladung.

Die in dem Anzündsatz verwendeten Zündmittel sind die zum Anzünden von Treibsätzen bekannten Verbindungen und Gemische. Es können demzufolge die obengenannten, in der Verstärkerl&aunf eingesetzten, Initialsprengstoffe eingesetzt v/erden; es eignen sich aber auch pyrotechnsiche Anzündgemische, wie z.B. ein Gemisch aus 80 % einer Cer-Kagnesium-Legierung und 20 % PtO_?.

Die Anzündladung wird vorzugsweise ebenfalle· zu Zylindern gepreßt, deren Durchmesser bevorzugt gleich groß ist wie der Durchmesser der Verstärkerladung *

Wenn das Anzündsystem zylindrische Form besitzt, hat es bevorzugt einen maximalen Durchmesser von 5 nun und eine Länge, die höchstens das drei- bis vierfache des Durchmessers beträgt.

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Die Zündung des Anzündgemischs erfolgt mit einem Schlagbolzen. Die hülsenlose Munition brennt daraufhin gleichmäßig ab und hinterläßt keine Rückstände.

Beispiele 2 bis 9

In gleicher Weise wie in dem Beispiel 1 wurde ein Anzündsystem mit den in der folgenden Tabelle genannten Mischungen hergestellt und damit das in dem Beispiel 1 genannte Treibladungspulver auf die gleiche Weise angezündet. Die Ergebnisse entsprachen denjenigen des Beispiels 1.

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Bei- Anzündsatz spiel Zusammensetzung Menge

1ο Verstärkersatz
Zus aminen s e t zung

Menge

(Gew.-Teile)

Hexanitrodiphenyl- 75 sulfön

Bleiazid 25

Hexanitros tuben 65 Bleitrinitroresorcinat 35

Hexanitrodiphenyl-

amin 75

Bleiazid 25

Hexanitrodiphenyl-

aminonitrat 60

Bleiphloroglucinat 40

Hexanitrodiphenyl-

sulfid 70

Bleipikrat 30

Hexanitroanilid 85

Diazodinitrophenol 15

Diaminoguanidin-

tetrazol 60

Bleiazid 40

Oktogen
Bleiazid

50 50

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Claims

Patentansprüche

{■ i J Anzündsystem für Treibmittel mit thermischen Umsetzungspunkten über 180 ⁰C, dadurch gekennzeichnet, daß es aufeinanderfolgend besteht aus

a) einem an sich bekannten Anzündsatz i und

I b) einem Verstärkersatz aus festen, explosionsgefährlicher. Verbindungen, die eine oder mehrere -NOp~Gruppen und/ oder -N=N-Gruppen enthalten und einen Verpuffungspunkt über 200 ⁰C besitzen, denen zwischen 10 und 60 Gew.-%

! Initialsprengstoffe untergemischt sirid

j und

• wobei die Menge des Anzündsatzes a) zwischen 2 und 20 Gew.-% j der Menge des Verstärkersatzes b) beträgt.

j 2. Anzündsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ■ als explosionsgefährliche -M^-Gruppen enthaltende Verbindung

j Hexanitrodiphenyl oder dessen Derivate eingesetzt werden, j

J 3. Anzündsystem gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich-I net, daß als explosionsgefährliche NOp-Gruppen enthaltende

; Verbindung- Hexanitrodiphenyloxid eingesetzt wird.

j 4. Anzündsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

I als explosionsgefährliche, N=N-Gruppen enthaltende Verbindung I Tetrazol oder dessen Derivate eingesetzt werden.

i 5. Anzündsystem gemäß Ansprüchen 1 bis k, dadurch gekennzeich-

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.. 2 —

net, daß die beiden Sätze zu Zylindern gepresst sind, deren Durchmesser nicht mehr als 5 mm und deren Länge höchstens das drei- bis vierfache des Durchmessers beträgt.

Troisdorf, den 12. Sept. 1975
OZ: 75101 (2499) Dr.Sk/Sch

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