DE2543971C2

DE2543971C2 - Anzündsystem für hochtemperaturbeständige Treibmittel

Info

Publication number: DE2543971C2
Application number: DE2543971A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr. 8152 Vagen Gawlick; Günther Dr. 8520 Erlangen Marondel; Werner Dr. 8504 Stein Siegelin
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1975-10-02
Filing date: 1975-10-02
Publication date: 1986-05-22
Also published as: GB1558498A; SE7610851L; SE435922B; CH622232A5; DE2543971A1; AT348394B; IT1073857B; BE846768A; NL185663B; NL185663C; FR2326391B1; ATA726376A; US4145969A; NL7610902A; FR2326391A1

Description

enthält,

wobei der Anzündsatz a) vor dem Verstärkerzündsatz b) angeordnet ist und seine Menge zwischen 2 und 20 Gew.-% der Menge des Verstärkersatzes b) beträgt

2. Anzündsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als explosionsgefährliche —NO2-Gruppen enthaltende Verbindungen Hexanitrodiphenyl oder dessen Derivate enthält

3. Anzündsystem gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als explosionsgefährliche —NC>2-Gruppen enthaltende Verbindung Hexanitrodiphenyloxid enthält

4. Anzündsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als explosionsgefährliche -N = N-Gruppen enthaltende Verbindung Tetrazol oder dessen Derivate enthält

5. Anzündsystem gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sätze zu Zylindern gepreßt sind, deren Durchmesser nicht mehr als 5 mm und deren Länge höchstens das 3- bis 4fache des Durchmessers beträgt.

Vorliegende Erfindung behandelt ein Anzündsystem für solche Treibmittel, die thermische Umsetzungspunkte über 180⁰C 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 18O⁰C; sie können durch die bekannten Anzündgemische auf Basis von Initialsprengstoffen oder pyrotechnischen Gemischen einwandfrei gezündet werden.
Die obenerwähnten Treibmittel sind jedoch weiter entwickelt worden, um eine höhere Wärmebeständigkeit zu besitzen. Diese wärmebeständigeren Treibmittel enthalten organische Verbindungen mit endständigen > N—NCVGruppen oder heterocyclischen aliphatische und aromatische Verbindungen, deren thermische Umsetzungspunkte teilweise erheblich über dem Zersetzungspunkt von Nitrocellulose (170 bis 180⁰C) liegen.

Die Anzündung dieser hochtemperaturbeständigen Treibmittel mit den bekannten Anzündgemischen auf Basis von Initialsprengstoffen stößt 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 Treibmittels 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 werden, 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 Ausführur.gsform 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 Konstruktionsvcrteile, die sich bei Anwendung einer hülsenlosen Munition bieten, auszunutzen.

Es wurde nun ein Anzündsystem für Treibladungen mit thermischen Umsetzungspunkten über 180⁰C gefunden, das durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gekennzeichnet ist.

Es sind zwar schon, z. B. aus der US-PS 34 18 372, Anzündsysteme bekannt, die aufeinanderfolgend Anzündsätze und Verstärkersätze enthalten und bei denen in den Verstärkersätzen hochbrisante Explosivstoffe· vorhanden sind. Diese bekannten Anzündsysteme dienen jedoch zum Zünden von hochexplosiven Sprengstoffen, so daß auch der Verstärkersatz Umsetzungsgeschwindigkeiten besitzen muß, die über 4000 m/s liegen. Solche Verstärkersätze setzen sich detonativ um und sind demzufolge zum Zünden von Treibmitteln ungeeignet.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Anzündsystems fallen die genannten Nachteile der bisherigen Anzündladungen weg: Nach dem Zünden beaufschlagt die Verstärkerladung den Treibmittelkörper nuir auf einer kleinen Kontaktfläche. Der Treibmittelkörper wird trotz der geringen Kontaktfläche zerlegt und zur vollkommenen Umsetzung gebracht. Die Vergrößerung der Oberfläche des Treibmittels 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 Treibmittel-

körper 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 NC>2-Gruppen enthaltenden Verbindungen sollen sowohl Nitroverbindungen als auch Nitramine verstanden werden. s

Die in dem Verstärkersatz enthaltenen organischen Nitroverbindungen sind feste Stoffe; es sind weiterhin explosionsgefährliche Stoffe, wie sie in dem »Gesetz über explosionsgefährliche Stoffe« (Sprengstoffgesetzj 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

NO₂" NO₂

in der A für die Gruppe

I ^M

N-(CHj)₁₁-ONO₂

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 erfindungsgemäß einsetzbare Nitramine seien Hexogen, Oktogen und Tetryl genannt.

Die erfindungsgemäß einsetzbaren Azoverbindungen umfassen die Triazole, Tetrazol und deren Derivate, wie z. B. 5-Aminotetrazol, Guanylamino-5-tetrazol, l-Guanyl-3-tetrazolyl-5-guanidin, Ditetrazol, Diaminoguanidinditetrazol, Diaminoguanidinazotretazol. Im allgemeinen haben die einsetzbaren Nitro-, Nitramino- und Azoverbindungen einen Schmelzpunkt über 140°C, einen Verpuffungspunkt über 200°C und einen Stickstoffgehalt über 17%. Ihre Empfindlichkeit gegenüber mechanischer Beanspruchung sollte kleiner als diejenige von Initialsprengstoffen sein, d. h. Werte annehmen, die über eine Joule liegen. Die von ihnen entwickelte spezifische Energie soll Werte zwischen etwa 850 und 1400 kj/kg betragen.

Die Verstärkerladung des erfindungsgemäßen Anzündsystems soll eine Umsetzungsgeschwindigkeit besitzen, die derjenigen des Anzündsatzes entspricht und zwischen 1000 und 4000 m/s liegt. Die Verstärkerladung darf sich demzufolge nicht detonativ umsetzen.

Eine detonative Umsetzung der Verstärkerladung wird durch den limitierten Zusatz der Initialsprengstoffe in dem Verstärkersatz bewirkt. Diese sind in dem Verstärkersatz in Mengen zwischen 10 und 60 Gew.-% 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, Schwennetallsalze des Mono-, Di- und Trinitroresorcins, bevorzugt Salze von Blei, Barium oder Thallium, Bleiphloroglucinat, Schwermetallpikrate, bevorzugt Bleipikrat, Azotetrazolblei oder Diazodinitrophenol.

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 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 10Gew.-% der Verstärkerladung. Diese Anzündladung wird durch mechanische Beaufschlagung entzündet; 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 Verstärkerladung eingesetzten, Initialsprengstoffe eingesetzt werden; es eignen sich aber auch pyrotechnische Anzündgeniische, wie z. B. ein Gemisch aus 80% einer Cer-Magnesium-Legierung und 20% PbO₂.

Die Anzündladung wird vorzugsweise ebenfalls zu Zylindern gepreßt, deren Durchmesser bevorzugt gleich groß ist wie der Durchmesser der Verstärkerladung.

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

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

Beispiel 1

Ein Gemisch aus 70 Gewichtsteilen Hexunitrodiphenyläther und 30 Gewichtsteilen Bleitrinitroresorcinat wird zu Zylindern von etwa 16 mm Lange und einem Durchmesser von ca. 4 mm mit einer Preßkraft von 0,6 Mp

Dieser Verstärkersatz wird mit 0,02 g eines Sinoxid-Anzündsatzes und 22 g temperaturbeständigem Treibmittel auf eine der folgenden Arten zu einer hülsenlosen Patrone verbunden:

a) Der Anzündsatz wird auf den Verstärkersatz seitlich oder heckseitig aufgepreßt oder in pastöser Form aufgestrichen und der gesamte Körper heckseitig in eine zentrale durchgehende Bohrung des zylindrisch gepreßten Treibmittelkörpen; eingesetzt. Auf der Vorderseite der zentralen Bohrung wird das Geschoß auf den Anzündkörper aufgesetzt und gegebenenfalls verklebt Die Zündung erfolgt, je nach Lage des Anzündsat/es am Verstärkersjitz, entweder von hinten — also in Richtung der Gcschoßachse — oder von der Seite, d. h. quer /ur Geschoßachse.

b) Dts> Treibmittel wird zu zwei formgleichen Treibmittelhälften gepreßt, die Aussparungen zur Aufnahme des Verstärkersatzes, der Anzündmischung und des Geschosses besitzen. Die geometrische Lage dieser Aussparungen ist so, daß einerseits das Geschoß als Amboß dient, andererseits eine direkte Verbindung zwischen Anzünd- und Verstärkersatz besteht Nach dem Einlegen des Geschosses und der Verstärkerladung in die entsprechenden Ausnehmungen werden die beiden Treibmittelhälften zur eigentlichen Patrone verklebt. In die verbleibende Aussparung für die Anzündmischung wird diese in pastöser Form eingestri

chen.

Die Zündung erfolgt in beiden Fällen mit einem Schlagbolzen. Der Treibmittelsatz brennt gleichmäßig ab und es verbleibt 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 ein Treibladungspulver gleicher Zusammensetzung wie im Beispiel 1 auf die gleiche Weise gezündet. Die Ergebnisse entsprachen denjenigen des Beispiels 1.

An/.ündsutz (Gew.-Teile)
H! Trizinul

Tcira/.cn

Ba-niinit

Verstärkersalz

Sb-sull'id

Ca-silicid

Da-chlorat	Glaspulver	Zusammensetzung	Menge
			(Gew.-Teile)
		Hexanitrodiphenylsulfon	75
		Bleiazid	25
—		Hexanitrostilben Bleitrinitrore-	65
		sorcinat	35
_	_	Hexanitrodiphenylamin	75
		Bleiazid	25
—	_	Hexanitrodiphenylaminonitrat	60
		Beiphloroglucinat	40
—	—	Hexanitrodiphenylsulfid	70
		Bleipikrat	30
—		Hexanitroanilid	85
		Diazodinitrophenol	15
—	—	Diaminoguanidintetrazol	60
		Bleiazid	40
50	15	Oktogen	50
±6	±3	Bleiazid	50

2	38	3
3	34	3
4	39	3
5	40	4
6	43	2
7	45	2
8	44	5
9	_	4

38 44 36 35 39 41 35

10

12

31

11

13

12

Claims

Patentansprüche:

1. Anzündsystem für Treibladungen mit thermischen Urnsetzungspunkten über 180⁰C, gekennzeichnet durch
5

a) einen an sich bekannten Anzündsatz und einem, in direktem Kontakt mit dem Anzündsatz befindlichen

b) Verstärkersatz mit Umsetzungsgeschwindigkeiten zwischen 1000 und 4000 m/s, der ein Geniisch aus festen, explosionsgefährlichen Verbindungen, die eine oder mehrere —NOrGruppen und/oder —N = N-Gruppen enthalten und einen Verpuffungspunkt über 200° C besitzen und an sich bekannten

ίο Initialsprengstoffen, die in diesem Gemisch in Mengen zwischen 10 und 60 Gew.-°/o untergemischt sind,