DE2809279B2

DE2809279B2 - Treibladungsmassen für Rohrwaffen

Info

Publication number: DE2809279B2
Application number: DE19782809279
Authority: DE
Inventors: Werner 7851 Haegelberg Kegler
Original assignee: DEUTSCH-FRANZOESISCHES FORSCHUNGSINSTITUT SAINT-LOUIS SAINT-LOUIS (FRANKREICH)
Current assignee: DEUTSCH-FRANZOESISCHES FORSCHUNGSINSTITUT SAINT-LOUIS SAINT-LOUIS (FRANKREICH)
Priority date: 1978-03-03
Filing date: 1978-03-03
Publication date: 1980-03-27
Also published as: FR2418781A1; DE2809279A1; DE2809279C3; FR2418781B1

Description

Die Erfindung be ti iff t Treibladungsmassen für Rohrwaffen, die im wesentlichen aus 8 bis 35, insbesondere 10 bis 25 Gewichtsprozent Kunststoffschaum und 92 bis 65, insbesondere W) bis 75 Gewichtsprozent eines oder mehrerer Sekundärspreiigstofft enthalten.

Treibladungen für Roh» ivp.ffen bestehen im allgemeinen aus Pulverelementen definie :er Abmessungen in Form von Blättchen, Röhrchen, Kugeln u. a. Die Hauptbestandteile sind bei sog. einbasigen Treibmitteln der Salpetersäureester der Cellulose (Nitrocellulose) und bei zweibasigen Treibmitteln Nitrocellulose und Salpetersäureglycerincster (Nitroglycerin).

Bei kartuschierter Munition befindet sich das Pulver in einem Metallbehälter, der sogenannten Patronenhülse, die mit dem Geschoß fest verbunden ist. In neuerer Zeit wird in verstärktem Maße versucht, die Metallhülse durch verbrennbare Hülsen oder durch sogenannte hülsenlos«: Munition zu ersetzen. In beiden Fällen bleiben aber nach wie vor die Hauptcnergiequelle für die Beschleunigung der Geschosse die oben erwähnten Pulverelemente, auch Schüttpulver genannt. Bei der verbrennbaren Hülse befindet sich das Schüttpulver lose in der Hülse. Bei der hülsenlosen Munition sind die Pulverelemente of; zu kompakten Körpern bestimmter Dichte gepreßt und verklebt.

Bekannt ist, daß alle Produkte auf der Basis SalpetersiUireester eine relativ schlechte chemische und thermische Stabilität haben. Das trifft sowohl für die verbrennbare Hülse auf Nitrocellulosebasis als auch für die Preßlinge für die hülsenlose Munition zu

Als Schutz gegen thermische Einflüsse sind in der DE-OS 24 58 877 Hüllen aus Kunststoffschaum und einem Sekundärsprengstoff beschrieben. Weitergehend ist bekannt, die verbrennbare Hülse aus Nitrocellulose vollkommen durch eine Hülse aus dem oben erwähnten Material zu ersetzen. Diese Hülse, die bis zu 50% des Gewichts der Gesamttreibladung ausmachen kann, verbrennt zusammen mit dem in der Hülse befindlichen üblichen Pulver auf Salpetersäureesterbasis vollkommen und liefert günstige ballistische Ergebnisse. Aus der DE-OS 2246 588 sind nicht oder schwer entflammbare Hülsen und Treibladungen für hülsenlose Munition bekannt,, wobei die Hülsen und Treibladungen im wesentlichen aus 60 bis 95 Gew.-% eines thermisch stabilen Explosivstoffes und einem Polyurethanschaumstoff, d.h. aus Polyurethanschaumstoff und Sekundärsprengstoffen bestehen. Die bekannte Substanzkombination läßt sich als Treibladung nur mit Einschränkungen verwenden, da manche Rohrwaffen für den sich

to ausbildenden hohen Maximaldruck nicht ausgelegt sind, so daß lediglich die Hülse aus thermisch stabilem Explosivstoff (Füllstoff) und dem Polyurethanschaumstoff hergestellt werden kann, wohingegen die Treibladungen einen aus verklebtem Kugelpulver hergestellten

ι? Kern bilden.

Die DE-OS 23 20 357 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von porösen Sprengstoffen mit wählbaren Detonationsgeschwindigkeiten und Detonntionsdrukken unter 50 kbar aus festen Explosivstoffen und einem Polyurethanschaumstoffgemisch. Der Explosivstoff wird mit der einen Komponente des "schaumstoffgemisches und ein flüssiges Treibmittel wird mit der zweiten Komponente des Schaumstoffgemisches getrennt vorgemischt, dann werden die beiden Vormischungen miteinander gemischt und in einer Form ausgeschäumt. Durch Variation der Zusammensetzung und Dichte sind die Detonationsg.ischwindigkeiten und Detonationsdrucke einstellbar. Bei den Detonationen handelt es sich um Reaktionsgeschwindigkeiten von mehr als 1000 m/s.

Beim erfindungsgemäßen Abbrand als Treibladung handelt es sich jedoch um Geschwindigkeiten von weniger als 1000 mm/s. Im übrigen ist die Detonationsgeschwindigkeit vom Druck weitgehend unabhängig, während die Abbrandgeschwindigkeit stark mit dem

J5 Druck ansteigt. Die DE-OS 23 20 357 hat die erfindungsgemäßen Treibladungsmassen demnach nicht nahegelegt.

Gegenstand der Erfindung sind Treibladungsmassen für Rohrwaffen der eingangs angegebenen Art, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Sekundärsprengstoffe eine Dichte von 0,4 bis l,0g/cm^J aufweisen und die Sekundärsprengsioffe vorwiegend eine einheitliche Kornfraktion besitzen, deren Unterschiede zwischen feinstem und gröbstem Anteil innerhalb eines Verhältnisses von I : 1,4 bis 1,7 liegen.

Als Kunststoffschaum kann vomj-r^weise Polyurethanschaum verwendet werden. Es können Weichschäume oder Hartschäume verwendet werden. Es können so geschäumte Körner in Form kompakter hülsenloscr

w Treibladungen mit sehr guten mechanischen Festigkeiten hergestellt werden. Aus wirtschaftlichen und technischen Gründen ist dies von größter Bedeutung. Die Herstellung der üblichen Pulverclemente ist mit einem großen Arbeitsaufwand verbunden und auch nicht ungefährlich. Die Polyurethanschaummassen sind dagegen leicht herzustellen.

Die Voraussetzung für die Verwendung hochenergetischer Sekundäreprengstoffe wie Hexogen bzw. Oktogen als Treibstoffe ist, den durch eine Anzündladung

(z. B. Zünder) eingeleiteten Abbrand so zu lenken und zu stabilisieren, daß keine Deflagration oder Detonation auftritt. Hierzu ist es nötig, die aktive Substanz innerhalb der Treibladungsmasse gleichmäßig zu verteilen, ohne daß die einzelnen Körner (Kristallite) sich direkt berühren, daß sie ferner von einer phlegmatisierenden Substanz umhüllt sind und ferner zur Isolation durch gasgefüllte Hohlräume (Luft bzw. Kohlensäure) getrennt sind. Die Oberfläche muß so

klein wie möglich gehalten werden.

Unter Verwendung von relativ großen, weitgehend kugelförmigen Kristallen, zumindest Kristalliten, deren Ecken abgerundet sind, und z. B, phlegmatisierendem Polyurethanschaum mit niedriger Dichte ist es möglich, die oben angeführten Bedingungen zu erfüllen. Es ist z. B. in einer Schaummasse aus

80% Oktogen, Kornfraktion 1-1,6 mm,
20% Polyurethan,
0,6 g/cm³ Dichte,

IO

25% des Volumens mitOktogenkörnem ausgefüllt, 12% mit phlegmatisierender Substanz und 61 % mit Luft bzw. Kohlensäure.

Bei einer modellmäßigen Darstellung wären in I cm³ ca. 145 Kugeln mit einem Durchmesser von ca. 1,6 mm verteilt.

Bei Verwendung einer solchen Treibladung in einer 30-mm-Kanone bei Drücken von 2500 — 5000 bar ist die Verbrennung rückstandfrei. Die Abbranddauer beträgt etwa !—2ms und entspricht der üblicher Pulver. Die Energieausbeute (thermischer Wirkungsgrad) ist deutlich größer als 40%.

Überraschend ist das Anzünd- und Abbrandverhalten unter Atmosphärendruck (1 bar). Die Verbrennung kann vorzugsweise nur durch eine größere Menge Anzündpulver eingeleitet werden und ist so träge, daß sie mit einfachen Mitteln zum Erlöschen gebracht werden kann.

Versuche in einer Waffe haben gezeigt, daß die jo erfindungsgemäße Masse vorzugsweise dann als Treibladung wirkt und verwendet werden kann, wenn bei genügend starker Anzündung sich in der Verbrennungskammer kontinuierlich ein Druck aufbauen kann. Ist dies nicht der Fall, so brennt die Ladung unter J5 Umständen langsam ab oder erlischt.

Diese Eigenschaft der erfindungsgemäßen Masse ist für die Lagerung und Handhabungssicherheit von großer Bedeutung. Sie ist damit für eine hüisenlose Munition, Cc ungeschützt äußeren Einflüssen ausgesetzt ist, besonders geeignet.

Neben den Vorteilen, die die hülsenlose Munition bietet, ist nachteilig, daß diese nur in Waffen verwendet werden kann, die speziell für diesen Munitionstyp konstruiert wurden.

Der Vorteil der oben beschriebenen, leicht herzustellenden erfindungsgemäßen Masse ist, daß sie auch zur Füllung von Metallhülsen üblicher, schon vorhandener Waffen verwendet werden kann. Da die meisten Patronenhülsen konisch sind und der Hals einen kleineren Durchmesser (Geschoßkaliber) hat als die Patrone selbst, kann man zur Füllung keine vorgeformten Körper verwenden. Das Volumen wäre zu schlecht ausgenutzt. Durch Einspritzen der insbesondere vorgemischten, aber noch nicht geschäumten Komponenten, mit anschließender Schäumung, kann die Hülse vollkommen ausgefüllt werden. Die geschäumte Treibladung kann aber auch hergestellt werden, indem die ungeschäumten Kunststoffkomponenten auf die in der Hülse lose befindlichen Kristalle gesprüht werden und dort zum Schäumen gebracht we'.;en. Die Schäume können also in situ hergestellt werden.

Das Anwendungsgebiet der geschäumten Treibladungsmasse wird dadurch wesenilich erweitert.

Neben den oben beschriebenen Vorteilen können noch weitere angeführt werden: billige und ungefährlichere Herstellung, gute Rohstoffbasis, Sicherheit gegen mechanische und thermische Einflüsse; von Rohrelevation unabhängige Ladungsgeometrie (unsymmetrische Verteilung des Pulvers in der Brennkammer nicht möglich); Möglichkeit, durch Beimischung eine Verbrennung bei geringen Drücken sich selbst löschen zu lassen und/oder das Druckdiagramm durch Art und Größenverteilung von Zusätzen zu beeinflussen.

Die erfindungsgemäßen Treibladungsmassen werden durch die folgenden Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Geschoß ohne Hülse;

F i g. 2 zeigt ein Geschoß mit Hülse.

Der verbrennbare Anzünder 1 und die ληζίί^εΓίϋ-dung 2 sind von der Schaumstoffmasse 3 umgeben. Der Platz für das Geschoß ist mit 4 und die Patronenhülse in F i j. 2 ist mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Treibladungsmassen für Rohrwaffen, die im wesentlichen aus 8 bis 35, insbesondere 10 bis 25 Gewichtsprozent Kunststoffschaum und 92 bis 65, insbesondere 90 bis 75 Gewichtsprozent eines oder mehrerer Sekundärsprengstoffe enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dichte von 0,4 bis 1,0 g/cm³ aufweisen und die Sekundärsprengstoffe vorwiegend eine einheitliche Kornfraktion besitzen, deren Unterschiede zwischen feinstem und gröbstem Anteil innerhalb eines Verhältnisses von 1 :1,4 bis 1,7 liegen.

2. Treibladungsmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Kornfraktionen mittlere Korngrößen von 0,5 mm bis 2 mm aufweisen.

3. Treibladungsmassen nach einem der Ansprüche 1 und 2,£?2durch gekennzeichnet, daß die Korngröße der Sekundärsprengstoffe sich nach dem Kaliber der zu beschleunigenden Geschosse derart richtet, daß mit sieigenden Kaliberabmessungen größere Kristalle vorliegen.