DE69516536T2 - SMOKING GARNET - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum spontanen Aufbau einer Rauchwand, insbesondere zur Selbstabschirmung einzelner Soldaten. Die Erfindung betrifft genauer eine Vorrichtung in einer Rauchhandgranate mit einem Behälter, der selbst ein flüssiges Rauchmaterial enthält.The present invention relates to a device for spontaneously building up a smoke screen, in particular for self-shielding individual soldiers. The invention relates more specifically to a device in a smoke hand grenade with a container which itself contains a liquid smoke material.
Die vorliegende Erfindung wurde in Verbindung mit einer schnellen Selbstabschirmung in dem sichtbaren und nahen Infrarot-Spektrum für einen Soldaten in einer kritischen Gefechtssituation entwickelt.The present invention was developed in conjunction with rapid self-shielding in the visible and near infrared spectrum for a soldier in a critical combat situation.
Bekannte Rauchhandgranaten basieren auf der Explosion einer pyrotechnischen Zusammensetzung zur Erzeugung eines vergleichsweise giftigen Rauches, der im wesentlichen Zinkchlorid enthält. Durch eine unprofessionelle Verwendung dieses Rauchs ist es zu Todesfällen gekommen. Mehrere Benutzerländer innerhalb der NATO haben deshalb den Wunsch, diese Art von Rauch gegen einen Rauch zu ersetzen, der weniger giftig und bevorzugt ebenso effektiv ist. Es wird erwartet, daß der Rauch nicht den Umweltanforderungen genügen wird, die in der Zukunft für Rauchmonition gelten werden. Zusätzlich hat diese Art von Rauch einen begrenzten Einsatz bei einem Training in trockener Vegetation, da durch den Rauch Feuer verursacht werden kann.Known smoke grenades are based on the explosion of a pyrotechnic composition to produce a relatively toxic smoke, which mainly contains zinc chloride. Unprofessional use of this smoke has resulted in deaths. Several user countries within NATO therefore wish to replace this type of smoke with a smoke that is less toxic and preferably just as effective. It is expected that the smoke will not meet the environmental requirements that will apply to smoke ammunition in the future. In addition, this type of smoke has limited use in training in dry vegetation, as the smoke can cause fire.
GB-A- 1 149 982 (Oberbegriff des Anspruchs 1) beschreibt eine Granate u. a. mit einem Metallgehäuse, in dem ein flüssiges Rauchmaterial in einem Puder absorbiert ist (Kalziumsilikat, neutral) und in einem Hohlraum der Granate angeordnet ist.GB-A-1 149 982 (preamble of claim 1) describes a grenade with, among other things, a metal casing in which a liquid smoke material is absorbed in a powder (calcium silicate, neutral) and is arranged in a cavity of the grenade.
In einem Trainingsgebiet, in dem auch Granaten ausgiebig verwendet werden, bedeutet dies, daß die Umwelt einer ungewollt hohen Belastung ausgesetzt wird. Dies entspricht nicht den heutigen Benutzeranforderungen. Die Granate nach der GB- Veröffentlichung erzeugt einen umweltfeindlichen Rauch, wenn das Pulver, das den flüssigen Rauch absorbiert hat, auf dem Boden, auf welchem die Granate landet, verteilt wird, was zu einem sauren Niederschlag, der nicht neutralisiert werden kann, führt. Folglich kann dieses Prinzip heute in einer neuen Rauchgranate für die Armee nicht angewendet werden.In a training area where grenades are also used extensively, this means that the environment is exposed to an undesirable high level of pollution. This does not meet today's user requirements. The grenade according to the GB publication produces an environmentally unfriendly smoke when the powder that has absorbed the liquid smoke is dispersed on the ground on which the grenade lands, resulting in an acidic deposit that cannot be neutralized. Consequently, this principle cannot be applied today in a new smoke grenade for the army.
Der vorgeschlagene Gegenstand der Erfindung ist eine Handgranate aus PCDF (Kunststoff). Der flüssige Rauch, der in einem eigenen Raum in der Granate ist, wird mit der Feuchtigkeit aus der Luft nach der Explosion reagieren und Salzsäure als Nebenprodukt freisetzen. Um diese zu neutralisieren, ist in einer eigenen, getrennten Kammer rund um den Innenbehälter beispielsweise Dolomit, Ca Mg(Co&sub3;)&sub2; (dasselbe Material, welches beispielsweise zur Neutralisierung von Säure in der Aufnahme (Fischgewässer) verwendet wird). Dieses Pulver wird auf dem Boden nach der Explosion verteilt und neutralisiert den flüssigen Rauch, der in der Gegend um den Explosionspunkt nieder fällt.The proposed object of the invention is a hand grenade made of PCDF (plastic). The liquid smoke, which is in a separate chamber inside the grenade, will react with the moisture in the air after the explosion and release hydrochloric acid as a byproduct. To neutralize it, in a separate chamber around the inner container, for example, dolomite, Ca Mg(Co₃)₂ (the same material that is used, for example, to neutralize acid in the receptacle (fishing waters)) is placed. This powder is spread on the ground after the explosion and neutralizes the liquid smoke that falls in the area around the explosion point.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine schnell funktionierende Rauchhandgranate bereit zu stellen, die im wesentlichen weniger giftig als gegenwärtige, auf Zinkchloridrauch (ZnCl&sub2;) (HC-Rauch) basierende Handgranaten sind. Das Rauchmaterial nach der vorliegenden Erfindung ist Titantetrachlorid (TiCl&sub4; abgekürzt TTC). Weiterhin ist die Toxizität von auf der Hydrolyse von TiCl&sub4; basierendem Rauch sehr gering. Wenn man annimmt, daß die tödliche Konzentration von ZnCl&sub2;-Rauch CD sei, dann wird man sogar mit einer TiCl&sub4;-Rauchkonzentration von 5 · CD, nur geringfügige, harmlose Veränderungen in dem Lungengewebe finden (vgl. Karlsson et al., 1986, Archives of Toxicology).An object of the present invention is to provide a fast-acting smoke hand grenade which is substantially less toxic than current hand grenades based on zinc chloride smoke (ZnCl2) (HC smoke). The smoke material according to the present invention is titanium tetrachloride (TiCl4 abbreviated TTC). Furthermore, the toxicity of smoke based on the hydrolysis of TiCl4 is very low. If one assumes that the lethal concentration of ZnCl2 smoke is CD, then even with a TiCl4 smoke concentration of 5 x CD, one will find only minor, harmless changes in the lung tissue (cf. Karlsson et al., 1986, Archives of Toxicology).
Weiterhin ist die Rauchgranate für die Umwelt vorteilhaft, d. h. es sollte im Ergebnis keine spezielle Verschmutzung und Verbreitung von Säure in die Umwelt stattfinden. Diese Aufgabe wird erreicht durch Einschließen von Kalziumpulver in dem Rauchkanister in einem stöchiometrischen Verhältnis zu der Salzsäure, die durch die Hydrolyse von TTC während der Erzeugung von Rauch ausströmt. Die Gesamtreaktion ist:Furthermore, the smoke grenade is beneficial to the environment, i.e. there should be no special pollution and spread of acid into the environment as a result. This task is achieved by enclosing calcium powder in the smoke canister in a stoichiometric ratio to the hydrochloric acid that is emitted by the hydrolysis of TTC during the generation of smoke. The overall reaction is:
2CaCO&sub3;+TiCl&sub4; → 2CaCl&sub2;+TiO&sub2;+2CO&sub2;.2CaCO3 +TiCl4 ? 2CaCl2+TiO2+2CO2.
Die Reaktionserzeugnisse Kalziumchlorid (CaCl&sub2;) und Titandioxid (TiO&sub2;) sind Verbindungen, die einen negativen Einfluß auf die natürliche Umwelt haben.The reaction products calcium chloride (CaCl2) and titanium dioxide (TiO2) are compounds that have a negative impact on the natural environment.
Ein bevorzugter Aspekt der Erfindung besteht darin, daß die Kalziumschicht in dem Behälter rund um das innere Fach, das den flüssigen Rauch enthält, den durch den Kunststoff aus dem inneren Container heraus diffundierenden flüssigen Rauch, neu tralisiert. Ohne diese Schicht, die damit ziemlich wesentlich für die Granate ist, würde der flüssige Rauch/die Salzsäure freigesetzt und würde die Umgebung in dem Lager beeinflussen. Mehr als 10 bis 15 Jahre in einem Bereitschaftslager würden eine nicht akzeptable Korrosion von anderen Speichermaterialien mit sich bringen.A preferred aspect of the invention is that the calcium layer in the container around the inner compartment containing the liquid smoke re-energizes the liquid smoke diffusing through the plastic out of the inner container. tralized. Without this layer, which is thus quite essential to the grenade, the liquid smoke/hydrochloric acid would be released and would affect the environment in the storage facility. More than 10 to 15 years in a standby storage facility would result in unacceptable corrosion of other storage materials.
Im Gegensatz zur Mischung von Rauch und Pulver, wie es durch den Stand der Technik vorgeschlagen wird, wird gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, den flüssigen Rauch in einer getrennten inneren Kammer aufzubewahren, eine Eigenschaft die wesentliche Vorteile verglichen mit dem Stand der Technik sowohl hinsichtlich der Lagerung als auch der Verwendung liefert.In contrast to the mixing of smoke and powder as proposed by the prior art, according to a preferred aspect of the invention it is proposed to store the liquid smoke in a separate internal chamber, a feature which provides significant advantages compared to the prior art both in terms of storage and use.
Möglicherweise kann der Zündmechanismus der Granate durch einen Metalleinsatz ersetzt werden, der mit einer Sprengkappe und einer Auswurfladung versehen ist, so daß der Rauchkanister von einem geeigneten Auswurfrohr, wie beispielsweise für Abschirmgefechtsfeldfahrzeuge, abgefeuert werden.It may be possible to replace the grenade's firing mechanism with a metal insert fitted with a blasting cap and an ejection charge so that the smoke canister can be fired from a suitable ejection tube, such as that used on armored combat vehicles.
Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer Rauchhandgranate in der Standardausführung nach der Erfindung.Fig. 1 is a partially sectioned view of a smoke grenade in the standard design according to the invention.
Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines alternativen Aufbaus einer Rauchhandgranate nach der Erfindung.Fig. 2 is a partially sectioned view of an alternative construction of a smoke grenade according to the invention.
Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen Rauchbehälter, der durch Entfernen des Bodenstöpsels (B) in der Standardausführung oder in der alternativen Ausführung der Rauchhandgranate die Abschirmzeit für die Rauchhandgranate verlän gert, indem der Kanister auf dem Grund verbleibt und der Rauch in ungefähr 20 Sek. nach der Sprengung des Teils (Fig. 1 oder Fig. 2) ausströmt.Fig. 3 is a section through a smoke container which extends the shielding time for the smoke grenade by removing the bottom plug (B) in the standard version or in the alternative version of the smoke grenade. by leaving the canister on the bottom and the smoke escaping in approximately 20 seconds after the part (Fig. 1 or Fig. 2) is detonated.
Fig. 4 ist ein Schnitt durch ein Modul, das den Zündmechanismus der Handgranate durch Einschrauben in diese in einer einfachen Weise ersetzen kann und dadurch die Rauchhandgranate in eine Rauchmunition umwandelt, die durch ein geeignetes Auslaßrohr abgefeuert werden kann.Fig. 4 is a section through a module that can replace the firing mechanism of the hand grenade by screwing it into it in a simple manner and thereby converting the smoke hand grenade into a smoke ammunition that can be fired through a suitable outlet tube.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird eine Handgranate in der bekannten Weise durch Halten dieser in der rechten Hand verwendet, wonach der Zugring 1 mit dem Sicherheitsstift 2 herausgezogen wird und die Granate geworfen wird. Ein federbelasteter Zündarm mit einem Zündstift wird gegen eine Sprengkappe anschlagen, die eine Verzögerungsladung zündet, welche nach ihrem Abbrennen (ungefähr 3 Sek.) anschließend die Sprengladung 7 in dem Mittelrohr abfeuert, wodurch der Kanister gesprengt wird und das Rauchmaterial 9 und das die Säure neutralisierende Material verteilt wird. Dies wird auf dem Boden unterhalb des Detonationspunktes verteilt und neutralisiert die auf den Boden fallende Salzsäure aus dem flüssigen Dampf.As can be seen from Fig. 1, a hand grenade is used in the known manner by holding it in the right hand, after which the pull ring 1 with the safety pin 2 is pulled out and the grenade is thrown. A spring-loaded firing arm with a firing pin will strike a blasting cap which ignites a delay charge which, after burning out (approximately 3 seconds), subsequently fires the explosive charge 7 in the central tube, thereby exploding the canister and dispersing the smoke material 9 and the acid neutralizing material. This is distributed on the ground below the detonation point and neutralizes the hydrochloric acid from the liquid vapor falling to the ground.
In Fig. 2 ist ein Teil eines Schnitts durch eine Variante der Rauchhandgranate dargestellt, wobei letztere ein äußeres Rohr und ein inneres Rohr mit einem Behälter aus erschütterungsfestem Glas, der um das innere Rohr angeordnet ist, aufweist, und die den flüssigen Rauch beinhaltet und die das Säure neutralisierende Material um den Glascontainer auffüllt. Durch die Wirkung in der Flugbahn werden der Glascontainer und der Kanister durch den Druck der Sprengladung aufgebrochen, wenn diese gezündet ist, wodurch Rauch und die Säure neutralisierende Komponenten verteilt werden.In Fig. 2 is shown a partial section through a variant of the smoke grenade, the latter having an outer tube and an inner tube with a container made of shock-resistant glass arranged around the inner tube, and containing the liquid smoke and filling the acid neutralizing material around the glass container. By the action in the trajectory, the glass container and the canister are ruptured by the pressure of the explosive charge when it is ignited, thereby dispersing smoke and the acid neutralizing components.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Rauchkanister, mit dem die Rauchhandgranate nach Fig. 1 und Fig. 2 ausgerüstet werden kann, indem der Stöpsel 12 entfernt wird und der Aufsatzstöpsel 17 in den Boden eingeschraubt wird. Durch Werfen wird die Sprengladung in der Flugbahn abgefeuert, und die Wärme der Ladung wird den Zündträger in dem Aufsatzstöpsel 17 abfeuern, der sofort eine Stichflamme in die Zündladung 21 abgibt, die beispielsweise aus einer Thermitmischung besteht und die durch die Hülle um die Zündladung brennt und die Oberfläche der Rauchladung, bevorzugt eine pyrotechnische Ladung, abfeuert, wodurch das Rauchgas durch die Rauchkanäle 20 in die Ladung und durch die Löcher 22 in den Boden des Kanisters entweicht. Der Kanister wird auf dem Boden liegen und brennen, während er kontinuierlich Rauch innerhalb von 20 bis 30 Sek. freisetzt.Fig. 3 shows a section through a smoke canister with which the smoke hand grenade according to Fig. 1 and Fig. 2 can be equipped by removing the plug 12 and screwing the top plug 17 into the base. By throwing, the explosive charge is fired in the trajectory and the heat of the charge will fire the ignition carrier in the top plug 17, which immediately emits a jet of flame into the ignition charge 21, consisting for example of a thermite mixture, and which burns through the casing around the ignition charge and fires the surface of the smoke charge, preferably a pyrotechnic charge, causing the smoke gas to escape through the smoke channels 20 into the charge and through the holes 22 into the base of the canister. The canister will lie on the ground and burn while continuously releasing smoke within 20 to 30 seconds.
Es wird bei dem Benutzer überlassen, ob der Kanister nach Fig. 3 in die Rauchhandgranate in Anbetracht des damit verbundenen erhöhten Preises aufgenommen werden soll.It is up to the user whether the canister according to Fig. 3 should be included in the smoke grenade in view of the associated increased price.
Fig. 4 zeigt einen Einsatz oder ein Modul, das in die Rauchhandgranate anstatt des Zündmechanismus 3 eingeschraubt werden kann, wodurch der Kanister von seinem eigenen Auswurfrohr abgefeuert werden kann, das mit einem zentralen Zündbolzen und einem Innendurchmesser versehen ist, der an den Kanister angepaßt ist. Das Einsatzgebiet kann Trainingsrauch für bewaffnete Fahrzeuge sein, wobei die Originalrohre zum Auswurf von Rauch mit Einsatzrohren ausgerüstet sind, die an die modifizierte Rauchhandgranate angepaßt sind.Fig. 4 shows an insert or module that can be screwed into the smoke grenade instead of the ignition mechanism 3, whereby the canister can be fired from its own ejection tube provided with a central ignition bolt and an internal diameter adapted to the canister. The application area can be training smoke for armed vehicles, the original tubes for ejecting smoke being fitted with insert tubes adapted to the modified smoke grenade.
Während der Anwendung werden die Rohre zuerst geladen und anschließend von den Fahrzeugen durch Drücken des Ausstoßknopfes für den Rauch abgefeuert, wobei durch eine hier nicht beschriebene Reaktionskette der Zündbolzen in dem Ein satzrohr gegen die Zündkappe 23 schlägt, die den Träger 24 zündet, der nachfolgend die Ausstoßladung 26 abfeuert, wobei die heißen Verbrennungsgase durch die Löcher 25 in dem hinteren Element ausgeblasen und aus dem Kanister ausgestoßen werden zu derselben Zeit, wie die Verbrennungswärme ebenfalls eine Verzögerungseinheit 27 zündet, die nach ungefähr 1 Sek. die Zündladung 28 abfeuert, so daß der Kanister wie zuvor beschrieben in der Luft explodiert für eine sofortige, umweltverträgliche Erzeugung einer Rauchwand ungefähr 20 m von dem Fahrzeug entfernt. Das Rauchmaterial in den mehreren angesprochenen Rauchhandgranaten oder Kanistern ist Titantetrachlorid TiCl&sub4;.During use, the tubes are first loaded and then fired from the vehicles by pressing the smoke ejection button, whereby the ignition bolt in the discharge tube strikes the primer cap 23 which ignites the carrier 24 which subsequently fires the ejector charge 26, the hot combustion gases being blown out through the holes 25 in the rear member and expelled from the canister at the same time as the heat of combustion also ignites a delay unit 27 which after about 1 second fires the primer charge 28 so that the canister explodes in the air as previously described for immediate, environmentally safe creation of a smoke screen about 20 m from the vehicle. The smoke material in the several smoke grenades or canisters referred to is titanium tetrachloride TiCl₄.
Das Säure neutralisierende Material kann Kalzium CaCO&sub3;, Ammoniak (30 bis 35%) in Wasser oder ein aliphatisches Amin oder einige andere Säure neutralisierende Zusammensetzungen sein.The acid neutralizing material may be calcium CaCO3, ammonia (30 to 35%) in water or an aliphatic amine or some other acid neutralizing compositions.
Bevorzugt kann das Titantetrachlorid in der flüssigen Phase vorliegen, wobei die Flüssigkeit bei Kontakt mit der Feuchtigkeit der Luft spontan reagiert, um weißen Rauch zu bilden. Die Wärmedissipation durch diese Reaktion ist vergleichsweise gering. Folglich besteht nicht die Gefahr, daß die Pflanzen durch die Verwendung des Rauchmaterials entzündet werden, wenn der Rauchkanister aus Fig. 3 nicht an der Rauchhandgranate befestigt ist.Preferably, the titanium tetrachloride may be in the liquid phase, whereby the liquid reacts spontaneously on contact with the moisture in the air to form white smoke. The heat dissipation by this reaction is comparatively low. Consequently, there is no risk of the plants being ignited by the use of the smoke material if the smoke canister of Fig. 3 is not attached to the smoke grenade.
In einem Kanister, der Rauch von dem Boden aussetzt, wird bevorzugt eine pyrotechnische Rauchladung verwendet. Diese gibt TTC-Rauch oder HC-Rauch ab, wenn die Anforderungen hinsichtlich der Toxizität reduziert sind.In a canister that releases smoke from the ground, a pyrotechnic smoke charge is preferred. This emits TTC smoke or HC smoke if the toxicity requirements are reduced.
Die Bauteile der Rauchhandgranate können bevorzugt durch spritzgeformtes Kunststoffmaterial (beispielsweise PVDF) hergestellt sein. Der Boden einschließlich das Rohr kann einstückig spritzgeformt und der Deckel als ein zweites Bauteil geformt sein. Der Deckel wird bevorzugt an dem ersten Bauteil durch Ultraschallschweißen befestigt, vergl. Fig. 1, Bezugszeichen 8.The components of the smoke grenade can preferably be made of injection-molded plastic material (for example PVDF). The base including the tube can be injection-molded in one piece and the lid can be molded as a second component. The cover is preferably attached to the first component by ultrasonic welding, see Fig. 1, reference number 8.
Der stoßfeste, doppelwandige Glasbehälter, der in Fig. 2 dargestellt ist, kann durch Anordnen des Glasrohres, das die Wand zu dem mittleren Rohr des Containers bildet, in einem zweiten Glasrohr mit einem dem Außendurchmesser des Glascontainers entsprechenden Durchmesser einfach hergestellt werden, wobei anschließend die Rohre gegen einander an ihren Enden mit einer nachfolgenden Nachbehandlung verschweißt werden. Anschließend wird ein kleineres Einlaßrohr angeschweißt, das nach dem Füllen mit TTC durch Verschmelzen verschlossen wird.The impact resistant double wall glass container shown in Fig. 2 can be easily manufactured by placing the glass tube forming the wall to the central tube of the container in a second glass tube with a diameter corresponding to the outside diameter of the glass container, then welding the tubes together at their ends with a subsequent post-treatment. Then a smaller inlet tube is welded on which is sealed by fusing after filling with TTC.
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