DE975931C - Verfahren zur Herstellung von Feststofftreibsaetzen fuer Rueckstossantriebmaschinen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Feststofftreibsätzen für Rückstoßantriebmaschinen Als Feststoff treibsätze werden im hier zu behandelnden Sinne Gemische chemischer Substanzen verstanden, die alle zur Erzeugung von Feuergasen erforderlichen Bestandteile in sich enthalten und somit geeignet sind, den Antrieb von beliebigen Flugkörpern ohne Zuhilfenahme atmosphärischen Sauerstoffes zu bewirken, wenn sie in eigens dazu bestimmten Verbrennungskammern mit Entspannungsdüsen zur Verbrennung gebracht werden. Der einfachste Fall eines Feststoffes ist die Mischung eines Brennstoffes mit einem Sauerstoffträger im stöchiometrischen Mischungsverhältnis; bekannte Feststofftreibsätze dieser Art bestehen z. B. aus Mischungen von Asphalten mit Sauerstoffträgern, wie beispielsweise Perchloraten.
• Neben den Feststofftreibsätzen dieser Art, die physikalische Gemische darstellen, sind Brennsysteme bekannt, in denen der Sauerstoff chemisch an den Brennstoff gebunden ist. Ein Beispiel hierfür sind die Nitroglycerinpulver und Treibsätze aus Schießbaumwolle.
• Für den besonderen Fall der Gemische aus Brennstoffen und Sauerstoffträgern sind Verfahren bekanntgeworden, die die Zusammenmischung von festen Sauerstoffträgern in flüssige bzw. feste Brennstoffe auf mechanischem Wege vorsehen, wie auch umgekehrt die Zusammenmischung fester bzw. flüssiger Brennstoffe in feste bzw. flüssige Sauerstoffträger.
• Aus der Sprengtechnik sind Verfahren bekanntgeworden, nach denen feste Sauerstoffträger mit einem flüssigen Brennstoff getränkt wurden, wobei der flüssige Teil durch Absorptions- und Kapillarkräfte festgehalten wird. Ferner sind aus der Sprengtechnik Verfahren bekanntgeworden, nach denen feste Brennstoffe mit flüssigen Sauerstoffträgern getränkt werden, wie z. B. bei den sogenannten Oxyliquid-Sprengstoffen.
• Dabei bezieht sich die Ausdrucksweise »flüssig« nur auf den Zustand bei der Zumischung, wenn auch bei normaler oder höherer Temperatur der »flüssige« Zustand nicht mehr vorliegen kann.
• Alle diese physikalischen Gemische oder die den Verbrennungssauerstoff chemisch gebunden enthaltenden Substanzen sind aber für Feststofftreibsätze für Flugkörper nur bedingt verwendbar, einesteils bei ersteren wegen ungleichmäßigem Abbrand, anderenteils bei letzteren wegen der Unhandlichkeit und der Gefahr der plötzlichen Selbstzerlegung bei Stoß oder Schlag.
• Das vorliegende Verfahren geht deshalb völlig neue Wege, um zu Feststofftreibsätzen zu kommen, bei denen eine homogene Vermischung zwischen Brennstoff und Sauerstoffträger, schon durch das besondere Herstellungsverfahren zu erzielen, vorhanden ist.
• Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von Feststofftreibsätzen für Rückstoßantriebmaschinen durch Vermengen von Sauerstoffträgern und Brennstoffen, wovon eine Komponente bei der Vermengung flüssig ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die feste Komponente mit einer thermisch in Gase zerfallenden Verbindung, deren Zersetzungstemperatur tiefer als die der festen Komponente liegt, vermischt und die Mischung durch Verpressen und nachfolgendes Erwärmen in einen porigen Formkörper übergeführt wird, der sodann mit der flüssigen Komponente getränkt wird, worauf durch eine chemische und/oder thermische Nachbehandlung eine Verfestigung der flüssigen Komponente im Preßkörper vorgenommen wird.
• Im einzelnen nimmt das erfindungsgemäße Verfahren folgenden Weg: Ein fester Sauerstoffträger, wie z. B. Lithium-oder Kaliumperchlorat, wird mit einem Porenbildner, wie z. B. Ammoniumcarbonat, nach vorausberechnetem Verhältnis mechanisch im trockenen Zustand vermischt und diese Mischung durch Verpressen in die gewünschte Form gebracht. Das verpreßte Sauerstoffträger-Porenbildner-Gemisch wird im Vakuum bis zur Zersetzungstemperatur des Porenbildners erhitzt, wobei Voraussetzung ist, daß der Porenbildner bei dieser Temperatur in gasförmige Produkte übergeht. Da die Erwärmung von außen nach innen fortschreitet, kann unschwer erreicht werden, daß ohne Strukturzerstörung des Preßkörpers ein Porenraum bekannter Größe innerhalb des Sauerstoffträgers entsteht.
• Nach abgeschlossener Porenbildung wird der Preßkörper mit dem in flüssiger Form vorliegenden Brennstoff im Vakuum getränkt. Nach der Tränkung soll der aufgenommene Brennstoff entweder thermisch verfestigt werden, oder aber die Verfestigung wird durch bereits vor der Tränkung dem Brennstoff beigefügte langsam wirkende Härtungsmittel bewirkt. Im folgenden werden, um die Erfindung näher zu erläutern, jedoch ohne sie zu begrenzen, mehrere Ausführungsbeispiele gebracht.
• Beispiel i 450 bis 700g Lithiumperchlorat oder Kaliumperchlorat werden mit Zoo bis 450g Ammoniumcarbonat innig vermischt und dieses Gemisch unter einem Druck von io bis 500 kg/cm2 in eine z. B. zylindrische Form verpreßt. Dieser erhaltene Preßkörper wird im Vakuum langsam auf etwa 250'C erhitzt. Nach beendeter Carbonatzersetzung wird der nunmehr poröse Preßkörper, der durch den entstandenen Porenraum etwa ein Drittel bis zwei Fünftel des Perchloratgewichtes an Brennstoff aufzunehmen vermag, im Vakuum mit i5o bis 400 g z. B. eines Pentaerythrit-Formaldehyd-Vorkondensates getränkt, wobei die Temperatur des Vorkondensates während der Tränkung auf 50 bis 80° C eingestellt und ein Druck von io bis 5o Torr eingehalten wird. Nach beendeter Tränkung wird der Körper bei 5 bis 2o Torr Druck auf i5o bis 25o° C erhitzt, womit die Verharzung des Brennstoffes bewirkt wird.
• Nach dem Erkalten wird ein fester Körper erhalten, der bei guter gleichmäßiger Verteilung der Verbrennungskomponenten eine gewisse bleibende Festigkeit aus der Verpressung des Sauerstoffträgers und eine bestimmte Plastizität auf Grund der gebildeten asphaltartigen Harze aufweist. Beispiel 2 . Zunächst wird wie im Beispiel i aus Sauerstoffträger und Porenbildner ein poröser Preßkörper wie geschildert dargestellt. Dieser poröse Preßkörper wird im Vakuum bei einem Druck von 5 bis 50 Torr mit einem Gemisch aus Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat und 5 bis io0% Härtungsmittel, wie z. B. io%iger Oxalsäure, bei einer Temperatur von 4o bis 6o° C getränkt, wobei die bei der Tränkung aufgenommene Flüssigkeitsmenge denn Porenvolumen entspricht, etwa ein Drittel bis zwei Fünftel des Perchloratgewichtes, also i5o bis 400 g beträgt. Die Tränkflüssigkeit härtet innerhalb 2 bis 12 Stunden aus, wobei ein fester und dennoch genügend elastischer Körper erhalten wird.
• Zur Verbesserung der Verbrennungseigenschaften können den Preßkörpern vor oder während der Tränkung weitere Stoffe, wie z. B. 2 bis :2504 Aluminium in Pulverform, beigemischt werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Feststofftreibsätzen für Rückstoßantriebmaschinen durch Vermengen von Sauerstoffträgern und Brennstoffen, wovon eine Komponente flüssig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Komponente mit einer thermisch in Gase zerfallenden Verbindung, deren Zersetzungstemperatur tiefer als die der festen Komponente liegt, vermischt und die Mischung durch Verpressen und nachfolgendes Erwärmen in einen, porigen Fbrmkörper übergeführt wird, der sodann mit der flüssigen Komponente getränkt wird, worauf durch eine chemische und/öder thermische Nachbehandlung eine Verfestigung der flüssigen Komponente im Preßkörper vorgenommen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Sauerstoffträger Perchlorate sind.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermisch in Gase zerfallenden Verbindungen Ammoniumsalze, wie Ammoniumcarbonat, sind. q..
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tränkung der porigen Formkörper mit der flüssigen Komponente im Vakuum durchgeführt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Brennstoffe Gemische von mehrwertigen Alkoholen, insbesondere Pentaerythrit-Formaldehyd-Vorkondensat, oder kondensierbare Verbindungen, wie z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensate, sind.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den flüssigen Brennstoffen bekannte Härtungsmittel, z. B. ioo/oige Oxalsäure, bei der Tränkung zugesetzt werden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den porigen Formkörper weiterhin feinverteilte Metalle, z. B. Aluminiumpulver, in einer Menge von z bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf die Menge des Sauerstoffträgers, zugesetzt werden.