DE977941C

DE977941C - Halbfeststoff- und Feststoff-Raketentreibsatz

Info

Publication number: DE977941C
Application number: DEA44363A
Authority: DE
Inventors: Millard Lee Rice; Keith Ellis Rumbel; Arch Chilton Scurlock
Original assignee: Atlantic Research Corp
Current assignee: Atlantic Research Corp
Priority date: 1963-08-16
Filing date: 1963-10-23
Publication date: 1973-08-09
Also published as: DE1270460B; IT955003B; FR1530412A; GB1059261A; DE1270459B; FR1502609A; GB1101381A

Description

ausmachenden organischen Brennstoffbindemit- io des Treibsatzes, die sich bei Anwendung des Zwei-

tel auf der Basis von organischen Flüssigkeiten oder Polymeren wie Nitrocellulose, Nitrocellulose-Nitroglyceringemischen, Polyurethan, Polyvinylchlorid (mit oder ohne Weichmacherzusatz), dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis von anorganischem Oxydationsmittel, Beryllium und organischem Brennstoffbindemittel der Formel

= etwa 0,47 bis 0,60 (Oxydations- _ao

O + C + M verhältniszahl) und vorzugsweise etwa 0,47 bis 0,55 entspricht, . wobei O der Gesamtmenge des gebundenen Sauerstoffs, C der Gesamtmenge des Kohlenstoffs und M der Menge des Berylliums entsprechen sowie O, C und M durch die Zahl von atomaren Äquivalenten ausgedrückt sind.

ten Ne'wtonschen Bewegungsgesetzes auf Raketen ergibt, für eine idealisierte Rakete, die frei von Schwerkraftwirkung, Luftdruckwirkung und Druckstößen ist, durch die folgende Gleichung definiert ist:

=I₈P g_e log 1 +

M₁IV₁₁

30

Die Erfindung betrifft Halbfeststoff- und Feststoff-Raketentreibsätze, bestehend aus einer homogenen Dispersion eines feinteiligen anorganischen Oxydationsmittels, besonders Ammoniumperchlorat, und feinteiligem Beryllium in einem wenigstens 20% und besonders wenigstens 30% des Gesamtvolumens ausmachenden organischen Brennstoffbindemittel auf der Basis von organischen Flüssigkeiten oder Polymeren wie Nitrocellulose, Nitrocellulose - Nitroglyceringemischen, Polyurethan, Polyvinylchlorid (mit oder ohne Weichmacherzusatz). Solche Raketentreibsätze erzeugen nach Einbringung in die Brennkammer eines Raketenmotors und Zündung Gase hoher Temperatur, die zur Schuberzeugung mit hoher Geschwindigkeit duroh die Schubdüse des Raketenmotors austreten.

Der Parameter, der im allgemeinen als kennzeichnend für die Vortriebsleistung eines Raketentreibsatzes angesehen wird, ist der spezifische Im'-puls, der als Gewichtseinheit des Schubes definiert ist, der pro Gewichtseinheit des Treibsatzes pro Sekunde erzeugt wird. Obwohl dieser Kennwert des Treibsatzes als ein Kriterium für die Bewertung seiner Leistung sehr wichtig ist, ist der spezifische Impuls jedoch nicht der alleinige Faktor, der bei einer speziellen Anwendung, bei der das Raketensystem als Ganzes einschließlich seiner inerten Teile wie des Gewichtes seines Motorgehäuses und seiner In dieser Formel bedeuten

AU = Startschubgeschwindigkeit, d. h. Geschwindigkeit beim Ausbrennen abzüglich der Abschußgeschwindigkeit, M₁ = Masse der inerten Teile einschließlich der Nutzlast, d. h. Masse der Rakete abzüglich Masse des Treibstoffs, V_p = vom Treibsatz eingenommenes Volumen, I_sp = spezifischer Impuls des Treibsatzes, g_c = Dimensionsumwandlungsfaktor

9,65 kg Masse · m/kg Kraft · Sek.2, ρ = Dichte des Treibstoffes, Mi/Vp = Verhältnis der inerten Teile der Rakete zum Volumen des Treibstoffes.

Aus dieser Gleichung der Beziehungen, die die Startschubgeschwindigkeit bestimmen, ist zu ersehen, daß zwei zusätzliche Faktoren, und zwar die Dichte des Treibsatzes und das Verhältnis der Masse der inerten Teile zu dem in dem Raketenmotor vorhandenen Treibstoffvolumen außerordentlich wichtig sind, insbesondere bei hohen Werten von M₁IV_n wie im Falle von Start- oder Zusatzraketen. So kann ein Treibsatz mit hohem spezifischem Impuls, jedoch geringer Dichte für die Benutzung bei Vorliegen von hohen Werten von MJV_v wegen eines auffallenden Abfalls der Startschubgeschwindigkeitswirksamkeit ausgesprochen unerwünscht sein.

Der spezifische Impuls des Treibsatzes ist trotzdem bei jedem M₁IV₁,-Verhältnis ein außerordentlich wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Startschubgeschwindigkeit einer Rakete. Ein Treibstoff, der einen hohen spezifischen Impuls aufweist und gleichzeitig mit dem Vorliegen eines optimalen spezifischen Impulses eine optimale Startschubgeschwindigkeit erzeugt, ist von großem Wert für die Raketentechnik, und zwar insbesondere bei Anwendungen, die eine hohe Vortriebsleistung erfordern.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt,

Nutzlast zu berücksichtigen sind, die optimale Lei- 60 Treibsätze zu schaffen, die einen hohen spezifischen stung bestimmt. Impuls aufweisen und maximale Startschub-

Gewöhnlich werden bei dem Raketenvortrieb folgende Ziele verfolgt:

1. Erzielung eines Maximums an Höhe und Entfernung,

2. Erzielung eines Minimums der bis zum Ziel benötigten Zeit und

3. Erzielung eines Maximums an Schub.

geschwindigkeiten über einen weiten Bereich der Verhältnisse von MJV_v erzeugen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Halbfeststoff- und Feststoff-Raketentreibsatz, bestehend aus einer homogenen Dispersion eines feinteiligen anorganischen Oxydationsmittels, besonders Ammoniumperchlorat, und feinteiligem Beryllium in einem

wenigstens 20% und besonders wenigstens 30% des Gesamtvolumens ausmachenden organischen Brennstoffbindemittel auf der Basis von organischen Flüssigkeiten oder Polymeren wie Nitrocellulose, Nitrocellulose - Nitroglyceringemischen, Polyurethan, Polyvinylchlorid (mit oder ohne Weichmacherzusatz), der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Mengenverhältnis von anorganischem Oxydationsmittel, Beryllium und organischem Brennstoff bindemittel der Formel

• - = etwa 0,47 bis 0,60

O+C+M (Oxydationsverhältniszahl)

und vorzugsweise etwa 0,47 bis 0,55 entspricht, wobei O der Gesamtmenge des gebundenen Sauerstoffs, C der Gesamtmenge des Kohlenstoffs und M der Menge des Berylliums entsprechen sowie O, C und M durch die Zahl von atomaren Äquivalenten ausgedrückt sind.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden näheren Beschreibung und den Zeichnungen.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 bis 3 Diagramme mit einem durch die Start-Schubgeschwindigkeit und den spezifischen Impuls ausgedrückten Vergleich der Leistung von Treibsätzen, die Beryllium in verschiedenen organischen Bindemitteln enthalten, und

Fig. 4 ein Diagramm mit einem Vergleich der Leistung von mehreren Treibsätzen verschiedenen spezifischen Impulses und verschiedener Dichte bei unterschiedlichen Verhältnissen der Masse der inerten Teile der Rakete zu dem Volumen des Treibstoffes.

Im Falle der Reaktion

C + Be + 20 = CO + BeO
ist die Oxydationsverhältniszahl
2

40

2 + 1 + 1

Aller molekular gebundener Sauerstoff, und damit sowohl derjenige in dem anorganischen Oxydationsmittel als auch derjenige in dem organischen Brennstoffbindemittel, wird bei der Bestimmung der Gesamtsauerstoffmenge berücksichtigt. Sauerstoff, der für die Oxydationsreaktion zur Verfugung steht, wie beispielsweise der aktive Sauerstoff des anorganischen Oxydationsmittels oder einer organischen Verbindung wie ein Nitrat- oder Nitritderivat, bewirkt eine Oxydierung des molekular gebundenen Kohlenstoffs zu CO und der metallischen Brennstoffkomponente zu deren Oxyd. Sauerstoff, der in einer organischen Brennstoffverbindung molekular an ein Kohlenstoffatom gebunden ist, wie beispielsweise im Falle eines Äthers, Alkohols, Aldehyds, Ketons, Esters, Amids usw., führt, obwohl er nicht für die Verbrennung zur Verfügung steht, infolge einer Zersetzungsreaktion doch zur Bildung von CO, dem gewünschten Vortriebsgasprodukt. In Fällen wie bei organischen Säuren, bei denen die Zersetzung normalerweise zur Erzeugung von CO₂ führt, verbindet sich bei den für die gewünschte Oxydationsverhältniszahl angegebenen Bedingungen eines der Sauerstoffatome bevorzugt mit der metallischen Brennstoffkomponente.

Wenn die Komponenten in einem solchen Gewichtsverhältnis vorliegen, daß die angegebene Oxydationsverhältniszahl 0,5 beträgt, was nachstehend als die »OMOjf-Formel« bezeichnet wird, ist der für die Verbrennung des Brennstoffes verfügbare Sauerstoff stöchiometrisch ausreichend, um den noch nicht an Sauerstoff gebundenen Kohlenstoff in dem organischen Brennstoff zu CO und das Metall zu seinem Oxyd zu oxydieren. Bei derartigen Bedingungen bildet der molekular gebundene Wasserstoff der organischen Brennstoffverbindung nach der Zündung des Treibsatzes freies Wasserstoffgas, da der molekular gebundene Kohlenstoff und das Beryllium gegenüber Wasserstoff bevorzugt mit Sauerstoff reagieren. Das entwickelte Wasserstoffgas wird infolge der hohen Wärmeabgabe des oxydierten Metalls auf eine hohe Temperatur erhitzt. Dieser Umstand und sein geringes Molekulargewicht machen das Wasserstoffgas zu einer sehr wirksamen Schuberzeugungskomponente des Verbrennungsreaktionsproduktes.

Es wurde gefunden, daß Treibsätze, die feinzerteiltes Beryllium als hochgradig exotherme Brennstoffkomponente enthalten, einen maximalen spezifischen Impuls aufweisen und dem Raketensystem eine optimale Startschubgeschwindigkeit erteilen, wenn das Verhältnis von Sauerstoff zu Brennstoff (organischem und metallischem Brennstoff) der Formel ΟΜΟλ· entspricht oder sehr nahe kommt, d. h., wenn die Oxydationsverhältniszahl etwa 0,47 bis 0,60 und bei einigen Anwendungen vorzugsweise etwa 0,474 bis 0,55 beträgt. Bei derartigen Treibsätzen hat der Berylliumbrennstoff die zusätzliche äußerst vorteilhafte Eigenschaft, daß er ein sehr stabiles, hitzebeständiges Oxyd bildet, das sich nach seiner Bildung nicht wesentlich zersetzt oder verdampft, und zwar weder bei den Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen, die in der Brennkammer vorliegen, noch während des Ausströmens der Verbrennungsgase aus der Raketendüse. Eine Zersetzung und/oder Verdampfung des Metalloxyds sind nämlich insofern unerwünscht, als sie wesentliche Mengen an Wärmeenergie verbrauchen, wodurch die Temperatur und der Druck der Schub erzeugenden Verbrennungsgase mit geringem Molekulargewicht verringert wird.

Diese Erkenntnisse sind in den Diagrammen der Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnung durch die dort zusammengefaßten Werte veranschaulicht. Fig. 1 zeigt die Kurven für den spezifischen Impuls und die Startschubgeschwindigkeit von Raketentreibsätzen mit Beryllium und Ammoniumperchlorat in einem Polyurethanbrennstoffbindemittel. Dieses Bindemittel umfaßt eine Mischung von 56,6% vorpolymerisiertes Polypropylenglycol mit einem Überschuß von Tolylendiisocyanat, Molekulargewicht 2025, 13,7% Rizinusöl, 28,1% Dioctylazelat, 0,15% Eisenacetylacetonat, 1% Lecithin und 0,7% Phenyl-ß-naphthylamin. Die Fig. 2 und 3 zeigen ähnliche Werte von Treibsätzen, bei denen eine ein Bindemittel mit doppelter Basis, bestehend aus Nitrocellulose, die mit einer Mischung von Nitroglycerin und Dibutylphthalat geliert ist, und die andere ein Bindemittel aus mit Dioctyladipat weichgemachtem Polyvinylchlorid enthält. Alle Werte wurden in der Annahme einer Verschiebung des chemischen Gleichgewichtes bestimmt. Die Startschubgeschwindigkeit wurde bei einem M[/V_p-Ver-

hältnis von 960 kg/m³ bestimmt, mit Ausnahme von Fig. 3, wo dieses Verhältnis 400 kg/m³ betrug. Es ist festzustellen, daß bei allen Zusammensetzungen der höchste spezifische Impuls und die höchste Startschubgeschwindigkeit innerhalb des Oxydationsverhältniszahlbereiches von 0,47 bis 0,60 erreicht wurde, wobei die Spitze bei oder in der Nähe einer der Formel OMO^ entsprechenden Oxydationsverhältniszahl lag. Sowohl der spezifische Impuls als auch die Startschubgeschwindigkeit sind to sehr hoch. So liegen bei der Zusammensetzung mit Polyurethan das Maximum für den spezifischen Impuls bei 283 kg Sek./kg und für die Startschubgeschwindigkeit bei 2748 m/Sek., bei der Zusammensetzung mit doppelter Basis betragen die ent- sprechenden Werte 280 kg Sek./kg und 2755 m/Sek. und bei der Zusammensetzung mit dem weichgemachten Polyvinylchlorid sind die Werte 280,1 kg Sek./kg und 4452 m/Sek.

Es ist ferner festzustellen, daß die Kurven für ao die maximale Startschubgeschwindigkeit sehr stark derjenigen für den maximalen spezifischen Impuls entsprechen. Dabei handelt es sich um ein Merkmal, das äußerst vorteilhaft ist, da derartige Treibsätze eine unveränderlich hohe Leistung über einen weiten Bereich der M^l^p-Verhältnisse bewirken.

In Fig. 4 wird die Leistung einer Anzahl von Treibsätzen mit einem Vergleichstreibsatz verglichen, und zwar bezüglich des Vortriebes einer idealisierten Rakete, d. h. einer solchen, bei der die Wirkungen von Abtrieb, Schwerkraft und Druckstößen vernachlässigt sind und bei der eine Entspannung eines in der Brennkammer herrschenden Druckes von 70 auf 1,03 kg/cm² erfolgt. Es ist festzustellen, daß der Beryllium enthaltende Treibsatz eine beständig hohe Leistung bezüglich der Startschubgeschwindigkeit gegenüber derjenigen des Vergleichstreibsatzes aufweist, während der sehr dichte, Zirkon enthaltende Treibstoff, obwohl er bei hohen MiIV₁,-Verhältnissen außerordentlich wirksam ist, hinsichtlich seiner Leistung bei geringen Mi/Vp-Verhältnissen sehr stark abfällt und der Treibstoff, geringer Dichte, der eine Mischung von flüssigem Sauerstoff und Hydrazin enthält, obwohl er bei niedrigen MJVp-Verhältnissen gute Leistungen ergibt, hinsichtlich seiner Startschubgeschwindigkeitsleistung stark abfällt, wenn dieses Verhältnis hohe Werte aufweist.

Wie bereits ausgeführt, kann das organische Brennstoffbindemittel aus irgendeiner geeigneten organischen Verbindung oder einer Mischung von organischen Verbindungen bestehen, die molekular gebundenen Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten, so daß es bei Vorliegen einer der Formel ΟΜΟλ; entsprechenden Stöchiometrie unter Erzeugung von CO und freiem Wasserstoffgas brennt und/oder sich zersetzt. Das organische Brennstoffbindemittel kann inert sein. Der Ausdruck »inert« soll dabei bedeuten, daß es sich um eine Verbindung handelt, die eine äußere Sauerstoff quelle, und zwar das feste anorganische Oxydationsmittel, zur Verbrennung benötigt. Beispiele für geeignete organische Bindemittel sind die verschiedenen festen polymeren Bindemittel wie beispielsweise Polyäther, Polysulfide, Polyurethane, Butadien-Acrylsäure- und Butadien-Acrylmethacrylsäure-Mischpolymere, die mit Epoxyv<Srbindungen, Alkydpolyestern, Polyamiden, Celluloseestern, wie z. B, Celluloseacetat, Celluloseäthern, wie ζ. Β. Äthylcellulose, Polyvinylchlorid, Asphalt u. dgl., vernetzt sind. In einer Reihe von derartigen inerten Brennstoffbindemitteln erzeugt der an den Kohlenstoff gebundene Sauerstoff CO durch eine Zersetzungsaktion.

Viele der festen, polymeren Bindemittel enthalten vorzugsweise hochsiedende, organische flüssige Weichmacher, um die physikalischen Eigenschaften und die Handhabung der Treibsätze zu verbessern. Dabei kann irgendeiner der zahlreichen bekannten Weichmacher verwendet werden, die mit der Treibstoffzusammensetzung verträglich sind. Beispiele für geeignete organische Weichmacher sind Sebacate, wieDibutylsebacat undDioctylsebacat; Phthalate, wie Dibutylphthalat und Dioctylphthalat; Adipate, wie Dioctyladipat; Glycolester von höheren Fettsäure, u. dgl.

Das organische Brennstoffbindemittel kann auch eine aktive organische Verbindung, eine Mischung derartiger Verbindungen oder eine Mischung einer solchen Verbindung mit inerten organischen Verbindung wie einem inerten organischen Weichmacher sein. Unter dem Ausdruck »aktive« Verbindung ist dabei eine Verbindung zu verstehen, die molekular gebundenen Sauerstoff enthält, der zur Verbrennung anderer Komponenten des Moleküls, wie Kohlenstoff, zur Verfügung steht. Derartige aktive organische Brennstoff verbindungen schließen beispielsweise solche mit Nitroso-, Nitro-, Nitrit- und Nitratgruppen ein, wie z. B. Cellulosenitrat und Nitroglycerin.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich im wesentlichen auf feste Treibsätze, bei denen das organische Brennstoffbindemittel ein Feststoff ist. Die Erfindung kann jedoch auch bei halbfesten, zusammengesetzten Monotreibstoffsystemen zur Anwendung gelangen. Derartige Systeme bestehen aus thixotropen, zusammenhaltenden und formbeständigen Zusammensetzungen, die bei Anwendung mäßigen Druckes in die Verbrennungskammer einer Rakete gepreßt werden können, wo sie dann sich kontinuierlich vorwärts bewegende Säulen bilden, die an ihrer freiliegenden Oberfläche abbrennen. Erfindungsgemäß umfassen derartige plastische Monotreibsätze eine stabile Dispersion eines feinzerteilten, unlöslichen Oxydationsmittels und des feinzerteilten Berylliums in einem kontinuierlichen Bindemittel aus irgendeinem geeigneten hochsiedenden, organischen, flüssigen Brennstoff, der molekular gebundenen Kohlenstoff und Wasserstoff enthält. Beispiele von geeigneten flüssigen Brennstoffen sind Kohlenwasserstoffe, wie Triäthylbenzol, flüssiges Polyisobutylen u. dgl.; organische Ester, wie Dimethylmaleat, Dibutyloxalat, Dibutylphthalat und Nitroglycerin; Alkohole, wie Benzylalkohol und Triäthylenglycol; Äther, wie Methyl-/J-naphthyläther, und viele andere Verbindungen.

In den Treibsätzen können beliebige feste anorganische Oxydationsmittel verwendet werden, die leicht Sauerstoff für die Verbrennung der metallischen Brennstoff komponente und des organischen Bindemittels abgeben, wenn letztere keinen Sauerstoff oder ungenügend Sauerstoff für die stöchiometrische Bildung von CO enthalten. Derartige Oxydationsmittel umfassen anorganische oxydierende Salze wie Perchlorate und Nitrate von NH₄, K, Na und Li, Metallperoxyde wie CaO₂, BaO₂

und Na₂O₂ u. dgl., wobei jedoch die Salze bevorzugt werden.

Wenn das organische Brennstoffbindemittel molekular gebundenen Sauerstoff enthält und dieser wenigstens in einer stöchiometrischen Menge verfügbar ist, die für die Oxydation und/oder Zersetzung der molekular gebundenen Kohlenstoffkomponente zu CO benötigt wird, ist kein anorganisches Oxydationsmittel für- deren Verbrennung erforderlich. Liegen die Verhältnisse so, daß in dem organischen Brennstoffbindemittel gebundener Sauerstoff in Mengen vorhanden ist, die größer als für eine derartige Stöchiometrie erforderlich sind, so oxydiert die überschüssige Sauerstoffmenge die pulverförmige Metallkomponente bevorzugt vor dem molekular gebundenen Wasserstoff. Gegebenenfalls kann das organische Brennstoffbindemittel einen Teil des anorganischen Oxydationsmittels ersetzen, der normalerweise für die Oxydation des Metalls erforderlich sein würde. a°

Das organische Brennstoffbindemittel, gleichgültig ob es inert oder aktiv, fest oder flüssig ist, wie dies beschrieben wurde, muß wenigstens etwa 2O°/o, in manchen Fällen vorzugsweise sogar wenigstens 30%, des Volumens des Raketentreibsatzes ausmachen. Dies ist einerseits wesentlich, um die Erzeugung einer geeigneten Menge von Verbrennungsgasen mit geringem Molekulargewicht zu erzielen, die für einen wirksamen Vortrieb benötigt werden, und zum anderen ist es von Bedeutung für die Herstellung eines zusammenhaltenden Treibsatzes, der gute physikalische Eigenschaften aufweist.

Die Mengen an Beryllium und festem, anorganischem Oxydationsmittel, die zur Verwendung gelangen, müssen derart sein, daß sich bei der jeweiligen Art und Konzentration des organischen Bindemittels eine Oxydationsverhältniszahl ergibt, die in dem angegebenen Bereich von 0,47 bis 0,60 liegt. Unter Benutzung der Gleichung, die für die Bestimmung der Oxydationsverhältniszahl angegeben wurde, können diese Mengen in einfacher Weise berechnet werden.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen Raketentreibsätze gemäß der Erfindung.

Beispiel 1

Ein fester, perforierter, innen abbrennender Raketentreibsatz mit 15,25 cm Durchmesser und einem Gewicht von 4,5 kg wurde dadurch hergestellt, daß man die nachstehend angegebenen Komponenten mischte und diese Mischung dann zur Bildung eines Polyurethanbindemittels durch Reaktion des Vorpolymeren mit dem Rizinusöl-Polyol aushärten ließ.

Gewichtsprozent

Prepolymers *) 11,27

Rizinusöl 2,74

Dioctylazetat 5,62

Eisenacetonylacetonat 0,03

Lecithin 0,20

Phenyl-/J-naphthylamin 0,14

Be 13,01

NH₄ClO₄ 66,99

♦) Prepolymeres: Polypropylenglycol, vorpolymerisiert mit einem Überschuß an Tolylendiisocyanat, Molekulargewicht 2025.

Die Abbrenngeschwindigkeit dieser der Formel OMO^ genügenden Treibsatzzusammensetzung in dem Raketenmotor betrug 0,55 cm/Sek. bei einem Brennkammer druck von 74,9 kg/cm².

Beispiel 2

Ein fester Raketentreibsatz wurde aus einer Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen hergestellt:

Gewichtsprozent Nitrocellulose (12,6% N)

(Kugeln mit einem Durchmesser

von etwa 15 Mikron) 23,88

Nitroglycerin/Dibutylphthalat
75/25 enthaltend 1% 2-Nitro-

diphenylamin 28,08

Dibutylsebacat 2,76

2-Nitrodiphenylamin 0,83

Be 12,75

NH₄ClO₄ 31,70

Der Treibsatz wurde nach dem Plastisol-Verfahren hergestellt. Dabei wurden die Bestandteile bei Raumtemperatur gemischt, die Mischung dann in eine Form gebracht und dort durch Erwärmung ausgehärtet, um die Nitrocellulose in den Nitroglycerin-, Dibutylphthalat- und Dibutylsebacatweichmachern zu lösen. Die Oxydationsverhältniszahl dieses Treibsatzes betrug 0,507. Die Abbrenngeschwindigkeit des Treibsatzes belief sich auf 1,33 cm/Sek. bei einem Druck von 73,8 kg/cm².

Beispiel 3

Ein fester Raketentreibsatz einer Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen wurde hergestellt :

Gewichtsprozent Nitrocellulose (12,6% N)

(Kugeln mit einem Durchmesser

von etwa 15 Mikron) 20,0

Nitroglycerin 21,0

Dibutylphthalat 9,0

NH₄ClO₄ 35,1

Be 14,9

Der Treibsatz wurde nach dem Plastisol-Verfahren hergestellt. Die Bestandteile wurden bei Raumtemperatur gemischt, die Mischung dann in eine Form eingebracht und dort durch Erwärmung ausgehärtet, um die Nitrocellulose in den Nitroglycerin- und Dibutylphthalat-Weichmachern zu lösen. Die Oxydationsverhältniszahl dieser Zusammensetzung entsprach der Formel OMO x. Die Abbrenngeschwindigkeit des Treibsatzes belief sich bei 21,1° C und 70kg/cm.2 _auf 1,45 _Cm/Sek.

Beispiel 4

Gewichtsprozent

NH₄ClO₄ 67,49

Dibutylsebacat 10,80

Polyvinylchlorid 7,20

Be 14,51

309 632/381

Der Treibsatz wurde nach dem Plastisol-Verfahren hergestellt, dabei wurden seine Bestandteile bei Raumtemperatur gemischt, die Mischung dann in eine Form geschüttet und in dieser schließlich

10

erhitzt, um das Polyvinylchlorid in dem flüssigen 5 betrug 1,24 cm/Sek.

Weichmacher zu lösen, wodurch ein festes Gel gebildet wurde. Die Oxydationsverhältniszahl dieses Treibsatzes entsprach der Formel OMO #, seine Abbrenngeschwindigkeit bei 21,1° C und 70 kg/cm²

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Halbfeststoff- und Feststoff-Raketentreibsatz, bestehend aus einer homogenen Dispersion eines feinteiligen anorganischen Oxydationsmittels, besonders Ammoniumperchlorat, und feinteiligem Beryllium in einem wenigstens 20% und besonders wenigstens 30% des Gesamtvolumens Jedes dieser Ziele wird durch die Herbeiführung eines Maximums der Startschubgeschwindigkeit erreicht, die der Rakete durch die Verbrennung des Treibsatzes erteilt wird. Die ~ Startschubgeschwindigkeit ist dabei die Geschwindigkeit der Rakete beim Ausbrennen derselben abzüglich ihrer Geschwindigkeit beim Abschuß.

Es wurde gefunden, daß die Beziehung zwischen der Startschubgeschwindigkeit und den Kennwerten