EP0150431B1 - Treibladung für Rohrwaffen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

• Treibladung für Rohrwaffen und Verfahren zu ihrer Herstellung.
• Die Erfindung bezieht sich auf Treibladungen aus Treibladungspulvern, deren Energieträger Nitrocellulosen oder Nitrocellulosen und Sprengöle oder Nitrocellulosen, Sprengöle, Nitroguanidin und/oder Hexogen, Oktogen sind, d. h. aus Treibladungspulvern, die als ein-, zweibzw. dreibasige Treibladungspulver bezeichnet werden.
• Treibladungspulver dieser Zusammensetzungen können als Vollstrang, Loch- oder Röhrenpulver gefertigt werden. Einbasige Treibladungspulver müssen zur Gelatinierung der Nitrocellulosen mit geeigneten Lösemitteln wie Äther, Alkohol, Aceton gefertigt werden. Zweiund dreibasige Treibladungspulver können bei entsprechender Zusammensetzung ohne Lösemittel gefertigt werden. Sie werden PoL-Pulver genannt.
• Für die Herstellung ein-, zwei- und dreibasiger Treibladungspulver gilt allgemein, daß alle Bestandteile bei der Fertigung bestens vermischt werden, so daß das fertige Pulver in seiner Grundmasse von homogener Zusammensetzung ist.
• Die bei Schüttpulvern gegebenenfalls angewandte Oberflächenbehandlung kann bei dieser Betrachtung unberücksichtigt bleiben.
• Diese allgemein in Rohrwaffen verwandten klassischen Treibladungspulver werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung als "Homogen-Pulver" bezeichnet.
• Charakteristikum der "Homogen-Pulver" ist, daß ihre Brenngeschwindigkeit mit steigenden Beschuß- bzw. Umgebungstemperaturen größer werden. Dies hat zur Folge, daß bei Treibladungen aus "Homogen-Pulvern" im Waffenbeschuß die Projektilgeschwindigkeiten bei einer Beschu- ßtemperatur von z. B. - 40 °C erheblich kleiner sind als bei einer Beschußtemperatur von z. B. + 60 °C. Für Panzerkanonen hat die temperaturabhängige Leistung der Treibladungen erhebliche Nachteile z. B. im Hinblick auf Ersttreffsicherheit und Geschoßleistung, die durch den bei hohen Temperaturen von z. B. + 60 °C auftretenden Waffendruck begrenzt wird.
• Treibladungspulver, die den für "Homogen-Pulver" herausgestellten charakteristischen Anstieg der Brenngeschwindigkeiten mit steigenden Temperaturen nicht aufweisen, sind in der DE-PS-1 771 087, der DE-PS-2 042 457 und der DE-OS-3 008 196 beschrieben.
• Die Energieträger dieser Treibladungspulver sind die gleichen wie bei den klassischen "Homogen-Pulvern". Der entscheidende Unterschied besteht im stofflichen Aufbau der Pulvermasse.
• Ihre Herstellung verdeutlicht dies. Ein-, zwei-oder dreibasige Schüttpulver, Granulat genannt, geeigneter Abmessungen werden z. B. in die Knetmasse, Grundmasse genannt, eines einbasigen Treibladungspulvers eingearbeitet. Die zur Herstellung von Granulat und Grundmasse eingesetzten Nitrocellulosen sind im Nitrierungsgrad so gewählt, daß das Granulat im Herstellungsgang dieser Pulver als Granulat erhalten bleibt.
• Wegen des stofflich heterogenen Aufbaus im Pulverkorn, der durch die Einbettung eines Granulates in eine Pulvergrundmasse gegeben ist, werden diese Pulvertypen "HET-Pulver" genannt.
• "HET-Pulver" weisen eine grundsätzliche andere Temperaturabhängigkeit auf als "Homogen-Pulver". Mit steigenden Beschußtemperaturen nimmt ihre Brenngeschwindigkeit ab.
• Die "negative" Temperaturabhängigkeit der Brenngeschwindigkeit bei HET-Pulvern findet wohl darin eine Erklärung, daß der Verbund zwischen Grundmasse und Granulat temperaturabhängig ist. Ist z. B. die Grundmasse einbasig und das Granulat zweibasig, wird bei steigenden Temperaturen durch die Ausdehnung des thermoplastischen Granulates in der vergleichsweise starren Grundmasse der Verbund stärker. Als Folge davon wird die im Korn sich ausbildende Brennfläche kleiner. Bei Minustemperaturen bilden sich durch die stärkere Granulatkontraktion größere Brennflächen im Pulverkorn aus. Durch die Vergrößerung der Brennflächen bei Minustemperaturen und die Minderung der Brennflächen bei ansteigenden Temperaturen wird der an sich gegebene Abfall der Brenngeschwindigkeit mit fallender Temperatur, mindestens bis herab zu einer gewissen, niedrigen Beschußtemperatur von z. B. - 15 °C, überkompensiert in einen Anstieg.
• Faktoren, über die das Temperaturverhalten eines "HETPulvers" gesteuert werden kann, d. h. in welchem Maß die Brenngeschwindigkeit mit ansteigenden Temperaturen abfällt und mit abfallenden Temperaturen ansteigt, sind Zusammensetzung der Grundmasse und der Granulate, Granulatanteile und Granulatgrößen.
• Vorteilhaft wären ganz temperaturneutral abbrennende "HET-Pulver. Dies ist aber in einem größeren Beschußtemperaturbereich von mehreren zehn Grad Celsius bei Vorgabe von Explosionswärme, Force und Treibladungspulverabmessungen mit den bekannten Pulvertypen nicht zu erreichen.
• Erfindungsgemäß erhält man in überraschend einfacher Weise Treibladungen mit einem über einen großen Beschußtemperaturbereich temperaturneutralen oder in der Temperaturabhängigkeit gezielt beeinflußbaren Abbrandverhalten dadurch, daß man ein oder mehrere stofflich homogene Treibladungspulver ("Homogen-Pulver") mit einem oder mehreren stofflich inhomogenen Treibladungspulvern ("HET-Pulver") zur Bildung der Treibladung mischt.
• Mit dem Ausdruck "in der Temperaturabhängigkeit gezielt beeinflußbares Abbrandverhalten" soll hier berücksichtigt werden, daß gelegentlich ein Waffendruckabfall bei extrem niedrigen Beschußtemperaturen bewußt angestrebt wird, um eine Sicherheit gegen einen zufälligen Waffendruckanstieg aufgrund von bei extrem niedrigen Temperaturen auftretender Pulverversprödung zu haben. Ebenso kann gelegentlich ein bei vergleichsweise hoher und daher selten oder gar nicht vorkommender Beschußtemperatur eintretender Waffendruckabfall akzeptabel sein. Wesentlich ist, daß sich mit der erfindungsgemäßen Maßnahme durch entsprechende Wahl der zur Mischung verwendeten Pulvertypen und ihres Mischungsverhältnisses das Abbrandverhalten der fertigen i _'btbiadung leicht so festlegen läßt, daß die Abbrand-Kenngrößen wie Waffendruck und Projektilgeschwindigkeit in einem größeren Beschußtemperatur-Nennbereich in etwa konstant sind und außerhalb des Nennbereiches jedenfalls nicht größer werden.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Beispielen unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 näher erläutert.
• In den Figuren 1 und 2 sind die an einer 2 cm Maschinenwaffe erhaltenen Meßwerte für Waffendruck und Projektilgeschwindigkeit im Beschußtemperaturbereich zwischen - 40 °C und + 60 °C wiedergegeben. Teil A zeigt jeweils die in 16 m Waffenentfernung gemessenen Projektilgeschwindigkeiten, Teil B die gemessenen Waffendrücke.
Beispiel 1
• Zu einem "Homogen-Pulver", das in einer Munitionsart zum Aufbau der Treibladung eingesetzt ist, wird ein angepaßtes "HETPulver" entwickelt. Dies bedeutet, daß Explosionswärme, Force und Abmessung des "HET-Pulvers" durch entsprechende Wahl von Grundmassen- und Granulatzusammensetzung sowie Granulatmenge auf gleiche oder vergleichbare Werte wie beim "Homogen-Pulver" eingestellt werden. Das HET-Pulver" wird dem "Homogen-Pulver" dabei so angepaßt, daß sich für einen Bezugswert der Beschußtemperatur von z. B. - 5 bis - -10 °C im Waffenbeschuß gleiche Projektilgeschwindigkeit bei gleichem oder vergleichbarem Druckverlauf für die aus "Homogen-" bzw. "HET-Pulver" aufgebauten Treibladungen ergeben. Ist dies erfüllt, sind die Druck- und Geschwindigkeitskurven der beiden Pulver nach steigenden und fallenden Beschußtemperaturen zueinander spiegelbildverkehrt.
• Wird die Treibladung aus einer Mischung gleicher Gewichtsanteile an "Homogen-" und diesem in obiger Weise angepaßten "HET-Pulver" aufgebaut, bleiben Waffendruck und Projektilgeschwindigkeit im Beschußtemperaturbereich von - 40 °C bis + 60 °C praktisch konstant.
• In Figur 1 geben die mit 1 bezeichneten Kurven die Werte für Waffendruck und Projektilgeschwindigkeit wieder, die mit dem für diese Munition eingeführten "Homogen-Treibladungspulver" erhalten wurden. Die mit 2 bezeichneten Kurven geben die Werte wieder, die mit dem angepaßten "HET-Pulver" erhalten wurden. Die mit 3 bezeichneten Kurven geben die Werte wieder, die mit einer Mischung gleicher Gewichtsanteile beider Pulver erhalten wurden.
Beispiel 2
• Es unterscheidet sich vom Beispiel 1 dadurch, daß das eingesetzte "HET-Pulver" so aufgebaut wurde, daß von dem Bezugswert 0 °C der Beschußtemperatur der Waffendruck nach höheren wie auch nach tieferen Temperaturen abfällt.
• In Figur 2 geben die mit 1 bezeichneten Kurven wieder die Werte des "Homogen-Pulvers", die mit 2 bezeichneten Kurven die Werte des "HET-Pulvers" und die mit 3 bezeichneten Kurven die Werte wieder, die mit einer Mischung gleicher Gewichtsanteile beider Pulver erhalten wurden.

Claims (3)

1. Treibladung für Rohrwaffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Mischung von mindestens einem einoder mehrbasigen homogenen Treibladungspulver, dessen Pulverkörper stofflich homogen sind, mit mindestens einem heterogenen Treibladungspulver gebildet ist, dessen Pulverkörper aus einer ein- oder mehrbasigen Pulvergrundmasse mit darin eingebetteten ein- oder mehrbasigen Pulvergranulaten bestehen und das aufgrund seines heterogenen Aufbaus eine Druckkennlinie mit negativem Beschußtemperatur-Koeffizienten hat, daß die Treibladungspulver hinsichtlich Explosionswärme, Force und Abmessungen auf gleiche oder vergleichbare Kennwerte eingestellt sind, und daß das Mischungsverhältnis der Treibladungspulver derart gewählt ist, daß in einem gewünschten, vorgegebenen Nennbereich der Beschußtemperatur der positive Beschußtemperatur-Koeffizient des homogenen Treibladungspulvers durch den negativen Beschußtemperatur-Koeffizient des heterogenen Treibladungspulvers zu einem in etwa konstanten Abbrandverhalten der Treibladung kompensiert ist.

2. Treibladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladungspulver der Mischung bei einem bestimmten Bezugswert der Beschußtemperatur (von z. B. + 21 ° C) jeweils alle beim gleichen Waffendruck die gleiche ballistische Leistung erbringen.

3. Treibladung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des homogenen Treibladungspulvers in der Treibladung etwa 20 bis 40 Gew.-Anteile beträgt.

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