ES2214806T3 - Procedimiento para la preparacion de polvos de carga propulsora de una, dos o tres bases para municion de armas de tubo. - Google Patents
Procedimiento para la preparacion de polvos de carga propulsora de una, dos o tres bases para municion de armas de tubo.Info
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Abstract
Procedimiento para la preparación de polvos de carga propulsora de una, dos o tres bases para munición de armas de tubo, en el que polvos de carga propulsora de una, dos o tres base de por sí conocidos que contienen los siguientes componentes como portadores de energía: Nitrocelulosa, éster de ácido nítrico, alquilnitratoetilnitramina, nitroguanidina, hexógeno, 3- nitro-1, 2, 4-triazo-5-ono octógeno (NTO), hexanitro- hexaaza-isowurtzitano (Cl20) o mezclas de este tipo de polvos son tratados superficialmente con ayuda de materiales flematizantes, caracterizado por que el tratamiento de superficie del polvo de carga propulsora correspondiente se efectúa con ayuda de una solución compuesta por una o más de los materiales poliéter, poliureas, polibutadieno, poliamida, poli-3- nitratometil-3-metiloxetano (poli-NIMMO) o polímero de glizidilazida (GAP), alquilnitratoetilnitramina (metil- NENA, etil-NENA, butil-NENA), bis(2, 2-dinitropropil), acetal-formal (BDNPA-F), dinitrodiazaalcano.
Description
Procedimiento para la preparación de polvos de
carga propulsora de una, dos o tres bases para munición de armas de
tubo.
La invención se refiere a un procedimiento para
la preparación de polvos de carga propulsora de una, dos o tres
bases para munición de armas de tubo según las características del
preámbulo de la reivindicación 1.
En los polvos habituales de carga propulsora de
una, dos o tres bases para munición de armas de tubo, como polvos de
nitrocelulosa, éster de ácido nítrico (por ejemplo nitroglicerina,
dinitrato de dietilenglicol, trinitrato de butanotriol, trinitrato
de metriol, dinitrato de trietilenglicol),
alquilnitratoetilnitramina, nitroguanidina, hexógeno,
3-nitro-1,2,4-triazol-5-ono
octógeno (NTO),
hexanitro-hexaaza-isowurtzitano
(Cl20) o mezclas de este tipo de polvos así como este tipo de polvos
provistos de aditivos (por ejemplo, estabilizadores), la presión
máxima de la curva de combustión así como la velocidad de salida
del correspondiente proyectil que tiene lugar en el disparo depende
esencialmente de la temperatura del entorno del arma
correspondiente. Debido a que la exposición del arma
correspondiente depende de la mayor presión máxima que tiene lugar
dentro del intervalo de temperatura para el cual está determinado
el arma (por ejemplo -40ºC hasta 60ºC), y esta presión por lo
general no está en el intervalo de temperatura de mayor uso (21ºC),
generalmente no se apura el rendimiento posible teórico del arma
correspondiente (es decir, al disparar a la temperatura de mayor
uso).
No han faltado en el pasado intentos de
desarrollar polvo de carga propulsora, en los que la evolución de
temperatura de la presión máxima presenta una evolución
relativamente plana, por lo que el arma se acerca a su rendimiento
teórico en un intervalo de temperatura lo mayor posible.
Así, por ejemplo, a partir del documento DE 33 46
287 Al se conoce una carga propulsora para la cual a través de la
mezcla de componentes pulverulentos homogéneos y no homogéneos se
obtiene una relación de combustión aproximadamente constante en el
intervalo alrededor de la temperatura de mayor uso. Sin embargo, en
este conocido polvo de carga propulsora resulta desventajoso, entre
otros, que los componentes pulverulentos homogéneos y no homogéneos
deben estar ajustados de manera muy exacta los unos con los otros.
Si no es así, se obtienen polvos de carga propulsora que presentan
una relación de detonación distinta de salida a salida.
A partir del documento DE 25 20 882 C1 se conoce
que para atenuar el gradiente de temperatura generalmente positivo
(es decir, aumento de la presión máxima con temperatura del entorno
creciente) en los polvos de carga propulsora tradicionales en el
intervalo de temperatura de mayor uso, las partículas de polvo del
polvo de carga propulsora presentan canales internos con distintas
secciones transversales. También este polvo de carga propulsora
presenta la desventaja de que es relativamente costoso de
preparar.
A partir del libro "Explosivstoff"
(Sustancias explosivas) de J. Köhler, R. Meyer, Sociedad editorial
VCH,
Weinheim, 7ª edición revisada y ampliada, pág. 233 y sig., es conocido además, para atenuar la presión máxima de la curva de combustión de los polvos de carga propulsora tradicionales, el someter también estos polvos a un tratamiento de superficie por medio de la combustión de materiales retardantes (flematizantes). Como materiales flematizantes se utilizan aquí sustancias monomoleculares no energéticas como ftalato (dibutilftalato), ureas (centralit) o alcanfor.
Weinheim, 7ª edición revisada y ampliada, pág. 233 y sig., es conocido además, para atenuar la presión máxima de la curva de combustión de los polvos de carga propulsora tradicionales, el someter también estos polvos a un tratamiento de superficie por medio de la combustión de materiales retardantes (flematizantes). Como materiales flematizantes se utilizan aquí sustancias monomoleculares no energéticas como ftalato (dibutilftalato), ureas (centralit) o alcanfor.
Se ha demostrado desventajoso que los materiales
flematizantes anteriormente mencionados hacen disminuir el contenido
energético del polvo de carga propulsora y producen una clara
reducción del rendimiento frente a los valores del correspondiente
polvo no tratado. Además, estas sustancias (sobre todo, por
ejemplo, el ftalato) tienden parcialmente a la migración en el polvo
de carga propulsora y perjudican su efecto balístico de manera no
deseada.
A partir del impreso "CHEMICAL ABSTRACTS, Vol.
126, Nº 7, 17 de Febrero de 1997
(1997-02-17) Columbus, Ohio, EEUU;
resumen Nº 91561t, Q. WANG Y COL: " A new type of polymer
deterrent-coated gun propellant" página 811;
SP000664653 & Theory Pract. Energ. Mater., (Proc. Int. Autumm
Semin. Propellants, Explos. Pyrotech.) 1996,
223-228" es conocido que las sustancias
poliméricas migran en el polvo de carga propulsora esencialmente más
despacio que los flematizadores monoméricos utilizados
habitualmente y que la tendencia a la migración disminuye a peso
molecular creciente. Sin embargo a partir de este impreso no se da a
conocer la influencia del tratamiento de superficie sobre las tasas
de combustión del polvo de carga propulsora a diferentes
temperaturas de partida del polvo de carga propulsora,
especialmente no se da a conocer cómo el tratamiento de superficie
influye en el gradiente de temperatura del polvo de carga
propulsora en la detonación.
La presente invención se basa en el objetivo de
especificar un procedimiento para la preparación de polvo de carga
propulsora, en el cual de forma sencilla se consiga un aplanamiento
de la curva de presión máxima en el intervalo de temperatura para
el cual está determinado el arma. Este objetivo se consigue de
acuerdo con la invención a través de las características de la
reivindicación 1.
La invención se basa esencialmente en la idea de
tratar superficialmente polvos habituales de una, dos o tres bases
con flematizadores especiales, en la que solamente se usan
flematizadores que presentan una tendencia a la migración nula o a
lo sumo sólo pequeña.
En el caso de los flematizadores de acuerdo con
la invención se trata de materiales especiales que prácticamente no
migran y que reducen la pérdida de energía únicamente a una pequeña
cantidad que en la detonación del arma no produce pérdidas de
rendimiento dignas de mención.
El tratamiento de superficie de los polvos de
carga propulsora puede realizarse de una forma de por sí conocida en
la que en un tanque de tratamiento se dispensan los flematizadores
como solución o como emulsión pulverizada o con ayuda de un
procedimiento de impregnación en el que se incuba el polvo de carga
propulsora durante un determinado espacio de tiempo en la solución
de tratamiento.
Las siguientes sustancias, que se usan aisladas o
como mezclas, han demostrado ser particularmente ventajosas:
Poliéter, polibutadieno, poliamida, materiales
energéticos (por ejemplo poli-NIMMO, polímero de
glizidilazida), alquilnitratoetilnitramina (por ejemplo
metil-NENA, etil-NENA,
butil-NENA), dinitrodiazaalcano, éster de ácido
nítrico (por ejemplo dinitrato de dietilenglicol), trinitrato de
butanotriol, dinitrato de trietilenglicol, trinitrato de metriol),
bis(2,2-dinitropropil), acetal/formal
(BDNPA/F).
Otros detalles y ventajas de la invención se
derivan de los siguientes ejemplos de realización, que se explican
por medio de figuras. Muestran:
Fig. 1 y 2 la dependencia de la presión máxima y
la velocidad de salida de la temperatura del entorno en un primer
polvo de carga propulsora con y sin el tratamiento de superficie
de acuerdo con la invención;
Fig. 3 y 4 las dependencias de temperatura de la
presión máxima y la velocidad de salida representadas en la Fig. 1
para un segundo polvo de carga propulsora;
Fig. 5 y 6 las dependencias de temperatura de la
presión máxima y la velocidad de salida representadas en la Fig. 1
para un tercer polvo de carga propulsora;
Fig. 7 la vista desde arriba sobre una partícula
de polvo tratada superficialmente;
Fig. 8 un corte longitudinal a través de la
partícula de polvo representada en la Fig. 7 a lo largo de las
líneas de corte descritas en la misma con VIII-VIII
y
Fig. 9 un corte longitudinal correspondiente a
la Fig. 8 para otro ejemplo de la realización.
Para el polvo de carga propulsora (PCP) en el que
se debe llevar a cabo el tratamiento de superficie de acuerdo con la
invención se trata del PCP L 5460 de dos bases introducido para la
munición KE 120 mm, que presenta la siguiente composición:
| Nitrocelulosa | 59,5% |
| Nitroglicerina | 14,9% |
| Dinitrato de dietilenglicol | 24,8% |
| Acardita II | 0,7% |
| Otros | 0,1% |
Se pulveriza una solución etanólica al 4% de
etil-NENA sobre el PCP L 5460 en cuatro etapas en un
tanque de tratamiento convencional. Se seca el polvo tratado
convencionalmente y a continuación se le somete a distintos ensayos
de detonación.
Las figuras 1 y 2 muestran el resultado de la
detonación de temperatura en un simulador de 40 mm (curva a)) en
comparación con un L 5460 no tratado (curva b)). En ellas se
registra respectivamente la presión máxima (Pmax) de la curva de
combustión y la velocidad de salida (Vo) en función de la
temperatura.
Los resultados muestran en el intervalo de
temperatura entre 21ºC y 63ºC una evolución claramente plana de la
temperatura de la presión máxima y de la velocidad de salida del L
5460 tratado superficialmente frente al polvo no tratado.
Como polvo de carga propulsora (PCP) en el que se
debe llevar a cabo el tratamiento de superficie de acuerdo con la
invención se vuelve a partir del PCP de dos bases L 5460
anteriormente descrito.
A continuación, se dispensa Palamoll 632, un
poliéster de ácido adípico y 1,2-propanodiol, en
emulsión etanólica (Palamoll:EtOH = 1:3) sobre la superficie del
PCP L 5460. El tratamiento con 1,5% del polímero se realiza en un
tanque de tratamiento rotatorio a 45ºC. Se adiciona sucesivamente la
emulsión dividida en cuatro partes durante un espacio de tiempo de 5
horas mientras el solvente se evapora al mismo tiempo.
De forma paralela se introduce grafito
repetidamente para impedir una adhesión de las partículas.
En las Figuras 3 y 4 se representan los
resultados de detonación de este polvo en un simulador de 40 mm de
-40 a +63ºC frente a un L 5460 no tratado. En ellas se registra
otra vez la presión máxima y la velocidad de salida en función de
la temperatura.
También en este caso se puede comprobar un claro
aplanamiento de las curvas de presión y velocidad entre 21ºC y 63ºC
(curva a)) frente a un PCP no tratado (curva b)) de igual
composición y dimensión.
En la Tabla 1 siguiente se reproduce la energía
específica para los polvos descritos en los dos ejemplos de
realización anteriormente mencionados.
| Tratamiento | Energía específica | |
| [J/g] | ||
| L 5460 | 1165 | |
| Ejemplo | Etil-NENA al 4% | 1165 |
| Ejemplo | Poliéster de ácido adípico | 1145 |
| y 1,2-propanodiol al 1,5% |
Los valores para la energía específica muestran
que los procedimientos de acuerdo con la invención no conducen a
ninguna pérdida o a ninguna pérdida esencial de rendimiento del
polvo de carga propulsora. Con el uso de poliéster, sin embargo,
disminuye la energía específica por lo que como consecuencia
aparecen en la detonación en el arma pérdidas de rendimiento.
Mientras el polvo de carga propulsora
convencional de una base B 6320 muestra un fuerte aumento de la
presión y de la velocidad entre 21ºC y 70ºC, se señala en el C/M
0800 tratado una reducción del gradiente de temperatura en el
intervalo entre 21ºC y 52ºC, por lo que con los polvos tratados de
esta forma se pueden conseguir previsiblemente también en el
terreno de calibre medio un claro aumento del rendimiento frente al
PCP convencional.
Como han mostrado ensayos y exámenes
microscópicos en una bomba balística mediante interrupción de la
combustión, el flematizador 1 se deposita en la superficie 2 de las
partículas de polvo correspondientes identificadas con 3 en las
figuras 7-9. Además, los orificios internos 4 del
PCP se cubren también parcialmente (Fig. 8) o completamente (Fig.
9) por el flematizador 1 o pueden estar incluso totalmente cerrados
por el flematizador. A través de este revestimiento de las
partículas de carga propulsora 1, se llega supuestamente al cambio
deseado de la relación de combustión del polvo de carga propulsora y
con ello a la reducción observada del gradiente de temperatura.
El procedimiento puede emplearse para PCP
conocidos de orificio 1, 7 y 19 con geometría externa tanto
cilíndrica como hexagonal o con forma de roseta.
Además, el polvo tratado superficialmente de
acuerdo con la invención presenta en comparación con polvos de carga
propulsora no tratados de igual composición una sensibilidad
reducida frente a cargas especiales, como puede aparecer por ejemplo
en una detonación enemiga.
Claims (1)
1. Procedimiento para la preparación de polvos de
carga propulsora de una, dos o tres bases para munición de armas de
tubo, en el que polvos de carga propulsora de una, dos o tres base
de por sí conocidos que contienen los siguientes componentes como
portadores de energía: Nitrocelulosa, éster de ácido nítrico,
alquilnitratoetilnitramina, nitroguanidina, hexógeno,
3-nitro-1,2,4-triazo-5-ono
octógeno (NTO),
hexanitro-hexaaza-isowurtzitano
(Cl20) o mezclas de este tipo de polvos son tratados
superficialmente con ayuda de materiales flematizantes,
caracterizado por que
el tratamiento de superficie del polvo de carga
propulsora correspondiente se efectúa con ayuda de una solución
compuesta por una o más de los materiales poliéter, poliureas,
polibutadieno, poliamida,
poli-3-nitratometil-3-metiloxetano
(poli-NIMMO) o polímero de glizidilazida (GAP),
alquilnitratoetilnitramina (metil-NENA,
etil-NENA, butil-NENA),
bis(2,2-dinitropropil),
acetal-formal (BDNPA-F),
dinitrodiazaalcano.
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