JP6165269B2 - Gunpowder to accelerate mortar shells - Google Patents
Gunpowder to accelerate mortar shells Download PDFInfo
- Publication number
- JP6165269B2 JP6165269B2 JP2015555513A JP2015555513A JP6165269B2 JP 6165269 B2 JP6165269 B2 JP 6165269B2 JP 2015555513 A JP2015555513 A JP 2015555513A JP 2015555513 A JP2015555513 A JP 2015555513A JP 6165269 B2 JP6165269 B2 JP 6165269B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- explosive
- mass
- particle
- propellant
- solvent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 title claims description 31
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 title description 18
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 92
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 78
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims description 36
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 30
- DSSYKIVIOFKYAU-XCBNKYQSSA-N (R)-camphor Chemical compound C1C[C@@]2(C)C(=O)C[C@@H]1C2(C)C DSSYKIVIOFKYAU-XCBNKYQSSA-N 0.000 claims description 20
- 241000723346 Cinnamomum camphora Species 0.000 claims description 20
- 229960000846 camphor Drugs 0.000 claims description 20
- 229930008380 camphor Natural products 0.000 claims description 20
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 claims description 19
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 claims description 19
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 19
- BSPUVYFGURDFHE-UHFFFAOYSA-N Nitramine Natural products CC1C(O)CCC2CCCNC12 BSPUVYFGURDFHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 17
- POCJOGNVFHPZNS-UHFFFAOYSA-N isonitramine Natural products OC1CCCCC11CNCCC1 POCJOGNVFHPZNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 15
- 239000012796 inorganic flame retardant Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- POCJOGNVFHPZNS-ZJUUUORDSA-N (6S,7R)-2-azaspiro[5.5]undecan-7-ol Chemical compound O[C@@H]1CCCC[C@]11CNCCC1 POCJOGNVFHPZNS-ZJUUUORDSA-N 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 5
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229940121363 anti-inflammatory agent Drugs 0.000 claims description 3
- 239000002260 anti-inflammatory agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 3
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- GWEHVDNNLFDJLR-UHFFFAOYSA-N 1,3-diphenylurea Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC(=O)NC1=CC=CC=C1 GWEHVDNNLFDJLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 241000271317 Gonystylus bancanus Species 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- -1 nitramine compound Chemical class 0.000 description 10
- XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinane Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N Nitroglycerin Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(O[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000006 Nitroglycerin Substances 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 6
- 229960003711 glyceryl trinitrate Drugs 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000007707 calorimetry Methods 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000000028 HMX Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- UZGLIIJVICEWHF-UHFFFAOYSA-N octogen Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 UZGLIIJVICEWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ADCBKYIHQQCFHE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dimethyl-1,3-diphenylurea Chemical compound C=1C=CC=CC=1N(C)C(=O)N(C)C1=CC=CC=C1 ADCBKYIHQQCFHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QJTIRVUEVSKJTK-UHFFFAOYSA-N 5-nitro-1,2-dihydro-1,2,4-triazol-3-one Chemical compound [O-][N+](=O)C1=NC(=O)NN1 QJTIRVUEVSKJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AGUIVNYEYSCPNI-UHFFFAOYSA-N N-methyl-N-picrylnitramine Chemical compound [O-][N+](=O)N(C)C1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O AGUIVNYEYSCPNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- JDFUJAMTCCQARF-UHFFFAOYSA-N tatb Chemical compound NC1=C([N+]([O-])=O)C(N)=C([N+]([O-])=O)C(N)=C1[N+]([O-])=O JDFUJAMTCCQARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IDCPFAYURAQKDZ-UHFFFAOYSA-N 1-nitroguanidine Chemical compound NC(=N)N[N+]([O-])=O IDCPFAYURAQKDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RUKISNQKOIKZGT-UHFFFAOYSA-N 2-nitrodiphenylamine Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1NC1=CC=CC=C1 RUKISNQKOIKZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MKWKGRNINWTHMC-UHFFFAOYSA-N 4,5,6-trinitrobenzene-1,2,3-triamine Chemical compound NC1=C(N)C([N+]([O-])=O)=C([N+]([O-])=O)C([N+]([O-])=O)=C1N MKWKGRNINWTHMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001278 adipic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005844 autocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001860 citric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B23/00—Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
- C06B23/04—Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents for cooling the explosion gases including antifouling and flash suppressing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B25/00—Compositions containing a nitrated organic compound
- C06B25/18—Compositions containing a nitrated organic compound the compound being nitrocellulose present as 10% or more by weight of the total composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B25/00—Compositions containing a nitrated organic compound
- C06B25/34—Compositions containing a nitrated organic compound the compound being a nitrated acyclic, alicyclic or heterocyclic amine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B31/00—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt
- C06B31/02—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt the salt being an alkali metal or an alkaline earth metal nitrate
- C06B31/12—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt the salt being an alkali metal or an alkaline earth metal nitrate with a nitrated organic compound
- C06B31/22—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt the salt being an alkali metal or an alkaline earth metal nitrate with a nitrated organic compound the compound being nitrocellulose
- C06B31/24—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt the salt being an alkali metal or an alkaline earth metal nitrate with a nitrated organic compound the compound being nitrocellulose with other explosive or thermic component
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
- C06B45/12—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product having contiguous layers or zones
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Air Bags (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Description
本発明は、迫撃砲システム用砲弾を加速させるための推進火薬若しくは着火火薬としての火薬に関し、当該火薬はニトロセルロースをベースとし、かつニトラミンベースの結晶性エネルギー担体1〜30質量%、及び無機消炎剤を含有し、ここで前記火薬は粒子状の形態で存在し、当該粒子は、当該粒子の表面に任意で、不活性な可塑剤を有するものである。本発明はさらに、このような火薬の製造方法に関する。 The present invention relates to explosives as propellant or igniting explosives for accelerating shells for mortar systems, the explosives being based on nitrocellulose and a nitramine based crystalline energy carrier of 1-30% by weight, and inorganic It contains a flame retardant, where the explosive is present in particulate form, the particles optionally having an inert plasticizer on the surface of the particles. The present invention further relates to a method for producing such explosives.
従来技術
近年、大口径火砲の分野では大きな変動が起こっている。冷戦終結までは、大口径の戦車及び重火器のシステムが、陸上支援部隊の根幹を成していた。これらのシステムは自国領を防衛するために最適化されているが、重量が重いため、その移動性が限られていた。特にこのような武器システムは空輸ができないため、領土への迅速な展開が極めて困難であった。
Prior Art In recent years, great fluctuations have occurred in the field of large caliber artillery. Until the end of the Cold War, large-diameter tanks and heavy weapons systems were the foundation of land support units. These systems have been optimized to defend their territories, but their weight has limited their mobility. In particular, such weapons systems cannot be airlifted, making rapid deployment to territory extremely difficult.
しかしながら1990年初頭の湾岸戦争(第一次イラク戦争)勃発により、それまで通用していた作戦の筋書きは、大きな転換点を迎えた。大口径火砲を短時間で、はるか遠い稼働地点まで輸送しなければならなかったのである。このため湾岸戦争では、迫撃砲システムに関する再発見が目立った。相対的に重量が軽いため、このような大口径火砲は多数の部品として問題なく空輸でき、紛争時には迅速に稼働できる。加えて、高性能電子機器(例えば人工衛星によるナビゲーション若しくは経路案内)の発達により、正確性はかなり改善された。 However, with the outbreak of the Gulf War (first Iraq War) in the early 1990s, the strategy that had been used until then reached a major turning point. The large caliber artillery had to be transported to a far-off operating point in a short time. For this reason, rediscovery about the mortar system was conspicuous in the Gulf War. Because of its relatively light weight, such a large caliber artillery can be air transported as a large number of parts without problems and can operate quickly in times of conflict. In addition, the development of high-performance electronics (eg satellite navigation or route guidance) has significantly improved accuracy.
近年の事例から、このような軍事力移動のトレンドはほぼ世界中で支持されていることが分かる。迫撃砲システムへの関心が高いお陰で、需要は増加しており、これに伴い性能の向上も望まれている。電子機器による経路案内と、正確な地点爆轟性能を有する新型迫撃砲弾は、従来の標準型砲弾よりも重量が重い。そのため、重量が比較的重いことによる射程への作用を補償するか、又はそれどころか射程をさらに伸ばすという推進剤の性能向上に対する要望が生まれている。 Recent examples show that this trend of military force movement is supported almost all over the world. Thanks to the high interest in mortar systems, demand is increasing and performance improvements are also desired. The new mortar shell with route guidance by electronic equipment and accurate point detonation performance is heavier than the conventional standard shell. Therefore, there has been a demand for improved propellant performance that compensates for the effect on range due to its relatively heavy weight, or even further extends range.
さらにこの20年、軍事的な対立は主に、暑い気候の地域(例えばイラク、又はアフガニスタン)で起こっている。これまで使用されていた推進剤は、高い性能ポテンシャルを得るために普及していたニトログリセリンを含有しており、熱負荷が高い場合が想定されていなかった。重要となる砲内弾道データ(例えば砲口初速とピークガス圧)は、暑い気候の地域で何ヶ月も使用、貯蔵することによって変わることが確認された。砲口初速が低くなると射程が短くなり、これに伴い命中率が低下する。これに対してガス圧は最大50%増加するが、これにより、砲弾射出時における安全面のリスクが大きくなる。気候による熱作用が激しいことによってさらに、推進剤の化学的な安定性は、特に安定剤がすぐに消費されてしまうことによって、低下する。このため総じて、従来のニトログリセリン含有火薬は、暑い貯蔵庫で貯蔵、又は直射日光下の弾薬箱で貯蔵すると、自発的に自触媒作用に移行することがあり、爆発によって周囲の人員を負傷させ、構造物を破壊し得るという安全面のリスクとなる。 In addition, over the last 20 years, military conflicts have mainly occurred in areas with hot climates (eg Iraq or Afghanistan). The propellant that has been used so far contains nitroglycerin, which has been popular in order to obtain high performance potential, and has not been assumed to have a high heat load. Important internal ballistic data (eg, muzzle initial velocity and peak gas pressure) has been confirmed to change with months of use and storage in hot weather areas. The lower the muzzle initial speed, the shorter the range and the lower the accuracy. On the other hand, the gas pressure increases by up to 50%, which increases the safety risk when firing a shell. In addition, due to the intense thermal effects of the climate, the chemical stability of the propellant is reduced, in particular by the immediate consumption of the stabilizer. Therefore, in general, conventional nitroglycerin-containing explosives may spontaneously shift to autocatalysis when stored in a hot storage room or in an ammunition box under direct sunlight, injuring surrounding personnel by explosion, This is a safety risk that the structure can be destroyed.
Nitrochemie社は既に以前から、時流の兆しを認識しており、ニトログリセリン不含の新世代高性能火薬の開発を始めていた。この火薬は暑い気候地域で長期間用いても弾道学的な安定性と化学的な安定性の点で何ら変化を示さなかった。これはすなわち、暑い気候地域において本発明による火薬を使用、及び貯蔵しても、安全面でのリスクは何らないということである。これら新世代の火薬はまず、中口径火砲における高性能用途、例えば縮射砲用の装弾筒付翼安定徹甲弾(APFSDS T)、又は非縮射砲用ABM弾(Airburst-Munition)のために特別に開発された。このような武器システムは通常、砲身が比較的長く構成されており、砲弾射出に際してはピークガス圧が通常、3000〜5000barと比較的高い。 Nitrochemie has already been aware of the signs of the trend and has begun developing a new generation of high-performance explosives free of nitroglycerin. The gunpowder showed no change in ballistic or chemical stability when used for long periods in hot climates. This means that there is no safety risk even if the explosives according to the invention are used and stored in hot climate areas. These new generations of gunpowder are first for high-performance applications in medium caliber artillery, such as wing-stabilized bombs with shells for APs (APFSDS T), or ABMs for non-fire guns (Airburst-Munition) Developed specially. Such a weapon system usually has a relatively long barrel, and the peak gas pressure is usually relatively high at 3000 to 5000 bar at the time of bullet injection.
これとは逆に、迫撃砲システムでは砲身が明らかに短く、砲弾射出時に生じるピークガス圧が低い。すなわち、最大負荷時に1000barであり、負荷がより低ければ、それに応じて低くなる。これはつまり、100bar未満のガス圧であっても、火薬を充分に反応させなければならないということである。この基準は、従来のニトログリセリン不含高性能処方によって達成することはできなかった。そこで、低いピークガス圧と短い砲身を有する迫撃砲システムについて特別な比率が構成されている適切な推進技術のための新たなきっかけに対する必要性が存在していた。このような新規推進剤については、優れた化学的安定性と弾道学的安定性も要求され、ここでこの推進剤は同時に、迫撃砲システムにおいて高性能高効率で反応するという特性を有さなければならない。 In contrast, the mortar system has a clearly short barrel and a low peak gas pressure that occurs when the shell is fired. That is, 1000 bar at maximum load, and lower if the load is lower. This means that the gunpowder must be fully reacted even at gas pressures below 100 bar. This criterion could not be achieved by conventional high performance formulations without nitroglycerin. Thus, there was a need for new opportunities for proper propulsion techniques that have a special ratio configured for mortar systems with low peak gas pressure and short barrels. Such new propellants are also required to have excellent chemical and ballistic stability, where the propellant must also have the property of reacting with high performance and efficiency in a mortar system. I must.
本発明の説明
本発明の課題は、冒頭で述べた技術分野に属する火薬であって、迫撃砲システム用砲弾を加速させるための推進火薬若しくは着火火薬としての火薬を得ることであり、この火薬は、優れた化学的安定性と弾道学的安定性を有し、高性能高効率で反応可能なものである。
DESCRIPTION OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain a gunpowder belonging to the technical field mentioned at the beginning, which is a propellant or a gunpowder for accelerating a mortar system shell, It has excellent chemical stability and ballistic stability and is capable of reacting with high performance and high efficiency.
この課題は、請求項1に規定された特徴によって解決された。本発明によれば、迫撃砲システム用砲弾を加速させるための推進火薬若しくは着火火薬としての火薬であって、ニトロセルロースをベースとする火薬が提供される。この火薬は、ニトラミンベースの結晶性エネルギー担体を1〜30質量%、そして無機消炎剤を0.1〜10質量%含有する。この火薬は、粒子の形で存在する。これらの粒子は、その粒子表面に、不活性な可塑剤を有することができる。この添加剤は、1質量%以下、すなわち0〜1質量%の範囲で存在する。 This problem has been solved by the features specified in claim 1. According to the present invention, there is provided an explosive as a propellant or an explosive for accelerating a mortar for a mortar system, which is based on nitrocellulose. This explosive contains 1-30% by weight of a nitramine-based crystalline energy carrier and 0.1-10% by weight of an inorganic flame retardant. This gunpowder exists in the form of particles. These particles can have an inert plasticizer on the particle surface. This additive is present in the range of 1% by weight or less, ie in the range of 0-1% by weight.
これらの粒子は好ましくは、その粒子表面に不活性な可塑剤を0.01〜1質量%有する。 These particles preferably have 0.01 to 1% by weight of an inert plasticizer on the particle surface.
意外なことに、不活性な可塑剤を比較的少量、火薬の表面で使用することにより、温度が上昇した場合における圧力の依存性を低減させることができる。中口径用の推進火薬については確かに、不活性な可塑剤を大量に用いることによって、圧力推移を平坦に調整可能なことが知られている。この際に2質量%未満では、ほとんど効果が得られない。しかしながらこの関連性は、迫撃砲用の推進火薬には当てはまらないことが判明した。本発明による迫撃砲システム用推進剤の場合、不活性な添加剤の量が比較的少なくても、平坦な圧力推移を調整できる。濃度が上昇すると圧力推移は徐々に急になり、1質量%を明らかに超えて添加すると、圧力は温度上昇とともに著しく上昇する。不活性な可塑剤が1質量%以下という好ましい範囲では、砲口初速の上昇も、温度が上昇するにつれて比較的僅かになるため、総じて推進剤は、ほぼ中性の温度特性が特徴となる。幾つかの用途ではまた、不活性な可塑剤を全く必要としない。 Surprisingly, the use of a relatively small amount of inert plasticizer on the surface of the explosive can reduce the pressure dependence when the temperature rises. It is known that the propellant for medium caliber can certainly adjust the pressure transition flatly by using a large amount of inert plasticizer. In this case, if it is less than 2% by mass, almost no effect is obtained. However, this relevance turned out not to apply to propellant for mortars. In the case of the propellant for the mortar system according to the present invention, the flat pressure transition can be adjusted even if the amount of the inert additive is relatively small. When the concentration increases, the pressure transition gradually becomes steep, and when the concentration is clearly over 1% by mass, the pressure increases remarkably with increasing temperature. In the preferable range of 1% by mass or less of the inactive plasticizer, the increase in the muzzle initial velocity becomes relatively small as the temperature rises, so that the propellant is generally characterized by a substantially neutral temperature characteristic. Some applications also do not require any inert plasticizer.
本発明による火薬は、平坦な圧力推移にあってエネルギー変換率が高く、これによって砲内弾道性能が高くなる。 The explosive according to the present invention has a flat energy transition and a high energy conversion rate, thereby improving the internal ballistic performance.
迫撃砲システムとは一般的に、比較的砲身が短く、比較的急な角度で発砲されるシステムと理解される。迫撃砲には、37mm口径(軽迫撃砲)から240mm口径(超重迫撃砲)がある。ここで最も重要なのは、口径が60〜120mmの重迫撃砲である。本発明が特に対象としているのは、口径が60mm、81mm、及び120mmの迫撃砲、及び/又は口径が60mm、81mm、及び120mmの迫撃砲システムのための推進剤である。 A mortar system is generally understood as a system with a relatively short barrel and firing at a relatively steep angle. Mortars range from 37 mm caliber (light mortar) to 240 mm caliber (super heavy mortar). The most important here is a heavy mortar with a caliber of 60-120 mm. Of particular interest to the present invention are propellants for mortars with calibers of 60 mm, 81 mm and 120 mm and / or mortar systems with calibers of 60 mm, 81 mm and 120 mm.
本発明による火薬はさらに、迫撃砲用の着火火薬としても使用できる。着火火薬は、迫撃砲弾の軸に収容されており、火工品の初期発火衝撃を強化するため、またこの衝撃をインクリメント(馬蹄型装薬)内の推進火薬に伝えるために必要となる。着火火薬の組成は、推進火薬の組成と同一である。しかしながらこれらは、粒子のサイズと、粒子の形状の点で異なる。 The explosives according to the invention can also be used as igniting explosives for mortars. The igniting explosive is contained in the shaft of the mortar shell and is needed to enhance the initial firing impact of the pyrotechnic and to transmit this impact to the propellant in the increment (horse-shoe-type charge). The composition of the ignition powder is the same as that of the propellant. However, they differ in particle size and particle shape.
推進火薬も着火火薬も、押出成形可能な、溶剤法で製造できるバルク火薬であり、主成分としてニトロセルロースを含有する。ニトロセルロースは百年以上にわたって、シングルベース、ダブルベース、及びトリプルベースの推進火薬を製造するための非常に重要な出発物質である。これはセルロース(木綿リンター、パルプ)の硝化によって得られ、安価で大量に手に入り、様々な物理化学特性が広範に得られる。ニトロセルロースは例えば、窒素含有率、分子量、又は粘性を変えることができ、またこれらの違いに基づき、様々な種類の均質な推進火薬へと加工できる。ニトロセルロースのエネルギー割合は、窒素含分によって調整される。シングルベースの処方では、ニトロセルロースは単独のエネルギー担体である。これはつまり、ニトロセルロースのエネルギー密度が、他の合成結合ポリマーに比して、比較的高いということである。 Both propellant and igniting explosives are extrudable bulk explosives that can be produced by the solvent process and contain nitrocellulose as the main component. Nitrocellulose has been a very important starting material for the production of single, double and triple base propellants for over a hundred years. This is obtained by nitrification of cellulose (cotton linter, pulp), is available in a large amount at a low cost, and various physicochemical properties are widely obtained. Nitrocellulose can vary, for example, nitrogen content, molecular weight, or viscosity, and can be processed into various types of homogeneous propellant based on these differences. The energy ratio of nitrocellulose is adjusted by the nitrogen content. In a single base formulation, nitrocellulose is the sole energy carrier. This means that the energy density of nitrocellulose is relatively high compared to other synthetic binding polymers.
本発明による火薬は、ニトロセルロースをベースとする。これは好ましくは、平均窒素含分が、12.6〜13.25%である。粒子マトリックス内に含まれるさらなる重要成分は、結晶性エネルギー担体、また無機消炎剤である。 The explosive according to the invention is based on nitrocellulose. This preferably has an average nitrogen content of 12.6 to 13.25%. Further important components contained within the particle matrix are crystalline energy carriers and inorganic anti-inflammatory agents.
結晶性エネルギー担体は、火薬のエネルギー含分を向上させ、1〜30質量%の範囲の濃度で使用する。ニトロセルロースを基準としてこのような割合であれば、結晶性エネルギー担体の各結晶間の平均距離が充分に大きくなるため、各結晶はほとんど接触しない。これによって、外部からの衝撃波の機械的な刺激の影響が、爆発物質の結晶から、隣接する結晶へとさらに伝わらなくなる。よって、一次的に作用する衝撃波が倍加されることなく、火薬量全体を介して伝播する。これに対して、結晶性エネルギー担体の質量割合が比較的多い場合、各結晶はランダムに隣接していると考えられ、これによって火薬の殺傷能力が大きく上昇する。 Crystalline energy carriers improve the energy content of the explosive and are used at concentrations ranging from 1 to 30% by weight. With such a ratio based on nitrocellulose, the average distance between the crystals of the crystalline energy carrier is sufficiently large, so that the crystals hardly contact each other. As a result, the influence of the mechanical stimulus of the external shock wave is not further transmitted from the crystal of the explosive material to the adjacent crystal. Therefore, the shock wave which acts primarily is propagated through the entire amount of the explosive without being doubled. On the other hand, when the mass ratio of the crystalline energy carrier is relatively large, it is considered that the crystals are adjacent to each other at random, thereby greatly increasing the killing ability of the explosive.
無機消炎剤は、0.1〜10質量%の範囲の濃度で使用する。無機消炎剤を添加することにより、燃焼していない気体(例えば水素若しくは一酸化炭素)の反応が砲口領域において抑制されるため、これらの気体は全く、或いはほとんど発火しない。こうして砲口での炎が減少し、これによって射撃手に対する炎の目くらまし作用が減少する一方、さらに射撃手の位置特定が困難になる。 The inorganic flame retardant is used at a concentration in the range of 0.1 to 10% by mass. By adding an inorganic flame retardant, the reaction of unburned gases (eg, hydrogen or carbon monoxide) is suppressed in the muzzle region, so these gases do not ignite at all or hardly. This reduces the muzzle flame, which reduces the flame blinding effect on the shooter, while making it more difficult to locate the shooter.
ニトラミンベースの結晶性エネルギー担体のうち好ましいのは、ヘキソゲン(RDX)及びオクトゲン(HMX)を含む群からの化合物少なくとも1種である。一般式R−N−NO2(Rは基を表す)の化合物はともに、相対的に小さい基Rを有し、この基Rはニトラミン構造単位と比べて、総分子量の割合が小さいものである。これによってこれら2つの化合物は、比較的エネルギー含分が高くなる。 Preferred among the nitramine-based crystalline energy carriers are at least one compound from the group comprising hexogen (RDX) and octogen (HMX). Both compounds of the general formula R—N—NO 2 (where R represents a group) have a relatively small group R, which has a lower proportion of the total molecular weight than the nitramine structural unit. . This gives these two compounds a relatively high energy content.
RDXは好ましくは、結晶性エネルギー担体として使用する。これはHMXに比べて、製造時に有利であり、またより安全である。HMXはRDXよりも高価だが、特に利点が無い。その他のニトラミン化合物(例えばNIGUなど)は、RDXに比べて性能が劣る。安定化のためには、公知の作用物質(例えばAkardit II)も使用できる。 RDX is preferably used as a crystalline energy carrier. This is advantageous during manufacture and safer than HMX. HMX is more expensive than RDX but has no particular advantage. Other nitramine compounds (for example, NIGU) have inferior performance compared to RDX. For stabilization, known agents (eg Akardit II) can also be used.
特に好ましくは、結晶性ニトラミン化合物が、規定の平均粒径を有する。そこで例えば、平均粒径が4〜8マイクロメーター、特に6マイクロメーターのRDXを使用するのが好ましい。結晶性エネルギー担体の粒子サイズが均質であることによって、相対的に一定の化学特性と弾道特性を有する火薬が製造できる。 Particularly preferably, the crystalline nitramine compound has a defined average particle size. Therefore, for example, it is preferable to use RDX having an average particle diameter of 4 to 8 micrometers, particularly 6 micrometers. Due to the uniform particle size of the crystalline energy carrier, it is possible to produce an explosive having relatively constant chemical and ballistic properties.
ニトラミン化合物に代えて、例えば一般式R−O−NO2の硝酸エステルも考えられる。ただし硝酸エステルは、ニトラミン化合物に比べて、化学的安定性が低い。また以下の化合物のうち少なくとも1種を、結晶性ニトラミン化合物として使用することができる:ヘキサニトロイソウルチタン(CL-20、CAS No. 14913-74-7)、ニトログアニジン(NIGU、NQ、CAS No. 70-25-7)、N−メチルニトラミン(テトリル、N−メチル−N,2,4,6−テトラニトロベンゾールアミン、CAS No. 479-45-8)、並びにニトロトリアゾロン(NTO、CAS No. 932-64-9)、及びトリアミノトリニトロベンゼン(TATB、CAS No. 3058-38-6)。これらのエネルギー化合物は全て、単独で、又は相互に組み合わせて使用できる。 Instead of the nitramine compound, for example, nitrate esters of the general formula R—O—NO 2 are also conceivable. However, nitrate esters are less chemically stable than nitramine compounds. In addition, at least one of the following compounds can be used as the crystalline nitramine compound: hexanitroisol titanium (CL-20, CAS No. 14913-74-7), nitroguanidine (NIGU, NQ, CAS) No. 70-25-7), N-methylnitramine (tetril, N-methyl-N, 2,4,6-tetranitrobenzoamine, CAS No. 479-45-8), and nitrotriazolone (NTO CAS No. 932-64-9), and triaminotrinitrobenzene (TATB, CAS No. 3058-38-6). All of these energy compounds can be used alone or in combination with each other.
特に好ましくは、結晶性エネルギー担体の割合は、5〜25質量%である。結晶性エネルギー担体を10〜20質量%の割合で含有する火薬が、特に好ましい。質量割合が25質量%未満、特に最大20質量%の場合、エネルギー担体の各結晶は相互に隔たっているため、火薬の殺傷能力が非常に低い水準にある。不活性な可塑剤を用いることにより、結晶性ニトラミン化合物の質量割合が比較的高い場合でも、火薬の殺傷能力をいくらか弱めることができる。これによって容易に、結晶性ニトラミン化合物を高い割合で使用できる。 Particularly preferably, the proportion of the crystalline energy carrier is 5 to 25% by weight. Explosives containing a crystalline energy carrier in a proportion of 10 to 20% by weight are particularly preferred. When the mass proportion is less than 25% by mass, especially at most 20% by mass, the crystals of the energy carrier are separated from each other, and therefore the explosive killing ability is at a very low level. By using an inert plasticizer, the killing ability of the explosive can be somewhat weakened even when the mass ratio of the crystalline nitramine compound is relatively high. This makes it easy to use a crystalline nitramine compound in a high proportion.
結晶性エネルギー担体としてのその特性に加えて、RDXは一定の安定作用も有し、この作用は既に約1質量%から現れ、その割合を増やしてもほとんど向上しない。 In addition to its properties as a crystalline energy carrier, RDX also has a certain stabilizing action, this action already appears from about 1% by weight and hardly improves even when its proportion is increased.
無機消炎剤とは、アルカリ金属塩(例えば硝酸カリウム及び硫酸カリウム)の群からの化合物少なくとも1種である。砲口の炎を減少させるのに加えて、これらの化合物はまた燃焼を促進させ、これによって残渣の形成が減少し、これによってエネルギー変換率がさらに向上する。 An inorganic flame retardant is at least one compound from the group of alkali metal salts (eg, potassium nitrate and potassium sulfate). In addition to reducing muzzle flames, these compounds also promote combustion, thereby reducing residue formation, which further improves energy conversion.
特別な実施態様では、無機の消炎剤が0.1〜5質量%の割合で存在する。 In a special embodiment, the inorganic flame retardant is present in a proportion of 0.1 to 5% by weight.
火薬粒子の表面に存在していてよい不活性な可塑剤とは、特にカンファー、ジアルキルフタレート(好ましくはジ−(C8〜C12)フタレート、若しくはジ−(C8〜C12)フタレートの水素化誘導体)、及びジアルキルジフェニル尿素(好ましくはジメチルジフェニル尿素、Centralit IIという通称で知られる)を含む群からの化合物少なくとも1種である。不活性な可塑剤はまた、各化合物を複数組み合わせて適用できる。 Inert plasticizers that may be present on the surface of the explosive particles are in particular camphor, dialkyl phthalate (preferably di- (C 8 -C 12 ) phthalate, or di- (C 8 -C 12 ) phthalate hydrogen. Compound) and dialkyldiphenylurea (preferably dimethyldiphenylurea, commonly known as Centralit II). Inert plasticizers can also be applied in combination of multiple compounds.
任意で火薬粒子の表面に施与可能な化合物のうち、特に好ましいのはカンファーである。 Of the compounds that can optionally be applied to the surface of the explosive particles, camphor is particularly preferred.
さらに火薬粒子の表面は好ましくは、黒鉛及びエタノールで処理されている。 Furthermore, the surface of the explosive particles is preferably treated with graphite and ethanol.
押出成形された火薬粒子は好ましくは、エタノール及び黒鉛で表面処理する。任意で、不活性な可塑剤により表面を処理することができる。不活性な可塑剤は、火薬粒子の表面に近い領域に浸透し、その場所に留まる。すなわち、不活性な可塑剤は局在化し、粒子マトリックス内には分布しない。不活性な可塑剤は、浸透深さが数百マイクロメーター、例えば最大で400マイクロメーター、好ましくは100〜300マイクロメーターである。これはつまり、不活性な可塑剤の少なくとも95質量%が、この深さまでに含有されているということである。 Extruded explosive particles are preferably surface treated with ethanol and graphite. Optionally, the surface can be treated with an inert plasticizer. The inert plasticizer penetrates the area close to the surface of the explosive particle and stays there. That is, the inert plasticizer is localized and not distributed within the particle matrix. The inert plasticizer has a penetration depth of a few hundred micrometers, for example a maximum of 400 micrometers, preferably 100-300 micrometers. This means that at least 95% by weight of the inert plasticizer is contained to this depth.
塗布された黒鉛は好ましくは、火薬粒子の表面に残存する。 The applied graphite preferably remains on the surface of the explosive particles.
表面処理(すなわち、エタノールと黒鉛の塗布)によって、また、不活性な可塑剤を、押出成形された火薬粒子の表面に任意で塗布することによって、火薬粒子の特性が肯定的な影響を受ける。こうして、温度に影響されない挙動、また見かけ密度(すなわち、所定の容器体積内にどの程度の火薬が存在するか)が、特にエタノールと黒鉛を用いた表面処理によって改善される。圧力水準(すなわち、ピークガス圧と砲口速度の比率)は特に、押出成形された火薬粒子の表面に不活性な可塑剤を添加することによって改善されるが、これによって温度係数が悪化することがある。同時に粒子マトリックスは、不活性化合物を必須成分として含有せず、これによって大量のエネルギー化合物を有することができる。これらの物質を組み合わせた表面処理によって、多大な効果が得られる。 The properties of the explosive particles are positively influenced by surface treatment (ie, application of ethanol and graphite) and optionally by applying an inert plasticizer to the surface of the extruded explosive particles. Thus, temperature insensitive behavior and apparent density (ie, how much explosive is present in a given container volume) are improved, especially by surface treatment with ethanol and graphite. The pressure level (ie, the ratio of peak gas pressure to muzzle velocity) is particularly improved by adding an inert plasticizer to the surface of the extruded explosive particles, which can degrade the temperature coefficient. is there. At the same time, the particle matrix does not contain inert compounds as essential components, and can thereby have a large amount of energy compounds. A great effect can be obtained by surface treatment combining these substances.
迫撃砲用火薬の場合特に好ましくは、不活性な可塑剤が粒子表面に0.1質量%以下、すなわち0〜0.1質量%、特に0.01〜0.1質量%、存在する。不活性な可塑剤がちょうどこの量であれば、砲口速度の変化、また高温に移行する際の圧力上昇も、比較的少ない。不活性な可塑剤が明らかにこれより多い場合、温度に影響されない挙動が得られる可能性が減少する。 Particularly preferably in the case of a mortar gunpowder, an inert plasticizer is present on the particle surface in an amount of 0.1% by weight or less, ie 0 to 0.1% by weight, in particular 0.01 to 0.1% by weight. With just this amount of inert plasticizer, there is relatively little change in muzzle speed and pressure rise when moving to high temperatures. If there are clearly more inert plasticizers, the possibility of obtaining temperature-insensitive behavior is reduced.
粒子は推進のために好適には、軸方向に縦の流路を有する円柱形の形状を備える。流路の数は任意であり、しばしば1つの粒子が1つの流路、7つ若しくは19の流路を有する。このような弾薬用火薬(有孔火薬とも言われる)はこのため、堆積可能であるか、又は流動性を有し、工業的には薬莢に充填可能である。 The particles preferably have a cylindrical shape with a longitudinal channel in the axial direction for propulsion. The number of channels is arbitrary and often one particle has one channel, seven or nineteen channels. Such ammunition explosives (also referred to as perforated explosives) can therefore be deposited or flowed and industrially filled into a cartridge case.
円柱形粒子の長さ(L)対直径(D)の比の値は通常、L/D=0.25〜5である。円柱形の長さは例えば0.3〜10mmの範囲にあり、直径は0.3〜10mmの範囲にある。 The value of the ratio of length (L) to diameter (D) of the cylindrical particles is usually L / D = 0.25-5. The length of the cylindrical shape is, for example, in the range of 0.3 to 10 mm, and the diameter is in the range of 0.3 to 10 mm.
本発明を多孔火薬として実施する場合、小さなピッチ円を有する形状、ひいては比較的大きな壁厚を有するものが好ましい。これはつまり、縦の流路はそれぞれ横断面で観察すると、中心部が厚く配置されているということであり、総じて比較的小さなピッチ円を占めるということである。例えば好ましくは、総直径が約3.6mmの7個の孔が空いた火薬における軸方向の流路6つは、直径約2.1mmのピッチサークルを形成する。 When the present invention is implemented as a porous explosive, a shape having a small pitch circle, and hence a relatively large wall thickness is preferable. This means that, when the vertical channels are observed in the cross section, the central part is thickly arranged, and generally occupies a relatively small pitch circle. For example, preferably, six axial channels in a seven-holed gunpowder with a total diameter of about 3.6 mm form a pitch circle with a diameter of about 2.1 mm.
特に好ましい実施態様において、推進火薬の縦の流路はそれぞれ、孔径が0.1〜0.5mmである。 In a particularly preferred embodiment, each of the vertical channels of propellant has a pore diameter of 0.1 to 0.5 mm.
本発明による火薬を着火火薬として用いる場合、その粒径は通常、推進火薬に用いる場合よりも小さい。このような火薬はさらにしばしば、中央に縦の流路を有する円柱形状の形状を備える。このような火薬は例えば、外径が1.3〜1.7mm、長さが1.5〜2.0mm、平均壁厚が0.6〜0.8mmであり、孔径が約0.10mmである。 When the explosive according to the present invention is used as an ignition explosive, its particle size is usually smaller than when it is used for propellant. Such explosives more often have a cylindrical shape with a longitudinal channel in the center. Such explosives have, for example, an outer diameter of 1.3 to 1.7 mm, a length of 1.5 to 2.0 mm, an average wall thickness of 0.6 to 0.8 mm, and a hole diameter of about 0.10 mm. is there.
或いは、火薬用材料はストリップの形で存在するか、又は直接、火砲に適した特定の形状に押出成形することができる。火薬はこの形状では、大口径弾薬に特に適している。このような形状に該当するのは通常、幅が長さよりもずっと小さく(例えば少なくとも5倍、又は少なくとも10倍)、厚さが幅よりもずっと小さい(例えば少なくとも5倍又は少なくとも10倍)形状である。厚さが1〜2mmの場合には通常、幅は例えば10mm以上であり、長さは例えば100〜150mmである。 Alternatively, the explosive material can be present in the form of a strip or directly extruded into a specific shape suitable for a gun. This form of gunpowder is particularly suitable for large caliber ammunition. Such a shape usually corresponds to a shape whose width is much smaller than the length (eg at least 5 times or at least 10 times) and whose thickness is much smaller than the width (eg at least 5 times or at least 10 times). is there. When the thickness is 1 to 2 mm, the width is usually 10 mm or more and the length is 100 to 150 mm, for example.
またいわゆる「成形体」、すなわち弾薬用の中空円柱形も考えられ、この場合には薬莢がないか、かつ/又は発火点後部に配置された「成形体」に置き換えられている。 A so-called “molded body”, ie a hollow cylindrical shape for ammunition, is also conceivable, in which case there is no shell and / or is replaced by a “molded body” arranged behind the ignition point.
粒子マトリックスは任意で、それ自体公知のさらなる添加剤を含有することができる。安定性を向上させるためには例えば、炭酸水素ナトリウム(CAS No.144-55-8)、炭酸カルシウム(CAS No.471-34-1)、酸化マグネシウム(CAS No.1309-48-4)、Akardit Il (CAS No.724-18-5)、Centrailt I (CAS No.90-93-7)、Centraiit II (CAS No.611-92-7), 2−ニトロジフェニルアミン(CAS No.836-30-6)、及びジフェニルアミン(CAS No.122-39-4)が添加できる。添加物、例えば石灰、酸化マンガン、酸化マグネシウム(CAS No.1303-48-4)、三酸化モリブデン(CAS No.1313-27-5)、ケイ酸マグネシウム(CAS No.:14807-96-6)、炭酸カルシウム(CAS No.471-34-1)、二酸化チタン(CAS No.13463-67-7)、三酸化タングステン(CAS No.1314-35-8)は、砲身部の保護に役立ち、フタル酸エステル、クエン酸エステル、又はアジピン酸エステルといった化合物は、通常の可塑剤である。 The particle matrix can optionally contain further additives known per se. In order to improve the stability, for example, sodium bicarbonate (CAS No.144-55-8), calcium carbonate (CAS No.471-34-1), magnesium oxide (CAS No.1309-48-4), Akardit Il (CAS No.724-18-5), Centrailt I (CAS No.90-93-7), Centraiit II (CAS No.611-92-7), 2-nitrodiphenylamine (CAS No.836-30) -6) and diphenylamine (CAS No.122-39-4) can be added. Additives such as lime, manganese oxide, magnesium oxide (CAS No.1303-48-4), molybdenum trioxide (CAS No.1313-27-5), magnesium silicate (CAS No .: 14807-96-6) , Calcium carbonate (CAS No.471-34-1), titanium dioxide (CAS No.13463-67-7), tungsten trioxide (CAS No.1314-35-8) are useful for protecting the barrel and Compounds such as acid esters, citrate esters, or adipic acid esters are common plasticizers.
さらに粒子成形体(さらに処理すべき粒子自体)は、例えば着火性を改善させるため、また燃焼性を調節するための別の公知の添加剤をさらに、マトリックス中に含有することができる。 Furthermore, the particle compact (the particles themselves to be further processed) can further contain other known additives in the matrix, for example to improve ignitability and to adjust the flammability.
本発明による火薬を製造するための方法の特徴は、ニトロセルロースと、ニトラミンベースの結晶性エネルギー担体1〜30質量%と、無機消炎剤とをベースとする溶剤含有火薬ペーストを製造することにある。続いて、この溶剤含有火薬ペーストから、押出成形によって、粒子成形体を製造する。粒子成形体から溶剤を除去し、この粒子成形体を任意で、不活性な可塑剤により表面処理する。最後に、任意で表面処理した粒子成形体を乾燥させる。 A feature of the method for producing an explosive according to the present invention is to produce a solvent-containing explosive paste based on nitrocellulose, 1-30% by weight of a crystalline energy carrier based on nitramine and an inorganic flame retardant. is there. Subsequently, a particle compact is produced from the solvent-containing explosive paste by extrusion molding. The solvent is removed from the particle compact, and the particle compact is optionally surface treated with an inert plasticizer. Finally, the optionally shaped particle compact is dried.
本発明による火薬(火薬結合剤は主にニトロセルロースから成り、さらにニトラミンベースの結晶性エネルギー担体、及び無機の消炎剤を含有するもの)は、既存の作製装置で製造できる。固体の処方成分、例えば溶剤含有混合物を添加することができる。生成する溶剤湿潤混練ペーストは、混練機で混練することができ、その後、プレス機で所望の形状に押出成形できる。押出成形されたストランドは予備乾燥することができ、所望の粒子長に切断できる。続いて、粒子から溶剤を除去することができる。これらの粒子は任意で、不活性な可塑剤によって表面処理し、かつ/又は仕上げにかけることがきる。 The explosive according to the present invention (the explosive binder is mainly composed of nitrocellulose and further contains a nitramine-based crystalline energy carrier and an inorganic flame retardant) can be produced with existing production equipment. Solid formulation ingredients such as solvent-containing mixtures can be added. The resulting solvent wet kneaded paste can be kneaded with a kneader and then extruded into a desired shape with a press. The extruded strand can be pre-dried and cut to the desired particle length. Subsequently, the solvent can be removed from the particles. These particles can optionally be surface treated with an inert plasticizer and / or finished.
好ましくは粒子成形体をエタノールと黒鉛で表面処理する、すなわち黒鉛化する。この黒鉛化は、個別の方法工程として行うことができる。しかしながらまた、黒鉛とエタノールを不活性な可塑剤とともに、粒子成形体に塗布することも可能である。 Preferably, the particle compact is surface-treated with ethanol and graphite, that is, graphitized. This graphitization can be carried out as a separate process step. However, it is also possible to apply graphite and ethanol to the particle compact together with an inert plasticizer.
特に好ましくは、溶剤を粒子成形体から、湿潤法によって除去する。 Particularly preferably, the solvent is removed from the particle compact by a wet method.
押出成形により得られる粒子成形体は、無機消炎剤を粒子マトリックス内に含有する。よってこの粒子成形体は、粒子マトリックスから溶剤を除去するために水浴法にかけないのが望ましい。そうしないと、水溶性の無機消炎剤が、粒子マトリックスから流れ落ちてしまうからである。 The particle compact obtained by extrusion contains an inorganic flame retardant in the particle matrix. Therefore, it is desirable that this particle compact is not subjected to a water bath method in order to remove the solvent from the particle matrix. Otherwise, the water-soluble inorganic flame retardant will flow down from the particle matrix.
よって製造工程で用いた溶剤は、湿潤法により除去する。この際に溶剤で濡れた粒子成形体に、10〜60時間、20〜70℃の温度の空気流(水蒸気で飽和したもの)を、1時間あたり数百m3の流量で貫流させる。こうして溶剤の割合が1%未満に減少する一方で、水溶性の消炎剤は粒子マトリックスから除去されず、粒子マトリックスに留まる。 Therefore, the solvent used in the manufacturing process is removed by a wet method. At this time, an air stream (saturated with water vapor) at a temperature of 20 to 70 ° C. is allowed to flow through the particle compact wetted with the solvent for 10 to 60 hours at a flow rate of several hundred m 3 per hour. Thus, while the proportion of solvent is reduced to less than 1%, the water-soluble anti-inflammatory agent is not removed from the particle matrix and remains in the particle matrix.
表面処理された粒子を乾燥させた後に、仕上げを行うのが好ましい。この仕上げとは特に、表面処理された粒子の入念な乾燥と篩い分けであると理解される。 It is preferable to finish after drying the surface-treated particles. This finish is understood in particular as careful drying and sieving of the surface-treated particles.
以下の詳細な説明、及び特許請求の範囲全体から、さらなる有利な実施態様と、方法の特徴の組み合わせが得られる。 Further advantageous embodiments and combinations of features of the method can be obtained from the following detailed description and the entire claims.
本発明の実施方法
粒子成形体製造の間、ニトロセルロースベースの火薬ペーストに、様々な添加剤を添加する。すなわち、これらの添加剤は、マトリックス内に均一に分布している。これらの添加剤の合計量(ただし、結晶性ニトラミン化合物を除く)は、ニトロセルロースに対して0〜10質量%、好ましくは2〜7質量%である。結晶性ニトラミン化合物の合計量は、通常のRDXの場合、ニトロセルロース量の0〜30質量%、好ましくは0〜20質量%である。結晶性ニトラミン化合物は場合により、マトリックスへの結合を改善させるために、予備処理にかけなければならず、その後、この化合物を火薬ペーストに添加する。
Method of Implementation of the Invention During the production of particle compacts, various additives are added to the nitrocellulose-based explosive paste. That is, these additives are uniformly distributed in the matrix. The total amount of these additives (excluding the crystalline nitramine compound) is 0 to 10% by mass, preferably 2 to 7% by mass, based on nitrocellulose. In the case of normal RDX, the total amount of the crystalline nitramine compound is 0 to 30% by mass, preferably 0 to 20% by mass, based on the amount of nitrocellulose. The crystalline nitramine compound optionally has to be subjected to a pretreatment in order to improve the binding to the matrix, after which this compound is added to the explosive paste.
火薬ペーストを溶剤と混練した後、型を使って粒子成形体を押出成形する。続いて、水と溶剤を除去し、好ましくは湿潤空気乾燥により除去する。粒子成形体を表面処理にかけ、例えば任意で、不活性な可塑剤、及び好ましくはさらなる添加剤(例えば黒鉛)をエタノールの存在下で施与する(含浸+コーティング)。 After the explosive paste is kneaded with a solvent, the particle compact is extruded using a mold. Subsequently, water and solvent are removed, preferably by wet air drying. The particle compact is subjected to a surface treatment, for example optionally applying an inert plasticizer, and preferably further additives (eg graphite) in the presence of ethanol (impregnation + coating).
例1・・・推進火薬1(FM4651/21)
7個の孔を有する火薬を520kg製造するため、RDX20質量%、Akardit II1.2質量%、及び硝酸カリウム3.2質量%、及び窒素含分が13.20質量%のニトロセルロース(合計で100質量%となる量)を70分間、ジエチルエーテル及びエタノールを添加した上で加工して、溶剤で濡れた混練ペーストにする。続いて、型を用いて火薬ペーストを、7個の孔がある5.2mmのストランド状断片にプレスする(すなわち押出成形する)。押出成形されたストランドを、短時間空気で予備乾燥させ、所望の長さに切断し、こうして得られた粒子成形体を、目の細かい篩い上に均一に広げる。その後、この粒子成形体に30時間、水で飽和した空気流を200m3/h、30℃の温度で、続いて30時間、空気流を400m3/h、65℃の温度で貫流させる(湿潤空気による乾燥)。60℃に加熱した粒子成形体60kgを、続いて55℃に加熱した銅製の研磨ドラム内で黒鉛0.05質量%、エタノール1.2リッターを添加し、その後1時間、一定に回転させる。最後に火薬を鋼板に広げ、24時間、60℃で乾燥させる。
Example 1 propellant 1 (FM4651 / 21)
To produce 520 kg of explosives with 7 holes, nitrocellulose (RDX 20% by mass, Akardit II 1.2% by mass, potassium nitrate 3.2% by mass, and nitrogen content 13.20% by mass (total of 100%) %) Is processed for 70 minutes after addition of diethyl ether and ethanol to obtain a kneaded paste wetted with solvent. Subsequently, the explosive paste is pressed into a 5.2 mm strand with 7 holes (ie, extrusion) using a mold. The extruded strand is pre-dried with air for a short time, cut to the desired length, and the particle compact thus obtained is spread evenly on a fine sieve. Thereafter, an air stream saturated with water is passed through the particle compact for 30 hours at a temperature of 200 m 3 / h, 30 ° C., and subsequently for 30 hours at a temperature of 400 m 3 / h, 65 ° C. (wetting) Air drying). Next, 60 kg of the particle compact heated to 60 ° C., 0.05 mass% of graphite and 1.2 liters of ethanol are added in a copper polishing drum heated to 55 ° C., and then rotated constantly for 1 hour. Finally, the explosive is spread on the steel plate and dried at 60 ° C. for 24 hours.
生成する推進火薬1(FM4651/21と呼ぶ)の物理特性は、以下の通りである:外径3.63mm、長さ3.61mm、平均壁厚0.76mm、孔径0.20mm、熱含量1gあたり4251J、嵩密度1048g/l。化学的安定性:爆発温度172℃、STANAG 4582準拠の熱流束熱量測定で44J/g、又は30.4μW(STANAG 4582による基準は、最大熱発生量が114μW未満)。 The physical properties of the generated propellant 1 (referred to as FM4651 / 21) are as follows: outer diameter 3.63 mm, length 3.61 mm, average wall thickness 0.76 mm, pore diameter 0.20 mm, heat content 1 g Per 4251 J, bulk density 1048 g / l. Chemical stability: explosion temperature 172 ° C., heat flux calorimetry according to STANAG 4582, 44 J / g, or 30.4 μW (standard heat generation is less than 114 μW based on STANAG 4582).
例2・・・推進火薬2(FM4650/22)
例1による火薬ペーストを、型を用いて7個の孔がある4.8mmのストランド状断片にプレスする(すなわち、押出成形する)。押出成形したストランドを、短時間空気で予備乾燥させ、所望の長さに切断し、こうして得られた粒子成形体を、湿潤空気で乾燥させる(例1と同様)。続いて、粒子成形体60kgを60℃に予熱し、55℃に加熱した銅製の研磨ドラムに移す。この粒子成形体に、黒鉛0.05%、及びエタノール1.2kg中で1質量%のカンファー溶液を加え、1時間常に回転させる。最後に火薬を鋼板に広げ、24時間、60℃で乾燥させる。
Example 2 ... propellant 2 (FM4650 / 22)
The explosive paste from Example 1 is pressed (ie extruded) into 4.8 mm strands with 7 holes using a mold. The extruded strand is pre-dried with air for a short time, cut to the desired length, and the particle compact thus obtained is dried with wet air (as in Example 1). Subsequently, 60 kg of the particle compact is preheated to 60 ° C. and transferred to a copper polishing drum heated to 55 ° C. A 1% by mass camphor solution in graphite 0.05% and ethanol 1.2 kg is added to this particle compact, and the mixture is always rotated for 1 hour. Finally, the explosive is spread on the steel plate and dried at 60 ° C. for 24 hours.
生成する推進火薬2(FM4650/22と呼ぶ)の物理特性は、以下の通りである:外径3.42mm、長さ3.45mm、平均壁厚0.71mm、孔径0.19mm、熱含量1gあたり4152J、嵩密度1002g/l。化学的安定性:爆発温度172℃、STANAG 4582準拠の熱流束熱量測定で47J/g、又は30.9μW(STANAG 4582による基準は、最大熱発生量が114μW未満)。 The physical properties of the generated propellant 2 (referred to as FM4650 / 22) are as follows: outer diameter 3.42 mm, length 3.45 mm, average wall thickness 0.71 mm, pore diameter 0.19 mm, heat content 1 g Per 4152 J, bulk density 1002 g / l. Chemical stability: Explosion temperature 172 ° C, heat flux calorimetry according to STANAG 4582 47J / g, or 30.9μW (standard heat generation is less than 114μW based on STANAG 4582).
推進火薬1及び2の比較
カンファー量の変化による、火薬温度が高い場合における圧力上昇の比較
システム:特に砲身の長さと砲口形状の点で、米軍の標準型120mm迫撃砲M120と同等の砲内弾道学特性を有する120mmの砲身。使用する不活性な迫撃砲弾の発射質量は、15.5kgであった。速度の測定はドップラーレーダーで行い、ピークガス圧の測定は、圧電素子により砲口の領域で行った。2種の推進火薬(カンファー被覆無しのものと、カンファー被覆1質量%ありのもの)の温度射撃の結果は、火薬温度21℃と63℃で行い、以下の表1及び2にまとめてある。
表1
Table 1
表1及び表2の結果から、21℃から63℃へと圧力が移行する際の圧力上昇は、カンファーが0質量%の推進火薬1(FM 4651/21)の場合、カンファーを1質量%有する推進火薬2(FM 4650/22)よりも明らかに低い。この発見は意想外であり、中口径分野における従来の経験とは逆行する(これまでは、カンファーの量を増加させると圧力増加は低下すると考えられていた)。 From the results of Tables 1 and 2, the pressure rise when the pressure is shifted from 21 ° C. to 63 ° C. has 1% by mass of camphor when the camphor is 0% by mass of propellant 1 (FM 4651/21). Clearly lower than propellant 2 (FM 4650/22). This finding is unexpected and goes against conventional experience in the medium caliber field (previously, increasing the amount of camphor was thought to reduce the pressure increase).
例3・・・推進火薬3(FM4714)
例1による火薬ペーストを、型を用いて7個の孔がある5.1mmのストランド状断片に押出成形する。押出成形したストランドを、短時間空気で予備乾燥させ、所望の長さに切断し、こうして得られた粒子成形体を、湿潤空気で乾燥させる(例1と同様)。続いて、粒子成形体120kgを60℃に予熱し、55℃に加熱した銅製の研磨ドラムに移す。この粒子成形体に、黒鉛0.05%、及びエタノール2.4kg中で0.1質量%のカンファー溶液を加え、1時間常に回転させる。最後に火薬を鋼板に広げ、24時間、60℃で乾燥させる。
Example 3 ... propellant 3 (FM4714)
The explosive paste from Example 1 is extruded into 5.1 mm strands with 7 holes using a mold. The extruded strand is pre-dried with air for a short time, cut to the desired length, and the particle compact thus obtained is dried with wet air (as in Example 1). Subsequently, 120 kg of the particle compact is preheated to 60 ° C. and transferred to a copper polishing drum heated to 55 ° C. A 0.1% by mass camphor solution in 0.05% graphite and 2.4 kg of ethanol is added to this particle compact, and it is always rotated for 1 hour. Finally, the explosive is spread on the steel plate and dried at 60 ° C. for 24 hours.
生成する推進火薬3(FM4714と呼ぶ)の物理特性は、以下の通りである:外径3.58mm、長さ3.59mm、平均壁厚0.75mm、孔径0.20mm、熱含量1gあたり4269J、嵩密度1026g/l。化学的安定性:爆発温度=172℃。STANAG 4582準拠の熱流束熱量測定で50J/g、又は32.6μW(STANAG 4582による基準は、最大熱発生量が114μW未満)。 The physical properties of the generated propellant 3 (referred to as FM 4714) are as follows: outer diameter 3.58 mm, length 3.59 mm, average wall thickness 0.75 mm, pore diameter 0.20 mm, heat content 4g / g , Bulk density 1026 g / l. Chemical stability: explosion temperature = 172 ° C. Heat flux calorimetry according to STANAG 4582 50 J / g, or 32.6 μW (standard heat generation is less than 114 μW based on STANAG 4582).
推進火薬3と球状火薬との比較
火薬温度が高い場合の圧力上昇と、砲内弾道的性能について、ニトログリセリンを含有する比較用火薬(St. Marks社の球状粉末GD)との比較
システム:特に砲身の長さと砲口形状の点で、米軍の標準型120mm迫撃砲M120と同等の砲内弾道学特性を有する120mmの砲身。使用する不活性な迫撃砲弾の発射質量は、15.1kgであった。速度の測定はドップラーレーダーで行い、ピークガス圧の測定は、圧電素子により砲口の領域で行った。2種の火薬の温度射撃の結果は、火薬温度21℃と63℃で行い、以下の表3及び4にまとめてある。
表3
Table 3
表3及び4に示した結果から分かるように、ニトログリセリンを含有する比較用の火薬の場合、63℃へ移行時の圧力上昇は、カンファーを0.1質量%有する推進火薬3(FM4714)よりも明らかに高い。加えて、21℃における比較用火薬の速度は、装填量が28g多いにも拘わらず約25m/秒低く、これによって射程距離が顕著に減少する。 As can be seen from the results shown in Tables 3 and 4, in the case of the comparative explosive containing nitroglycerin, the pressure rise at the time of shifting to 63 ° C. is higher than that of propellant 3 (FM4714) having 0.1% by mass of camphor. Is also obviously high. In addition, the speed of the comparative gunpowder at 21 ° C. is about 25 m / sec lower despite the 28 g loading, which significantly reduces the range.
例3に記載の火薬の試験により総じて、温度への依存性が低い高性能火薬であることが分かる。さらに、各測定時のばらつきは、その他の火薬よりもかなり少なく、このことは火薬の均質性、引いては性能が一定の火薬であることを意味する。 The explosive tests described in Example 3 generally indicate high performance explosives with low temperature dependence. Furthermore, the variability during each measurement is much less than other explosives, which means that the explosives are homogeneous and thus have a constant performance.
例4・・・着火火薬(FM 4483/21)
例1による火薬ペーストを、型を用いて1個の孔がある2.1mmのストランド状断片にプレスする(すなわち、押出成形する)。押出成形したストランドを、短時間空気で予備乾燥させ、所望の長さに切断し、こうして得られた粒子成形体を、湿潤空気で乾燥させる(例1と同様)。続いて、粒子成形体20kgを60℃に予熱し、55℃に加熱した銅製の研磨ドラムに移す。この粒子成形体に黒鉛0.3質量%、及びエタノール0.3kgを添加し、その後、1時間の間、常に回転させる。最後に火薬を鋼板に広げ、24時間、60℃で乾燥させる。
Example 4 ... ignition powder (FM 4483/21)
The explosive paste from Example 1 is pressed (ie extruded) into 2.1 mm strands with one hole using a mold. The extruded strand is pre-dried with air for a short time, cut to the desired length, and the particle compact thus obtained is dried with wet air (as in Example 1). Subsequently, 20 kg of the particle compact is preheated to 60 ° C. and transferred to a copper polishing drum heated to 55 ° C. To this particle compact, 0.3% by mass of graphite and 0.3 kg of ethanol are added, and then rotated constantly for 1 hour. Finally, the explosive is spread on the steel plate and dried at 60 ° C. for 24 hours.
生成する着火火薬1(FM4483/21と呼ぶ)の物理特性は、以下の通りである:外径1.47mm、長さ1.75mm、平均壁厚0.69mm、孔径0.10mm、熱含量1gあたり4393J、嵩密度1001g/l。化学的安定性:爆発温度172℃。STANAG 4582準拠の熱流束熱量測定で46J/g、又は30.2μW(STANAG 4582による基準は、最大熱発生量が114μW未満)。 The physical properties of the generated explosive 1 (referred to as FM4483 / 21) are as follows: outer diameter 1.47 mm, length 1.75 mm, average wall thickness 0.69 mm, pore diameter 0.10 mm, heat content 1 g 4393J per unit, bulk density 1001 g / l. Chemical stability: explosion temperature 172 ° C. It is 46J / g or 30.2μW in heat flux calorimetry according to STANAG 4582 (the standard heat generation amount is less than 114μW according to STANAG 4582).
例5・・・着火火薬2(FM4483/22)
例1による火薬ペーストを、型を用いて1個の孔がある2.1mmのストランド状断片にプレスする(すなわち、押出成形する)。押出成形したストランドを、短時間空気で予備乾燥させ、所望の長さに切断し、こうして得られた粒子成形体を、湿潤空気で乾燥させる(例1と同様)。続いて、組成粒子20kgを60℃に予熱し、55℃に加熱した銅製の研磨ドラムに移す。この粒子成形体に黒鉛0.3質量%、カンファー0.5質量%、及びエタノール0.15kgを添加し、その後、1時間の間、常に回転させる。最後に火薬を鋼板に広げ、24時間、60℃で乾燥させる。
Example 5 ... ignition powder 2 (FM4483 / 22)
The explosive paste from Example 1 is pressed (ie extruded) into 2.1 mm strands with one hole using a mold. The extruded strand is pre-dried with air for a short time, cut to the desired length, and the particle compact thus obtained is dried with wet air (as in Example 1). Subsequently, 20 kg of the composition particles are preheated to 60 ° C. and transferred to a copper polishing drum heated to 55 ° C. To this particle compact, 0.3% by mass of graphite, 0.5% by mass of camphor, and 0.15 kg of ethanol are added and then rotated constantly for 1 hour. Finally, the explosive is spread on the steel plate and dried at 60 ° C. for 24 hours.
生成する着火火薬2(FM4483/22と呼ぶ)の物理特性は、以下の通りである:外径1.47mm、長さ1.75mm、平均壁厚0.69mm、孔径0.10mm、熱含量1gあたり4343J、嵩密度995g/l。化学的安定性:爆発温度172℃。STANAG 4582準拠の熱流束熱量測定で52J/g、又は32.4μW(STANAG 4582による基準は、最大熱発生量が114μW未満)。 The physical properties of the generated explosive 2 (referred to as FM4483 / 22) are as follows: outer diameter 1.47 mm, length 1.75 mm, average wall thickness 0.69 mm, pore diameter 0.10 mm, heat content 1 g 4343J per unit, bulk density 995g / l. Chemical stability: explosion temperature 172 ° C. STANAG 4582 compliant heat flux calorimetry of 52 J / g or 32.4 μW (Standard by STANAG 4582, maximum heat generation is less than 114 μW).
着火火薬1及び2と、球状火薬の比較
着火火薬1及び2のカンファー量を変更することによる、火薬温度が高い場合の圧力上昇の比較と、導入したM48球状火薬との比較
システム:特に砲身の長さと砲口形状の点で、米軍の標準型120mm迫撃砲M120と同等の砲内弾道学特性を有する120mmの砲身。使用する不活性な迫撃砲弾の発射質量は、14.0kgであった。速度の測定はドップラーレーダーで行い、ピークガス圧の測定は、圧電素子により砲口の領域で行った。この試験は4装填、すなわち、M234の標準型インクリメント4つを用いて行う。2種の推進火薬(カンファー被覆0質量%もの(FM 4483/21)と、カンファー被覆0.5質量%のもの(FM 4483/22))の温度射撃の結果は、導入したM48球状火薬と比較して標準的なM1020薬莢内で、火薬温度21℃と63℃で行い、以下の表5、6、及び7にまとめてある。
表5
Table 5
本発明による着火火薬2中にカンファーが0.5質量%存在することにより、21℃にでのピークガス圧が減少する。このことは特定の用途にとって有利となり得る。ただし、カンファーを0.5質量%有する着火火薬2は、カンファーを有さない着火火薬よりも圧力上昇が大きく、所定のシステム要求の用途を最も良好に満たすためには、用途に応じて最適なカンファー量を正確に秤量する必要がある。さらに、導入したM48球状火薬の場合、最高ガス圧が21℃で生じることが分かる。21℃から63℃への圧力上昇は、導入したM48球状火薬の場合、約2300psiであり、本発明による着火火薬1及び2と比較して、明らかに高い。 The presence of 0.5% by mass of camphor in the ignition powder 2 according to the present invention reduces the peak gas pressure at 21 ° C. This can be advantageous for certain applications. However, the ignition powder 2 having 0.5% by mass of camphor has a larger pressure rise than the ignition powder without the camphor, and is optimal in accordance with the application in order to best satisfy the application of a predetermined system requirement. It is necessary to accurately measure the amount of camphor. Furthermore, it can be seen that the maximum gas pressure occurs at 21 ° C. for the introduced M48 spherical powder. The pressure increase from 21 ° C. to 63 ° C. is about 2300 psi for the introduced M48 spherical explosive, which is clearly higher compared to the explosives 1 and 2 according to the present invention.
まとめると、ニトラミンベースの結晶性エネルギー担体と、無機消炎剤とを含有し、かつ不活性な可塑剤を表面に僅かな量で有する、本発明によるニトロセルロース含有火薬は、推進火薬又は着火火薬として、迫撃砲システムの砲弾を加速させるために適していることが確認でき、この際に温度依存性は低いため、気候的な条件に左右されること無く使用できる。 In summary, the nitrocellulose-containing explosive according to the present invention containing a nitramine-based crystalline energy carrier and an inorganic flame retardant and having a small amount of inert plasticizer on the surface is a propellant or an ignition explosive. As a result, it can be confirmed that it is suitable for accelerating the munition of the mortar system. At this time, the temperature dependence is low, so it can be used without being influenced by climatic conditions.
Claims (11)
前記無機消炎剤が0.1〜10質量%存在し、かつ前記粒子はその表面に0.01〜1質量%の不活性な可塑剤を有することを特徴とする、前記火薬。 Explosive as propellant or igniting explosive for accelerating shell for mortar system, the explosive being based on nitrocellulose and 1-30% by mass of crystalline energy carrier based on nitramine, and inorganic flame retardant contains, wherein the explosive that Mashimasu exist in the form of particles, in the powder,
The explosive according to claim 1 , wherein 0.1 to 10% by mass of the inorganic flame retardant is present, and the particles have 0.01 to 1% by mass of an inert plasticizer on the surface thereof .
a)ニトロセルロース、ニトラミンベースの結晶性エネルギー担体1〜30質量%、及び無機消炎剤をベースにして、溶剤含有火薬ペーストを製造する工程、
b)前記溶剤含有火薬ペーストを押出成形して、粒子成形体を製造する工程、
c)溶剤を前記粒子成形体から除去する工程、
d)前記粒子成形体を0.01〜1質量%の不活性な可塑剤によって表面処理する工程、及び
e)表面処理した前記粒子成形体を乾燥させる工程、
を有することを特徴とする、前記製造方法。 In the manufacturing method of the explosive as a propellant or an ignition explosive as described in any one of Claim 1-8 , the following processes a) -e):
a) producing a solvent-containing explosive paste based on nitrocellulose, a nitramine based crystalline energy carrier 1-30% by weight, and an inorganic flame retardant;
b) Extruding the solvent-containing explosive paste to produce a particle compact,
c) removing the solvent from the particle compact,
d) a step of surface treatment by an inert plasticizer of the particle moldings 0.01 wt%, and e) drying the grain compact treated front surface,
The manufacturing method described above, characterized by comprising:
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/CH2013/000017 WO2014117280A1 (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Powder for accelerating projectiles for mortar systems |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016511210A JP2016511210A (en) | 2016-04-14 |
JP6165269B2 true JP6165269B2 (en) | 2017-07-19 |
Family
ID=47715764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015555513A Active JP6165269B2 (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Gunpowder to accelerate mortar shells |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150321969A1 (en) |
EP (1) | EP2951137B1 (en) |
JP (1) | JP6165269B2 (en) |
KR (1) | KR101944300B1 (en) |
CA (1) | CA2899260C (en) |
ES (1) | ES2872299T3 (en) |
PL (1) | PL2951137T3 (en) |
WO (1) | WO2014117280A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017004726A1 (en) | 2015-07-03 | 2017-01-12 | Nitrochemie Wimmis Ag | Propellant charge system for artillery shells |
RU2711143C1 (en) * | 2018-11-27 | 2020-01-15 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | High-energy pyroxylin powder for propellant charges of tank artillery |
FR3096047B1 (en) | 2019-05-13 | 2022-06-24 | Eurenco France | GRAINS OF PROPULSIVE POWDER COMPRISING CHANNELS AT LEAST PARTIALLY CLOGGED |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1661278A (en) * | 1928-03-06 | Bernhart troxler | ||
US2147698A (en) * | 1937-07-06 | 1939-02-21 | Hercules Powder Co Ltd | Method in the preparation of progressive-burning smokeless powder, and product thereof |
US2771351A (en) * | 1953-06-09 | 1956-11-20 | Olin Mathieson | Propellant |
US3108916A (en) * | 1959-09-02 | 1963-10-29 | Olin Mathieson | Dustless propellent powder containing coated spherical nitrocellulose |
US3704185A (en) * | 1965-03-01 | 1972-11-28 | Du Pont | Progressive burning smokeless powder coated with an organic ester |
US3798085A (en) * | 1971-09-03 | 1974-03-19 | Hercules Inc | Manufacture of a burning rate deterrent coated propellant |
US4354884A (en) * | 1980-04-28 | 1982-10-19 | Hercules Incorporated | Process for preparing progressive burning propellant granules |
US5218166A (en) * | 1991-09-20 | 1993-06-08 | Mei Corporation | Modified nitrocellulose based propellant composition |
US6740180B1 (en) * | 1997-07-15 | 2004-05-25 | Anthony Joseph Cesaroni | Thermoplastic polymer propellant compositions |
DE19907809C2 (en) * | 1999-02-24 | 2002-10-10 | Nitrochemie Gmbh | Process for the production of one-, two- or three-base propellant charge powders for gun ammunition |
JP2001002488A (en) * | 1999-06-17 | 2001-01-09 | Daicel Chem Ind Ltd | Composition of gas generating agent for pretensionor |
ES2235813T3 (en) * | 2000-06-15 | 2005-07-16 | Nitrochemie Wimmis Ag | PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF A HIGHLY ENERGETIC FUNCTIONAL MATERIAL. |
US20090208647A1 (en) * | 2000-06-15 | 2009-08-20 | Nitrochemie Wimmis Ag | Method for producing a funtional, high-energy material |
PL1857429T3 (en) * | 2006-05-19 | 2013-08-30 | Nitrochemie Wimmis Ag | Propulsive means for accelerating projectiles |
WO2011153655A2 (en) * | 2011-09-15 | 2011-12-15 | Nitrochemie Wimmis Ag | Nitroglycerine-free multi-perforated high-performing propellant system |
-
2013
- 2013-01-29 KR KR1020157020466A patent/KR101944300B1/en active IP Right Grant
- 2013-01-29 WO PCT/CH2013/000017 patent/WO2014117280A1/en active Application Filing
- 2013-01-29 US US14/760,643 patent/US20150321969A1/en not_active Abandoned
- 2013-01-29 JP JP2015555513A patent/JP6165269B2/en active Active
- 2013-01-29 CA CA2899260A patent/CA2899260C/en active Active
- 2013-01-29 ES ES13704344T patent/ES2872299T3/en active Active
- 2013-01-29 EP EP13704344.4A patent/EP2951137B1/en active Active
- 2013-01-29 PL PL13704344T patent/PL2951137T3/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2951137B1 (en) | 2021-03-03 |
CA2899260A1 (en) | 2014-08-07 |
KR101944300B1 (en) | 2019-04-17 |
CA2899260C (en) | 2020-01-14 |
KR20150122129A (en) | 2015-10-30 |
JP2016511210A (en) | 2016-04-14 |
EP2951137A1 (en) | 2015-12-09 |
ES2872299T3 (en) | 2021-11-02 |
WO2014117280A1 (en) | 2014-08-07 |
US20150321969A1 (en) | 2015-11-12 |
PL2951137T3 (en) | 2021-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Folly et al. | Propellant chemistry | |
US8257522B2 (en) | Black powder substitutes for small caliber firearms | |
JP5405006B2 (en) | Propulsion system to accelerate the projectile | |
JP6165269B2 (en) | Gunpowder to accelerate mortar shells | |
KR102050552B1 (en) | Burn rate modifier | |
BR112014005789B1 (en) | MULTIPERFURED PROPELLENT SYSTEM FREE OF NITROGLYCERIN, ITS USE AND METHOD TO PRODUCE MULTIPERPURED PROPELLENTS | |
KR102057710B1 (en) | Burn rate modifier | |
US20210171415A1 (en) | Propellant charge | |
AU2014321144B2 (en) | Burn rate modifier | |
Rozumov | Recent Advances in Gun Propellant Development: From Molecules to Materials | |
US20190210938A1 (en) | Propellant stabilizer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161220 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170309 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170605 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170620 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6165269 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |