NO154050B - Drivmiddel. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører drivmidler og er spesielt rettet mot skytevåpendrivladningsammensetninger hvor det anvendes en kopolymer av polyglycidylazid (GAP) og nitrocellulose (NC) for tilveiebringelse av lave isokore flammetemperaturer og høy masse-impuls• Komponentene kan forekomme som en fysisk blanding eller i reagert eller kopolymerisert form.

I de siste 10 år er det gjort betydelig fremskritt på om-rådet som omfatter forbedrede skytevåpendrivladninger. De kon-vensjonelle skytevåpendrivladninger som er beskrvet i U.S.

Army Propellant Manual No. AMCP-706-150, publisert februar 1965, er basert på nitrocellulose, nitroglycerol (NG) og nitroguani-din (NQ).

Forbedringer i ytelse i forhold til dem som er oppført i Manual nr. AMCP-706-150 er gjort ved å innføre triaminguanidin-nitrat (TAGN) og cyklotetrametylentetranitramin (HMX) i basis-nitrocellulosegrunnmassen som er beskrevet i US-patentskrifter 3.732.130; 3.732.131 og 3.909.323.

Imidlertid, selv om de avanserte drivmidler som er basert på TAGN/HMX/NC gir høyere ytelse, inneholder disse drivmidler generelt mer av de faste oksydasjonsmidler (TAGN og HMX) på vektbasis enn bindemidlet (NC). Dette kan på sin side føre til feilaktig ballistikk ved ekstreme værbetingelser hvor drivmidlet utsettes for meget lave temperaturer (under -32°C).

På grunn av det lave nivå av polymer (bindemiddel) som er til stede, kan drivmidlet bli sprøtt og sprekke, hvorved større områder ekspanderes for øyeblikkelig brenning. Dette resul-terer i overtrykk i ladekammeret.

På lignende måte må drivmidler som skal inhiberes i henhold til US-patent 3.948.697 basere seg på de resterende hydroksylgrupper i nitrocellulose for at det skal bli god overflate-avbinding. Innføring av mykningsmidler som inneholder ytter-ligere hydroksylgrupper, f.eks. polyetylenglykol, nedsetter drastisk den totale drivmiddelytelse, siden dannelsesvarmen for mykningsmidlet blir dårligere av hydroksylandeler.

Det er følgelig et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe forbedrede drivmidler.

Følgelig tilveiebringes ved foreliggende oppfinnelse en gruppe av drivmidler som har lav isokor flammetemperatur og høy masse-impuls. Disse drivmidler omfatter som basis nitrocellulose og polyglycidylazid. I tillegg kan de være faste stoffer som er belagt med TAGN og/eller HMX. Skjønt primært konstru-ert som et skytevåpendrivmiddel, vil tilsetningen av forskjel-lige drivmiddelhjelpestoffer forsterke de ballistiske, kjemiske og fysikalske egenskaper slik at drivmiddelblandingen kan anvendes i andre pyrotekniske innretninger.

Drivmidlene i henhold til oppfinnelsen vil muliggjøre forbedrede skytevåpendrivladninger med høy masse-impuls og over-legne egenskaper ved lave omgivelsestemperaturer omfattende GAP som kopolymer sammen med NC.

Drivmidlet i henhold til oppfinnelsen er karakterisert

ved at det omfatter nitrocellulose (NC) og en hydroksyavsluttet alifatisk polyeter med pendante alkylazid-grupper (GAP), med generell strukturformel:

hvor x er et helt tall fra 10 til 60, og hvor R er valgt fra gruppen som består av ~(CH2'nN3°9 -CH2CHN3CH2N2, og hvor n er et helt tall fra 1 til 5, samt eventuelt også en resorcinol-stabilisator,. HMX og TAGN.

I drivmidlet i henhold til oppfinnelsen anvendes polyglycidylazidet som et energetisk bindemiddel. Dette er mer fullstendig beskrevet i norsk patentsøknad nr. 79.3718.

NC/GAP-drivmidlet kan fremstilles med et foretrukket forhold mellom ingrediensene som varierer fra én del NC til 2 deler GAP og opp til 4 deler NC til én del GAP. Det foretrukne område vil være fra 55 til 85 vekt% NC og fra 45 til 15 vekt% GAP. I tillegg bør spormengder på 0,2-0,5 vekt% av resorcinol-stabilisator tilsettes.

Masse-impuls til de NC/GAP-baserte drivmidler kan økes ved faststoffladning av det aktuelle drivmiddel. En slik gruppe av faststoff-ladede drivmidler omfatter fra 10 til 40 vekt% NC, 15 til 30 vekt% GAP, fra 20 til 70 vekt% HMX og fra 0,2 til 0,5 vekt% resorcinol.

Foretrukne sammensetninger av drivmidlet er 60 vekt% NC og 40 vekt% GAP resp. 80 vekt% NC og 20 vekt% GAP.

En annen gruppe av faststoff-ladede NC/GAP-baserte drivmidler omfatter fra 10 til 40 vekt% NC, fra 15 til 30 vekt% GAP, fra 20 til 75 vekt% TAGN, fra 5 til 35 vekt% HMX og fra 0,2 til 0,5 vekt% resorcinol.

En sammenligning mellom NC/GAP-drivmiddelgruppen med NC/NG- og TAGN/HMX/NC-drivmidler er gitt i tabell I.

For illustrasjonens skyld gis følgende eksempler:

Eksempel I

I overensstemmelse med oppfinnelsen ble det laget en skytevåpendrivladning som bestod av 60 vekt% NC, 40 vekt% GAP. Dette drivmiddel ga en isokor flammetemperatur på 2321°K, en masse-impuls på 99408 m-kg/kg, og en molekylvekt på 19,74.

Eksempel II

Det ble laget skytevåpendrivladning som bestod av 80 vekt% NC, 20 vekt% GAP. Dette drivmiddel gav en isokor flammetemperatur på 2647°K, en masse-impuls på 103968 m-kg/kg, og en molekylvekt på 21,55.

Eksempel III

Det ble laget en skytevåpendrivladning som bestod av 3 8 vekt% NC, 20 vekt% GAP, 20 vekt% TAGN og 22 vekt% HMX. Denne driv-ladning viste en isokor flammetemperatur på 2483°K, en masse-impuls på 107008 m-kg/kg, og en molekylvekt på 19,60.

Det er således vist at det tilveiebringes ved hjelp av foreliggende oppfinnelse et nitrocellulose-polyglycidylazid-basert drivmiddel.

Claims (9)

1. Drivmiddel, karakterisert ved at det omfatter nitrocellulose (NC) og en hydroksyavsluttet alifatisk polyeter med pendante alkylazid-grupper (GAP), med generell strukturformel: hvor x er et helt tall fra 10 til 60, og hvor R er valgt fra gruppen som består av -(CH,,)^^ og -Cf^CHN^CI^N^, og hvor n er et helt tall fra 1 til 5, samt eventuelt også en resorcinol-stabilisator, HMX og TAGN.

2. Drivmiddel som angitt i krav 1, karakterisert ved at det omfatter 0,2-0,5 vekt% av resorcinol-stabilisatorer.

3. Drivmiddel som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at nitrocellulosen og polyglycidylazidet er kombinert i et forhold som varierer fra 1 del NC : 2 deler GAP til 4 deler NC : 1 del GAP.

4. Drivmiddel som angitt i krav 3, karakterisert ved at NC varierer fra 55 til 85 vekt%, mens GAP varierer fra 45 til 15 vekt% GAP, samt at det omfatter 0,2 - 0,5 vekt% resorcinol.

5. Drivmiddel som angitt i krav 3, karakterisert ved at det omfatter 6 0 vekt% NC og 40 vekt% GAP.

6. Drivmiddel som angitt i krav 3, karakterisert ved at det omfatter 8 0 vekt% NC og 20 vekt% GAP.

7. Drivmiddel som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det omfatter 10 - 40 vekt% NC, 15 - 30 vekt% GAP, 20 - 70 vekt% cyklotetrametylentetranitramin (HMX), samt 0,2 - 0,5 vekt% resorcinol.

8. Drivmiddel som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det omfatter 10 - 40 vekt% NC, 15 - 30 vekt% GAP, 5-35 vekt% HMX, 20 - 75 vekt% triamino-^ guanidin-nitrat (TAGN), samt 0,2 - 0,5 vekt% resorcinol.

9. Drivmiddel som angitt i krav 8, karakterisert ved at det omfatter 38 vekt% NC,

20 vekt% GAP, 20 vekt% TAGN og 22 vekt% HMX.