NO171844B - Sprengstoff for stridshoder og fast rakettdrivstoff - Google Patents

Sprengstoff for stridshoder og fast rakettdrivstoff Download PDF

Info

Publication number
NO171844B
NO171844B NO885407A NO885407A NO171844B NO 171844 B NO171844 B NO 171844B NO 885407 A NO885407 A NO 885407A NO 885407 A NO885407 A NO 885407A NO 171844 B NO171844 B NO 171844B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
explosive
perchlorate
metal
present
explosive according
Prior art date
Application number
NO885407A
Other languages
English (en)
Other versions
NO885407D0 (no
NO171844C (no
NO885407L (no
Inventor
Vinzenz Bankhamer
Gerhard Zeman
Original Assignee
Advanced Explosives Ges
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Explosives Ges filed Critical Advanced Explosives Ges
Publication of NO885407D0 publication Critical patent/NO885407D0/no
Publication of NO885407L publication Critical patent/NO885407L/no
Publication of NO171844B publication Critical patent/NO171844B/no
Publication of NO171844C publication Critical patent/NO171844C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B33/00Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
    • C06B33/08Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide with a nitrated organic compound

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Shovels (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et sprengstoff for stridshoder og et fast rakettdrivstoff, bestående av et høyenergetisk sekundærsprengstoff med uorganisk perklorat- og metallandel, høy oksygenaffinitet, samt flegmatiserings- og bindemiddel.
Fra publikasjonen "Engineering Design Handbook" fra "Explosives Series Properties of Explosives of Military Interest", U.S. Army Matériel Command, januar 1971 er et sprengstoff bestående av "Hexogen", kaliumperklorat, aluminium og bindemiddel kjent.
Et lignende sprengstoff fremgår av US-PS 4.042.430, hvorved dette vedrører et høytemperaturstabilt sprengstoff.
Felles for begge de kjente sprengstoffene er at oksyda-sjonsmidlet foreligger med støkiometrisk overskudd. Følgelig dekomponeres det overskytende perkloratet ved detonasjonen under energiforbruk. Det frigitte oksygen kan først da etterreagere med metallet. Det foreligger følgelig en flertrinnsreaksjon, hvorved energiomsetningen er relativt langsom.
Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgaven å tilveie-bringe et' sprengstoff med et høyt energiinnhold pr. volum-enhet. Derved skal energiomsetningen foregå meget raskt og fullstendig.
Oppfinnelsen løser denne oppgaven ved at oksygenbalansen ved et sekundærsprengstoff utlignes ved hjelp av perklorandelen tilnærmet til en fullstendig reaksjon til karbondioksyd og vann.
Oppfinnelsen tilveiebringer nærmere bestemt sprengstoff for stridshoder og fast rakettdrivstoff, bestående av et høyenergetisk sekundærsprengstoff med et uorganisk perklorat og en metallandel av høy oksygenaffinitet, samt flegmatiserings- og bindemiddel, kjennetegnet ved at følgende støkiometriske betingelser mellom komponentene samtidig er tilstede: oksygenbalansen ved det sekundære spengstoffet er tilnærmet utlignet ved hjelp av perkloratandelen til en fullstendig reaksjon til karbondioksyd og vann;
metallinnholdet er selektivt tilpasset det økende volumet av reduserbar, eksplosiv gass (COg og EtøO) som reduseres enten til karbonmonoksyd og hydrogen, eller til karbon og hydrogen.
Ved den fullstendige reaksjonen mellom de i sprengstoffet tilstedeværende forbrennbare andelene oppstår en meget stor mengde sprenggasser som spesielt godt og lett kan reduseres ved hjelp av metall. Derved oppnås en vesentlig ytelsesøkning sammenlignet med de kjente sprengstoffene.
Videre bevirkes av det høye energioverskuddet en meget rask fordampning av metallet, hvorved dets reaksjonsevne økes vesentlig.
Ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen anvendes for perklorater perkloratene av alkali- og jordalkalimetaller. Slike perklorater har gunstig pris, er lett tilgjenge-lige og lett fremstillbare.
Ifølge en ytterligere utførelsesform foreligger ved 100 g "Hexogen" eller "Oktogen 40", 50 g natriumperklorat. Ved det angitte området for natriumperklorat kan det, avhengig av den aktuelle anvendelsen, være tilstede egnede mengder binde-eller flegmatiseringsmidler; uten at støkiometrien for reaksjonen med sekundærsprengstoffet endres.
Videre er det forutsatt at det som perklorat kan anvendes kalium- eller kalsiumperklorat. Kaliumperklorat gir på grunn av sin lave hygroskopisitet spesielt bearbeidelsestekniske fordeler. Kalsiumperklorat øker derimot ytelsen på grunn av sin høyere tetthet og den høyere spesifikke oksygenandelen.
Sprenggassvolumene og energifrigivelsen styres ved hjelp av metallandelen ved at det dannede karbondioksydet og vann-dampen av metallet reduseres til karbonmonoksyd og hydrogen. På grunn av metallets høyere affinitet overfor oksygen, sammenlignet med karbon og hydrogen, foregår en heftig reaksjon mellom metallet og karbondioksyd og vann. Disse reduseres derved og en betydelig energimengde settes fri. Derved oppvarmes sprenggassblandingen ytterligere, hvorved sprengstoffets ytelsesevne øker vesentlig. Spesielt gunstige verdier oppnås når støkiometrien for metallandelen bevirker en reduksjon av sprenggassene til hydrogen og karbonmonoksyd. Dersom en spesielt stor varmefrigivelse er ønsket ved et redusert sprenggassvolum, så foretas ved videre forhøyelse av metallandelen en reduksjon av sprenggassene til elementært karbon og hydrogen.
Under forutsetning av den høye oksygenaf f ini teten kan det anvendes forskjellige lette metaller.
Ved et sprengstoff med høy tetthet kan det også anvendes tungmetaller med høy oksygenaffinitet, som zirkonium.
Foreliggende oppfinnelse omfatter videre anvendelse av sprengstoff som omtalt ovenfor som fast rakettdrivstoff. Sprengstoffet blandes derved med flegmatiserings- og bindemidler som er spesifikke for fast rakettdrivstoff, samt med lette metaller.
Vesentlig for oppfinnelsen er:
Det foreligger universelle sprengstoffer henholdsvis sprengstoffsammensetninger, med maksimale energiutbytter. Sprengstoffene ifølge oppfinnelsen kan lett tilpasses de anvendelsestekniske kravene, hvorved energiinnholdet er høyere enn ved kjente sprengstoff. Videre foreligger høyere sprenggassvolumer og sprengningseffekter enn ved hittil kjente metallholdige sprengstoffer uten oksydasjonsmiddel.
Oppfinnelsen kan også uten vesentlig forandring anvendes for faste rakettdrivstoffer, idet det anvendes lettest mulige metaller og spesielle flegmatiserings- og bindemidler.
Ved et sprengstoff, hvis bestanddeler er angitt i vekt-prosenter, ble følgende resultat oppnådd.
Sprengstoffandeler:
50, 2% RDX
21, 2% Na C104
25% zirkonium
3, b% bindemiddel
Følgende resultater ble oppnådd på stål med en platetykkelse på 8 mm ved et sprenglegeme med vekt 15 g og diameter 20 mm, samt høyde 20 mm.
Platen ble gjennomslått, hulldiameteren var 7 mm.
Ved sammenligning med det kjente, metallfrie sprengstoffet HWC (94,556 "Hexogen", 4,5$ voks, 1% grafitt) ble en plate av samme tykkelse ikke slått gjennom. Det oppsto et riss som svakt kunne anes.
Et forsøk gjennomført på samme måte med sprengstoffet "Hexal" ( 70% "Hexogen", 30% aluminium), resulterte i at platen ikke ble gjennomslått. Det forelå heller ingen riss.
Et sprengstoff med følgende sammensetning
3b% HMX
16, 9% KCIO4
45$ zirkonium
2, 1% bindemiddel
ga ved en undervannssprengning et 41,5$ høyere støttrykk enn en volummessig like stor prøve av undervannssprengstoffet "SSM TE 8870" (4196 TNT, 30% RDX, 24# Al, 5% flegmatiseringsmiddel).
Metallet skal omsettes eksplosjonsartig. For å oppnå dette er det nødvendig først å fordampe metallet. Som kjent er dertil en høy energi påkrevet, idet fordampningsvarmen for aluminium, kalsium, silisium er meget høy. Ved tilsats av metaller til normale sprengstoffer er som oftest deres relativt lave eksplosjonsvarme ikke tilstrekkelig til å fordampe metallet raskt og fullstendig. Videre forbrukes derved mye av eksplosjonsvarmen og før metallforbrenningen er dermed temperaturen lavere, hvorved det oppstår en forsinkelse av reaksjonen. Først må derfor følgelig energien av det anvendte sprengstoffet forhøyes.
Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved at et sikkert sprengstoff som TNT, "Hexogen", "Oktogen" eller "Nitropenta" støpes, smeltes, blandes eller forbindes ved hjelp av et oppløsningsmiddel med en så stor mengde perklorat at det kommer til en fullstendig forbrenning med utlignet oksygen-balanse, f.eks. 16 mol TNT + 21 mol Ca (C104)2 eller 8 mol Hexogen + 3 mol Ca(0104)3-
Denne basisblandingen blandes omhyggelig med metallstøvet og smeltes eller klebes sammen. Andelen av metallet er minst så høy at vannet reduseres til hydrogen og karbondioksydet til karbonmonoksyd. Ved ytterligere reduksjon forhøyes energien, men sprenggassvolumet avtar, idet karbonmonoksydet reduseres til karbon. Den dannede energimengden er følgelig meget høy uten at en etterforbrenning med oksygenet i luften foreligger.
Dersom det skal tilveiebringes et sprengstoff med stor varmevirkning, hvor sprenggassvolumet er meget lavt, kan den ovennevnte blandingen av TNT/Ca(CIO4)2 tilsettes en blanding av 37,656 Al, 62 ,456 Ca(C104)2 med en spesifikk vekt på 2,67 g/cm<3>. Energien utgjør herved 31,4 MJ/dm<3>.
Energirike faste rakettdrivstoffer tilveiebringes ved flegmatisering av spesielle ammoniumperkloratholdige blandinger.

Claims (9)

1. Sprengstoff for stridshoder og fast rakettdrivstoff, bestående av et høyenergetisk sekundærsprengstoff med et uorganisk perklorat og en metallandel av høy oksygenaffinitet, samt flegmatiserings- og bindemiddel, karakterisert ved at følgende støkiometriske betingelser mellom komponentene samtidig er tilstede: oksygenbalansen ved det sekundære spengstoffet er tilnærmet utlignet ved hjelp av perkloratandelen til en fullstendig reaksjon til karbondioksyd og vann; metallinnholdet er selektivt tilpasset det økende volumet av reduserbar, eksplosiv gass (CO2 og H2O) som reduseres enten til karbonmonoksyd og hydrogen, eller til karbon og hydrogen.
2. Sprengstoff ifølge krav 1, karakterisert ved at det som perklorater anvendes perklorater av alkali- og jordalkalimetaller.
3. Sprengstoff ifølge krav 1, karakterisert ved at det ved 100 g "Hexogen" eller "Oktogen 40" er tilveiebrakt 45 g natriumperklorat og tilsvarende mengder binde- og f legmatiseringsmiddel eller ved 100 g TNT 140— 150 g Na CIO4.
4. Sprengstoff ifølge krav 1, karakterisert ved at litium-, kalium- eller kalsiumperklorat er tilstede som perklorat.
5. Sprengstoff ifølge krav 3, karakterisert ved at det ved 100 g "Hexogen" eller "Oktogen 40" er tilstede 44 g kalsiumperklorat og tilsvarende mengder binde-og flegmatiseringsmiddel. L
6. Sprengstoff ifølge krav 1, karakterisert ved at det har en metallandel på 25 til 45 vekt-#, avhengig av typen metall.
7. Sprengstoff ifølge krav 1 eller 6, karakterisert ved at det som metaller er tilstede silisium, magnesium, kalsium, aluminium eller derav bestående blandinger eller legeringer.
8. Sprengstoff ifølge krav 1 eller 6, karakterisert ved at det som metaller er tilstede sink, mangan, titan, zirkonium eller derav bestående blandinger eller legeringer.
9. Anvendelse av sprengstoff ifølge krav 1 som fast rakettdrivstoff.
NO885407A 1988-01-05 1988-12-06 Sprengstoff for stridshoder og fast rakettdrivstoff NO171844C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0001388A AT390787B (de) 1988-01-05 1988-01-05 Verfahren zur herstellung eines sprengund/oder festtreibstoffes

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO885407D0 NO885407D0 (no) 1988-12-06
NO885407L NO885407L (no) 1989-07-06
NO171844B true NO171844B (no) 1993-02-01
NO171844C NO171844C (no) 1993-05-12

Family

ID=3479224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO885407A NO171844C (no) 1988-01-05 1988-12-06 Sprengstoff for stridshoder og fast rakettdrivstoff

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4874441A (no)
EP (1) EP0323828B1 (no)
KR (1) KR960016613B1 (no)
CN (1) CN1034196A (no)
AT (2) AT390787B (no)
BR (1) BR8806970A (no)
CA (1) CA1322656C (no)
DE (1) DE58900019D1 (no)
ES (1) ES2019138B3 (no)
GR (1) GR3001358T3 (no)
IL (1) IL88805A0 (no)
NO (1) NO171844C (no)
SG (1) SG76991G (no)
ZA (1) ZA8978B (no)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6523477B1 (en) * 1999-03-30 2003-02-25 Lockheed Martin Corporation Enhanced performance insensitive penetrator warhead
DE102005011535B4 (de) * 2004-03-10 2010-05-12 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Mehrmodaler Sprengstoff
EP1856007A1 (de) * 2005-03-10 2007-11-21 Diehl BGT Defence GmbH &amp; Co.KG Mehrmodaler sprengstoff
CN103304351B (zh) * 2013-05-29 2015-10-28 西安近代化学研究所 一种油气深井用耐高温固体推进剂及其制备方法
CN106905091B (zh) * 2017-03-15 2019-05-07 重庆大学 一种基于高氯酸盐的可电控燃烧固体推进剂及其制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1250E (fr) * 1902-10-31 1903-07-01 Luciani Jacques Nouvel explosif
FR346813A (fr) * 1903-10-06 1905-02-11 Frank Eustace Wilkins Bowen Explosifs
FR394833A (fr) * 1908-10-02 1909-02-03 Walter Harcourt Palmer Perfectionnements dans les explosifs
FR465082A (fr) * 1913-11-20 1914-04-07 Ivan Basil Tarnowski Von Tarno Perfectionnements dans les explosifs
FR472371A (fr) * 1914-05-19 1914-12-03 Frank Reefer Burrows Composé explosif
US2992086A (en) * 1953-10-30 1961-07-11 Samuel J Porter High blast metal-oxygen reaction explosive
US3617405A (en) * 1960-02-03 1971-11-02 Us Army Incendiary composition containing a metal, metal alloy, oxidizer salt, and nitrated organic compound
FR1363136A (fr) * 1960-03-02 1964-06-12 Nitrochemie Gmbh Procédé de fabrication d'agents propulsifs
GB1302361A (no) * 1960-05-11 1973-01-10
US3299811A (en) * 1964-10-02 1967-01-24 Robert W Gates Minimal gas producing low detonation rate explosive and detonation sources
US3865035A (en) * 1969-01-16 1975-02-11 Thiokol Chemical Corp Multi-use munition
US3756874A (en) * 1969-07-01 1973-09-04 Us Navy Temperature resistant propellants containing cyclotetramethylenetetranitramine
GB1427697A (en) * 1969-08-12 1976-03-10 Hercules Inc Process for producing cross-linked propellants
US3728173A (en) * 1969-10-17 1973-04-17 Intermountain Res & Eng Co Inc Dense explosive slurry compositions of high energy containing a gum mixture
FR2225979A5 (en) * 1969-12-24 1974-11-08 France Etat Highly explosive composite contg. crosslinked polyurethane binder - and nitro org cpds., with high explosive content
CA1084715A (en) * 1978-02-07 1980-09-02 Jean-Francois Drolet High-energy explosive or propellant composition

Also Published As

Publication number Publication date
ZA8978B (en) 1989-09-27
GR3001358T3 (en) 1992-09-11
CA1322656C (en) 1993-10-05
BR8806970A (pt) 1989-09-05
NO885407D0 (no) 1988-12-06
CN1034196A (zh) 1989-07-26
NO171844C (no) 1993-05-12
SG76991G (en) 1991-11-15
ES2019138B3 (es) 1991-06-01
KR960016613B1 (ko) 1996-12-16
ATA1388A (de) 1989-12-15
KR890011811A (ko) 1989-08-22
ATE57677T1 (de) 1990-11-15
AT390787B (de) 1990-06-25
DE58900019D1 (de) 1990-11-29
US4874441A (en) 1989-10-17
IL88805A0 (en) 1989-07-31
NO885407L (no) 1989-07-06
EP0323828B1 (de) 1990-10-24
EP0323828A1 (de) 1989-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cooper et al. Introduction to the Technology of Explosives
Oommen et al. Ammonium nitrate: a promising rocket propellant oxidizer
Steinhauser et al. “Green” pyrotechnics: a chemists' challenge
US5411615A (en) Aluminized eutectic bonded insensitive high explosive
US5417160A (en) Lead-free priming mixture for percussion primer
US4331080A (en) Composite high explosives for high energy blast applications
Koch High explosives, propellants, pyrotechnics
RU2513848C2 (ru) Способ улучшения взрывчатых веществ и взрывчатое вещество /варианты/
Xiao et al. Effect of the aluminum particle size, solid content, and aluminum/oxygen ratio on the underwater explosion performance of aluminum-based explosives
US4642147A (en) High energy composition
NO171844B (no) Sprengstoff for stridshoder og fast rakettdrivstoff
Berthelot Explosives and their power
Solomon et al. Active boron dispersion and ignition in gel droplet
Yano Condensed phase reaction of boron with potassium nitrate
US3111439A (en) High explosive mixtures
Zeman et al. A study of chemical micromechanism governing detonation initiation of condensed explosive mixtures by means of differential thermal analysis
SE467496B (sv) Saett att oeka energiutbytet vid raket- och ramjetdrivmedel samt i enlighet daermed framstaellt braensle
KR20070115204A (ko) 수중 추진을 위한 수 반응성 추진제
NO332986B1 (no) Drivladning
US3775199A (en) Nitrogen generator
Oxley Non‐traditional explosives: Potential detection problems
US2967097A (en) Solid propellant compositions
US3951703A (en) Ballistic modification of composite propellants by use of 2-ferrocenyltetrahydrofuran novel liquid compound
Divekar et al. Studies on combustion of metallized RDX-based composite modified double-base propellants
GB1593313A (en) Composite solid propellant