NO172866B

NO172866B - Brannstiftende partikkel

Info

Publication number: NO172866B
Application number: NO905252A
Authority: NO
Inventors: Rene Jeanquartier; Yvonne Frey; Roland Hess
Original assignee: Eidgenoess Munitionsfab Thun
Priority date: 1989-12-06
Filing date: 1990-12-05
Publication date: 1993-06-07
Also published as: US5076169A; ES2044416T3; CH681326A5; NO905252D0; NO905252L; EP0431666B1; EP0431666A1; ATE93314T1; DK0431666T3; TR24877A; FI905945A; DE59002389D1; NO172866C; IL96315A; FI905945A0

Description

Oppfinnelsen angår en brannstiftende partikkel som omfatter et metallisk bærelegeme med ribber og et brannstiftende legeme anordnet på bærelegemet. Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for fremstilling av en brannstiftende partikkel.

En brannstiftende partikkel ifølge innledningen til krav 1 er kjent fra FR-Al nr. 2526154. Den brannstiftende masse opptas i en sentral utsparing ved den bakre ende av det dråpeformede bærelegemet. Ribbene tjener til å stabilisere legemet etter utskyting eller under flukt.

Det er også kjent brannstiftende partikler, spesielt beregnet for prosjektiler, som omfatter en oksygenbærer anordnet i den brannstiftende masse (DE-A1 nr. 3401538).

Disse er imidlertid beheftet med den ulempe at de har en upålitelig brannstiftende virkning på grunn av den aero-dynamiske oppvarming av de brannstiftende partikler under deres ytre ballistiske flukt. Med en gitt brenntid har også de kjente brannstiftende partikler en relativt kort rekkevidde.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe brannstiftende partikler som har gode ballistiske egenskaper og er i stand til å trenge gjennom målet, samt er riktig belagt med en pyroforisk masse for å kunne oppnå den ønskede brannstiftende effekt.

Det foran nevnte formål oppnås ved at den brannstiftende masse blir påført på overflaten av partikkelen i det minste i rommet mellom ribbene.

Produksjon av disse brannstiftende partikler utføres trinnvis ved at partikkelen i et første fremgangsmåtetrinn belegges med et herdemiddel i en tokomponent epoksyharpiks ved romtemperatur, og at en forvarmet blanding av et pyroforisk metall i et annet fremgangsmåtetrinn påføres partikkelen.

En fordel med den sfæriske form på partiklene ifølge krav 2 er at det sikres gode ballistiske egenskaper, og derved sikres også stor rekkevidde.

At ribbene ifølge krav 3 har en kamneselignende form er videre i realiteten fordelaktig ved at den brannstiftende masse fester seg godt i sporene mellom disse ribber.

Antallet av ribber og spor ifølge krav 4 kan variere, men med i det minste tre gjensidig likt forskjøvne ribber og spor, og dette gir en balansert oppførsel under flukten.

Som den mest fordelaktig påviste type brannstiftende masse ifølge krav 5 og 7 er blandinger av pyroforiske metaller i epoksyharpikser. Epoksyharpikser vil for det første festes godt til de fleste materialer, og metallene er for det andre relativt godt innleirbare i epoksyharpiksene via reaktive funksjonelle grupper av epoksyharpikser. Epoksyharpiksene angriper dessuten ikke metaller og blir upåvirket av atmosfæren.

Zirkon, hafnium, uran, titan og aluminium kan ifølge krav 6 benyttes som pyroforiske metaller.

Ved en utførelsesform for oppfinnelsen er det metalliske bærelegemet tildannet på grunnlag av oppkutting av rund ståltråd som deretter er tildannet ved pressing.

Med pressefremgangsmåten ifølge krav 9 er den nød-vendige pressvarighet to minutter ved et trykk på 1000 til 2000 bar, fortrinnsvis 1500 bar, for derved å oppnå godt feste for den brannstiftende masse på bærelegemet, og det er også nødvendig med en riktig herding av polymeren.

Ved en utførelse for en fremgangsmåte for fremstilling av en brannstiftende partikkel som angitt i krav 1, belegges den brannstiftende partikkelen i et første trinn med et herdemiddel i en to-komponent epoksyharpiks ved romtemperatur, og en forvarmet blanding av harpiks og pyroforisk metall i et annet trinn påføres den brannstiftende partikkelen.

Ved en alternativ fremgangsmåte som angitt ovenfor, påføres blandingen av'pyroforisk og harpiks den brannstiftende partikkelen under trykk med en varighet av i det minste to minutter.

Oppfinnelsen skal beskrives mer detaljert ved hjelp av forskjellige utførelsesformer som er vist på tegningene, hvor:

Fig. l er et forstørret perspektivriss av et bærelegeme for den brannstiftende masse. Fig. 2 er en brannstiftende partikkel som er klar for bruk. Fig. 3 viser et bombekasterprosjektil, der brannstiftende partikler er innleiret i en mantel. Fig. 4 viser en rørformet eksplosivladning med brannstiftende partikler, og

fig. 5 er et tilnærmet sfærisk ammunisjonslegeme med en partikkelmantel.

Det sfæriske bærelegemet 1 for den brannstiftende masse har ifølge fig. 1 to plane flater 4, og legemets omhyllende flate 3 er utstyrt med ribber 5 og spor 2 som er anordnet avvekslende rundt legemet. Dette bærelegemet 1 er fremstilt av rund ståltråd, hvorfra det er skåret sylindere med en diameter på 4 mm og en lengde på 4 mm. Disse sylindere blir derpå kaldpresset på i og for seg kjent måte for fremstilling av bærelegemets ribber og spor.

Fig. 2 viser den brannstiftende partikkel, dvs. bærelegemet når det er utstyrt med den brannstiftende masse 6. Den brannstiftende masse 6 fyller i hovedsaken sporene 2 i bærelegemet 1, men kan også danne et belegg over hele overflaten på bærelegemet.

En foretrukken brannstiftende masse er en tokomponent kvasilegering "QAZ" (Varemerke for Quantic Industries Inc., San Carlos, California, U.S.A.).

Ved pfoduksjon av separate brannstiftende partikler blir bærelegemene 1 avfettet og etset lett for å gi en bedre adhesjon for den brannstiftende masse 6 i sporene 2 og på den andre omhyllende flate 3. Den brannstiftende masse 6 påføres bærelegemene eller partiklene i to trinn: Partiklene blandes med den viskøse herdekomponent i QAZ-legeringen ved romtemperatur. Herdemassen vil derved feste seg i sporene og på omhylningsflaten på bærelegemet. Den andre komponent eller delmasse i QAZ-legeringen som består av harpiksen og det pyroforiske metall, forvarmes til en temperatur på 120°C, slik det er anbefalt av produsenten. Deretter blandes de to delmasser og bærelegemene 1 sammen og homogeniseres ved en vibrasjon ved 70 Hz og blir overført til et i og for seg kjent pressverktøy.

Under blandingen av de to delmasser er det herdekomponenten som primært fester seg til bærelegemet. Under kompakteringsprosessen ved 1500 bar, vil harpiks-pulverblandingen trenge inn i sporene på partiklene og vil forskyve det påførte herdemiddel som deretter diffunderer inn i harpiksmassen og utløser polymeriseringsreaksjonen. Den brannstiftende masse herder hovedsakelig i sporene på bærelegemet, og derved økes klebekraften og helheten av den brannstiftende partikkel. I førstningen går polymeriseringsreaksjonen relativt sakte på grunn av at bærelegemet er kaldt (romtemperatur). I pressetrinnet går polymeri-seringen adskillig hurtigere på grunn av den forvarmede harpikspulverblanding. Etter omtrent 5 minutter kan partiklene fjernes fra presseverktøyet, og den herdede partikkelen kan behandles videre og/eller overføres til der den skal anvendes.

Det foretrekkes å fremstille de aktive komponenter i ammunisjonslegemer som er utstyrt med en mengde brannstiftende partikler 1. Fremgangsmåten er analog til fremstillingen av separate brannstiftende partikler. Den aktive komponent kompakteres i en form som tilsvarer ammunisjonslegemets form og kan deretter lett håndteres og monteres.

Eksempler på ammunisionslegemer med brannstiftende effekt.

Utførelsesformene ifølge fig. 3 til 5 viser de universelle utformningsmuligheter. Komponenter som har den samme funksjon er gitt samme henvisningstall.

Et prosjektilhode med en tennsats 11 er vist på fig. 3. En stålring 12 tjener som et forbindelseselement til en ytre prosjektilmantel 14, som er fremstilt av en aluminium-legering. Ved den ytre diameter på stålringen 12 er det anordnet glideringer 17, som tjener til avtetting og føring i et utskytingsløp. En indre mantel 15 er den aktive komponent og den er utstyrt med en mengde partikler 1' som er innleiret i en grunnmasse av epoksyharpiks. Sentralt i prosjektilet er det vanligvis plassert en eksplosivladning 16, og ved prosjektilenden er det anordnet en stabili-seringsenhet 13.

Utførelsesformen ifølge fig. 4 viser bruken av de brannstiftende legemer i styrbare ikke-ballistiske raketter. Her er det kombinert og føyd sammen i rørform flere indre mantler 15, 15' og tilsvarende eksplosivladninger 16, 16' ved hjelp av tetningsringer 17.

Det er på samme måte mulig å fremstille sfæriske ammunisjonslegemer med radial utslyngning av partiklene, se fig. 5. Mantlene 15 og 15' foreligger her i form av hule halvkuler. Utformingen svarer forøvrig til utformingen ifølge fig. 3 og 4.

I alle eksemplene er de brannstiftende partikler 1' innleiret i en grunnmasse av QAZ-epoksyharpiks.

Det ble oppnådd gode resultater med alle mantler 14, 14' fremstilt av i og for seg kjente lettmetallegeringer, idet disse bare hindrer utslyngningen av partiklene marginalt.

Det er også mulig å benytte mantler fremstilt av slagfast og temperaturfast plast som splintrer enda lettere, og derved forbedres den ballistiske slutteffekt av de brannstiftende partikler 1'.

I stedet for å benytte den kommersielt tilgjengelige QAZ-legering, er det også mulig å benytte i og for seg kjente pyroforiske metaller sammen med en tokomponent polymer. Grunnmassen kan også bestå av et pyroforisk metall og/eller et bløtt eksplosiv, f.eks. et eksplosiv som inneholder aluminium.

Claims

1. Brannstiftende partikkel omfattende et metallisk bærelegeme (l) med ribber (5) som danner et antall mellomliggende spor (2) samt en brannstiftende masse (6) karakterisert ved at den brannstiftende masse (6) er i det minste påført sporene mellom ribbene på den brannstiftende partikkelen.

2. Brannstiftende partikkel som angitt i krav 1, karakterisert ved at partikkelen har en i det minste tilnærmet sfærisk omhylningsflate (3).

3. Brannstiftende partikkel som angitt i krav 1, karakterisert ved at ribbene (5) har en kamneselignende form.

4. Brannstiftende partikkel som angitt i krav 1 eller 3, karakterisert ved at det er anordnet i det minste tre ribber (5) som er gjensidig vinkelforskjøvet med samme vinkel.

5. Brannstiftende partikkel som angitt i krav 1, karakterisert ved at den brannstiftende masse (6) består av i det minste et pyroforisk metall og en organisk polymer.

6. Brannstiftende partikkel som angitt i krav 5, karakterisert ved at det pyroforiske metall er zirkon, hafnium, uran, titan eller aluminium.

7. Brannstiftende partikkel som angitt i krav 5, karakterisert ved at den organiske polymer er en epoksyharpiks.

8. Brannstiftende partikkel som angitt i hvilket som helst av foregående krav, karakterisert ved at det metalliske bærelegemet er tildannet på grunnlag av oppkutting av rund ståltråd som deretter er tildannet ved pressing.

9. Fremgangsmåte for fremstilling av en brannstiftende partikkel som angitt i krav 1, karakterisert ved at den brannstiftende partikkelen i et første fremgangsmåtetrinn belegges med et herdemiddel i en tokomponent epoksyharpiks ved romtemperatur, og at en forvarmet blanding av harpiks og pyroforisk metall i et annet fremgangsmåtetrinn påføres den brannstiftende partikkelen.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at blandingen av pyroforisk metall og harpiks påføres den brannstiftende partikkelen under trykk med en varighet av i det minste to minutter.