NO339632B1 - Brannmasse og prosjektil med slik brannmasse - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en brannmasse i samsvar med innledningen til patentkrav 1, samt et prosjektil i samsvar med patentkrav 5 eller 6.

Bakgrunn

Slike brannmasser blir brukt som splint-brannammunisjon i et prosjektillegeme eller sprenghode sammen med et eksplosivt sprengstoff, og også i panserbrytende prosjektiler som ikke inneholder sprengstoff. Gjennom den detonerende eller mekaniske fragmenteringen av prosjektilet eller sprenghodet i eller nær målet, oppstår det ved sida av splintene brannmassepartikler som brenner autonomt i lufta. På denne måten blir det oppnådd en romlig og tidsmessig sterkt utvidet brannvirkning.

Kjente splintammunisjoner inneholder blandinger av høyeksplosive sprengstoffer, så som hexogen, oktogen, trotyl (TNT) og aluminiumpulver.

Tysk patentskrift 29 01517 beskriver en brannmasse med et organisk bindemiddel og en metallsvamp, for eksempel av zirkon eller hafnium, idet det som bindemiddel blir brukt polytetrafluoretylen med en andel på 2 til 15 masseprosent.

I EP-publikasjon 0 051324 Bl blir det vist en slik brannmasse som bruker et organisk bindemiddel og metallpartikler. Med utgangspunkt i teknikkens stilling, at bruken av fluorinerte bindemiddel fremmer dannelsen av tetrafluorid for det aktuelle metallet

og med metaller i form av grovkornete, porøse og svampformete partikler med en partikkelstørrelse på 0,05 - 8 mm blir tilstrebet en forlengelse av brenntida, foreslår denne løsningen å bruke metallpulver med en gjennomsnittlig kornstørrelse på 15 - 50 u.m. Bindemidlet, et organiske halogenfritt bindemiddel, et polyvinylacetat, har en andel under 2 masseprosent. Dermed blir det fortsatt sikret en tilstrekkelig pressbarhet for metallpulveret. Metalltillegget selv bevirker enøkning av sprengvirkningen og en forlengelse av flamme-standtida fra 1 ms til 15 ms. Detteøker antennelses-sannsynligheten for brennbart materiale.

Fra EP 1 286 19 Al er det kjent en ytterligere brennsats for et vingestabilisert kraftprosjektil, som til tross for et relativt lavt volum, og en lav masse har en god virkning. Brannsatsen blir antent av de sjokkbølger som dannes ved anslaget mot et mål. Det blir brukt en titansvamp og som bindemiddel en epoksy- eller polyesterharpiks. Kornstørrelsesområdet for titansvampen ligger da ved 450 u.m, idet 30 % har større kornstørrelse og 70 % mindre enn 450 u.m.

WO 20001 081030 A beskriver en framgangsmåte der partikler av ulike metallpulvere med ulik densitet fordeles homogent i en tørr blanding. En andel av hver metallpulverkomponent er blandet med et tørt ikke-metallisk stabiliserende pulver, særlig mikronisert polyetylen.

WO 99 33596 A beskriver pulver for aluminiumlegering som inneholder bindemiddel for å minimere forstøving og å redusere segregering av pulveret. Blandingen inneholder en aluminiumbasert pulver og et bindemiddel særlig i form av polyvinylalkohol og parafinvoks.

Formål

Oppfinnelsen har som hovedformål å skaffe en brannmasse som har tilstrekkelig høy flamme-standtid.

Oppfinnelsen

Formålet med oppfinnelsen oppnås med en brannmasse ifølge de karakteriserende del av patentkrav 1 og et prosjektil ifølge patentkrav 5 og 6. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de respektive uselvstendige kravene.

Oppfinnelsen er basert på den erkjennelse som er vunnet ved undersøkelser, at ved en tilsvarende kornfordeling av det fortrinnsvis kuleformete metallpulveret i området 50 - 250 u.m bare kreves en andel av bindemiddel i brannmassen som til og med kan være mindre enn 1 masseprosent. Dermed kan bindemidlet tilsettes i lavest mulig konsentrasjon, som likevel sikrer tilstrekkelig pressforming og fiksering. Spesiell ved bruken av sprengstoffri prosjektiler har denne fordelingen i praksis vist seg å gi de beste resultatene. Bruken av kuleformet metallpulver, særlig zirkonium, med høy overflate, muliggjør at bindemidlet kan påføres tørt på overflata av metallpulveret, med det resultat at rennbarhetenøkes og det kan skje en volumetrisk dosering. Volumetrisk betyr da at pulveret blir gjort glidende, ved bruk av grovt granulat med finpulver, samt ved forutbestemt temperatur. Som et godt organisk bindemiddel virker bakelitt, som blir tilført i mikronisert form og dermed støtter den volumetriske doseringen.

Det har vist seg, at halogenholdige bindemiddel ikke støtter forbrenningen av metallene aktivt. Dette kan avledes av den volum- og massespesifikke reaksjonsentalpien: -12 kJ/g-metall (Reaksjonen av metallpartikler med luftoksygen)

ca. - 6 kJ/g -blanding (Reaksjon av metallpartiklene med høyhalogenholdig bindemiddel - polytetraf I uoretylen)

Metallfluoridene som dannes på denne måten er lett flyktige og trekker energi ut av systemet ved fordamping. Derfor blir ved denne brannmassen, som allerede nevnt, et organisk bindemiddel, fortrinnsvis halogenfritt, innbundet. Herunder dreier det seg, som allerede angitt, fortrinnsvis om et permanent plastisk eller termoplastisk mikronisert organisk bindemiddel.

Brannmassen er inert når det er innarbeidet i prosjektilet, dens funksjon ved målet blir utviklet ved kjemisk reaksjon med luftoksygen (luftpustende system med termobarisk reaksjon som ikke-ideelle høyeksplosive sprengstoff). Fikseringen av brannmassen i prosjektilet henholdsvis sprenghodet skjer ved sammenpressing og etterfølgende varmebehandling for å aktivere permanentplast-fornettingen, henholdsvis smeltingen av det termoplastiske bindemidlet.

Ytterligere nyttbare metallpulver er titan eller hafnium. Denne typen metallpulver blir ikke tilvirket av reaksjonen av de enkelte grunnsubstansene selv, men av utgangsstoffer som er bearbeidet til staver. For eksempel blir Zirkon-pulver ikke tilvirket direkte av zirkon, men av en zirkonstav.

Som resultat ble det funnet at særlig ved underkaliber-prosjektil med innpresset brannmasse ble det oppnådd fremragende brenntid av brannmassen. Videre ble flystrekningen for de brannmassepartiklene som ble frigitt ved målet samt reaksjonen i målområdet vesentlig forbedret.

Dette kan mellom annet tilbakeføres på at brannmassen blir aktivert bare med den kinetiske energien til prosjektilet som skal transporteres og gjennom luftfriksjonen, noe som blir muliggjort gjennom den midlere kornstørrelsen til metallpulverdelen. Herunder kan brannmassens initierings- og avbrenningsforhold styres ved variasjon av korn-størrelsen, det vil si metallpulver-granulometrien.

Prinsipieltøker den nye brannmassen standtida sammenlignet med teknikkens stilling med en faktor på 10.

Claims (8)

1. Brannmasse av metallisk brennstoff fra gruppe IVB i det periodiske system (Zr, Ti, Hf) og et organisk bindemiddel, særlig mikronisert hardplast, hvorved det anvendes et metallpulver med en midlere kornstørrelse på 50-250 u.m, hvori bindemidlet er halogenfritt og andelen av det halogenfrie bindemidlet er mindre enn 1 masseprosent,karakterisert vedat det halogenfrie bindemidlet er et duroplastisk eller termoplastisk mikronisert organisk bindemiddel.

2. Brannmasse ifølge krav 1,karakterisert vedat tennforløp og forbrenningsforløp kan påvirkes av metallpulverets granulometri.

3. Brannmasse ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat metallpulveret er kuleformet (atomisert) og at bindemidlet introduseres i mikronisert form.

4. Brannmasse ifølge et av kravene 1 til 3,karakterisert vedat pulveret er framskaffet fra stenger.

5. Prosjektil med et prosjektiNe<g>erne, som ikke inneholder noe eksplosivt materiale, ved bruk av brannmassen ifølge et av kravene 1 til 4, hvori fikseringen av brannmassen i prosjektilet eller stridshodet finner sted ved kompresjon og deretter varmebehandling for å aktivere den duroplastiske kryssbinding eller smelting av det termoplastiske bindemidlet.

6. Prosjektil med et prosjektillegeme eller stridshode med eksplosivt materiale ved bruk av brannmasse ifølge et av kravene 1 til 4 for fragmenterende brannmasseammunisjon, hvori fikseringen av brannmassen i prosjektilet eller stridshodet finner sted ved komprimering og påfølgende varmebehandling for å aktivere den duroplastiske kryssbinding eller smelting av det termoplastiske bindemidlet.

7. Prosjektil ifølge krav 5 eller 6,karakterisert vedat brannbassen bare kan antennes av den kinetiske energien i prosjektilet under transport og av luftfriksjon.

8. Prosjektil ifølge et av kravene 5 til 7,karakterisert vedat brannmasseforbindelsen som introduseres i prosjektilet er inert og at dets funksjon i målet utvikles ved hjelp av en kjemisk reaksjon med det atmosfæriske oksygenet.