RU2684785C1 - Material of rigid burning cartridge - Google Patents
Material of rigid burning cartridge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684785C1 RU2684785C1 RU2018111310A RU2018111310A RU2684785C1 RU 2684785 C1 RU2684785 C1 RU 2684785C1 RU 2018111310 A RU2018111310 A RU 2018111310A RU 2018111310 A RU2018111310 A RU 2018111310A RU 2684785 C1 RU2684785 C1 RU 2684785C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cellulose
- binder
- rigid
- burning
- energy
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 claims abstract description 13
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 claims abstract description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims abstract description 3
- SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trinitrotoluene Chemical group CC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 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 2
- GWEHVDNNLFDJLR-UHFFFAOYSA-N 1,3-diphenylurea Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC(=O)NC1=CC=CC=C1 GWEHVDNNLFDJLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000028 HMX Substances 0.000 description 2
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 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 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AGUIVNYEYSCPNI-UHFFFAOYSA-N N-methyl-N-picrylnitramine Chemical group [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 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B5/00—Cartridge ammunition, e.g. separately-loaded propellant charges
- F42B5/38—Separately-loaded propellant charges, e.g. cartridge bags
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
- C06B21/0008—Compounding the ingredient
- C06B21/0016—Compounding the ingredient the ingredient being nitrocellulose or oranitro cellulose based propellant; Working up; gelatinising; stabilising
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Bags (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства сгорающих материалов (СМ) для жестких сгорающих картузов.The invention relates to the production of combustible materials (CM) for rigid burning cards.
Известны составы сгорающих материалов для изготовления жестких сгорающих картузов (ЖСК) [1-5], состоящие из энергетических связующих и армирующего компонента, в которых в качестве энергетических компонентов применяются нитраты целлюлозы (НЦ), взрывчатые вещества (октоген, гексоген, тетрил), армирующие компоненты - целлюлоза, связующие -карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), тротил, поливинилацетат или акрилаты (метилметакрилат, олигоэфируретанакрилат).Known compositions of burning materials for the manufacture of rigid burning caps (HBC) [1-5], consisting of energy binders and a reinforcing component, in which cellulose nitrates (NC), explosives (octogen, hexogen, tetryl) are used as energy components, Components - cellulose, binders - carboxymethylcellulose (CMC), trotyl, polyvinyl acetate or acrylates (methyl methacrylate, oligoetherurethane acrylate).
Недостатком данных аналогов является то, что сгорающий материал изготовленный на основе октогена, гексогена, тротила, акрилатов, медленно горит в условиях минометного выстрела и имеет высокую задержку воспламенения, что связано с более низким давлением пороховых газов при выстреле (50-70 МПа) в минометных системах по сравнению с давлением пороховых газов у артиллерийских систем (150-400 МПа у САУ).The disadvantage of these analogues is that the burning material made on the basis of HMX, RDX, TNT, acrylates, slowly burns in a mortar shot and has a high ignition delay, which is associated with a lower pressure of the powder gases when fired (50-70 MPa) in the mortar systems in comparison with the pressure of powder gases in artillery systems (150-400 MPa at SAU).
Наиболее близким, принятым за прототип предлагаемого изобретения, является состав материала жесткого сгорающего картуза, содержащий следующие компоненты в массовых % [5]:The closest adopted for the prototype of the present invention is the composition of the material of a hard burning cap containing the following components in mass% [5]:
Нитрат целлюлозы 51,0Cellulose Nitrate 51.0
Целлюлоза 48,1Cellulose 48.1
Акардит 0,9Acardite 0.9
КМЦ (связующее), сверх 100% 1,0CMC (binder), in excess of 100% 1.0
Влага, сверх 100% 1,3Moisture, in excess of 100% 1.3
Нитраты целлюлозы выполняют функцию энергетического наполнителя. В качестве армирующего компонента используется целлюлоза, которая благодаря бумагообразующим свойствам и высоким механическим характеристикам обеспечивает технологичность формования изделий из водной суспензии методом фильтрационного литья (свойлачивания) и прочность материала. Карбоксиметилцеллюлоза является энергетическим связующим. Акардит стабилизатором химической стойкости.Cellulose nitrates function as an energetic filler. As a reinforcing component, cellulose is used, which, thanks to the paper-forming properties and high mechanical characteristics, ensures the manufacturability of the molding of products from an aqueous suspension by the method of filtration casting (loading) and the strength of the material. Carboxymethylcellulose is an energy binder. Acardite stabilizer chemical resistance.
Недостатком прототипа является низкая скорость горения, высокая задержка воспламенения и наличие остатков сгорающего материала при горении в рабочем диапазоне давлений (50-70 МПа), что недопустимо при организации выстрела. Это может быть связано с наличием ≈ 48,1 мас. % целлюлозы с более высокой термостойкостью (Тнир ≈ 400°С) по сравнению с НЦ (Тнир ≈ 136°С)The disadvantage of the prototype is a low burning rate, high ignition delay and the presence of residues of burning material during combustion in the operating pressure range (50-70 MPa), which is unacceptable when organizing a shot. This may be due to the presence of ≈ 48.1 wt. % cellulose with higher heat resistance (Tnir ≈ 400 ° C) compared with NTS (Tnir ≈ 136 ° C)
Задачей данного изобретения является повышение скорости горения материала и снижение задержки воспламенения с сохранением высоких физико-механических характеристик.The objective of this invention is to increase the rate of combustion of the material and reduce the ignition delay while maintaining high physical and mechanical characteristics.
Положительный результат достигается за счет того, что материал жесткого сгорающего картуза, включающий целлюлозу, НЦ, энергетическое связующее, отличается тем, что дополнительно вводится низкоазотный нитрат целлюлозы (НАНЦ), а в качестве энергетического связующего, взамен КМЦ, вводится тротил, при следующем соотношении компонентов в мас. %:A positive result is achieved due to the fact that the material of a hard burning card, including cellulose, NC, energy binder, is different in that low-nitrogen cellulose nitrate (ANNC) is additionally introduced, and trotyl is introduced as an energy binder instead of CMC in wt. %:
Целлюлоза древесная 5,0-10,0Wood pulp 5,0-10,0
Низкоазотный нитрат целлюлозы (НАНЦ) 26,0-28,0Low nitrogen cellulose nitrate (NANZ) 26.0-28.0
Тротил (связующее) 22,0-23,0TNT (binder) 22.0-23.0
Нитрат целлюлозы остальноеCellulose nitrate else
Влага, сверх 100% не более 1,3Moisture, in excess of 100% not more than 1.3
Все соединения по отдельности известны и описаны в литературе. Основные характеристики НАНЦ приведены в таблице 1 в сравнении с НЦ, выпускаемых отечественной промышленностью.All compounds are separately known and described in the literature. The main characteristics of the NASC are shown in Table 1 in comparison with SC produced by the domestic industry.
Как видно из таблицы 1, НАНЦ отличается от НЦ содержанием азота и вязкостью. По показателю растворимости НАНЦ в большей степени присущи свойства целлюлозы. При вводе его в состав сгорающего материала он повышает энергетические характеристики и армирует материал ЖСК, являясь одновременно энергетическим и армирующим компонентом, а тротил -энергетическим связующим.As can be seen from table 1, NANZ differs from NTS in nitrogen content and viscosity. In terms of the solubility of ANZ, the properties of cellulose are more inherent. When entering it into the composition of the burning material, it increases the energy characteristics and reinforces the material of the HBC, being both an energy and a reinforcing component, and trotyl is an energy binding.
Состав сгорающего материала и его характеристики приведены в таблице 2.The composition of the burning material and its characteristics are shown in Table 2.
* Данные рассчитаны по модельным образцам, воспроизведенным по рецептуре [5] и испытанным в лабораторных условиях.* Data calculated by model samples, reproduced by the recipe [5] and tested in laboratory conditions.
Из данных таблицы 2 видно, что разработанный сгорающий материал (примеры 1-3) имеет скорость горения выше, чем у прототипа на 30%, а задержку воспламенения - ниже в 2,5 раза. Также происходит значительное повышение прочности (почти в 2 раза), вероятно, низкая прочность прототипа связана с более высокой пористостью (0,48 г/см3), чем у аналога (0,9 г/см3).From the data of table 2 it can be seen that the developed burning material (examples 1-3) has a burning rate higher than that of the prototype by 30%, and the ignition delay is 2.5 times lower. Also there is a significant increase in strength (almost 2 times), probably the low strength of the prototype is associated with a higher porosity (0.48 g / cm 3 ) than that of the analog (0.9 g / cm 3 ).
Увеличение содержания НАНЦ более 28,0 мас. % и изменение содержания целлюлозы менее 5 мас. % приводит к существенному снижению прочности материала (пример 4). Увеличение содержания целлюлозы более 10 мас. % и снижение содержания НАНЦ менее 26 мас. % увеличивает время задержки воспламенения, снижает скорость горения (пример 5), и в конечном итоге, ухудшает полноту сгорания.The increase in the content of the NANC more than 28.0 wt. % and the change in the content of cellulose is less than 5 wt. % leads to a significant reduction in the strength of the material (example 4). The increase in cellulose content of more than 10 wt. % and reducing the content of the NANC less than 26 wt. % increases the ignition delay time, reduces the burning rate (example 5), and ultimately affects the combustion efficiency.
Источники информацииInformation sources
1. Крестовский А.Н. Разработка олигоэфируретанакрилатного сгораемого материала и технологии изготовления нового поколения жестких сгораемых картузов для модульных метательных зарядов/ А.Н. Крестовский [и др.]// Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. 2011. №31. С. 21-31.1. Krestovsky A.N. Development of oligoetherurethane acrylate combustible material and manufacturing technology of a new generation of rigid combustible cards for modular propellant charges / A.N. Krestovsky [et al.] // Bulletin of the Perm National Research Polytechnic University. Aerospace engineering. 2011. №31. Pp. 21-31.
2. Патент РФ №2521464 от 26.12.2012. МПК F42B 5/38. Жесткий сгораемый картуз/ А.Н. Крестовский, И.В. Белов, А.В. Гуляев и др.2. Patent of the Russian Federation No. 2521464 dated 12.26.2012. IPC F42B 5/38. Hard flammable cap / A.N. Krestovsky, I.V. Belov, A.V. Gulyaev and others
3. Патент РФ №2586198 от 13.05.2016 МПК В31С 9/00. Материал инертного имитатора жесткого сгорающего картуза/ С.В. Солдатов, Т.А. Енейкина, В.Н. Чистюхин и др.3. RF patent №2586198 of 05/13/2016 IPC В31С 9/00. Material of an inert simulator of a hard burning cap / S.V. Soldatov, T.A. Eneykina, V.N. Chistyuhin et al.
4. Патент Японии № JP 20070009381 от 18.01.2007 МПК F42B 5/192. Combustible container/ Ito Akihito, Kodaira Katsuto.4. Japanese Patent No. JP 20070009381 of January 18, 2007, IPC F42B 5/192. Combustible container / Ito Akihito, Kodaira Katsuto.
5. Патент США №US20030145753 от 07.09.2003 МПК F42B 5/188. Process for manufacturing a combustible cartridge case for ammunition/ Haider Manfred, Huber Alexander, Kuechler Annet, Voelkel Hans-Georg.5. US Patent No. US20030145753 of September 7, 2003, IPC F42B 5/188. Hider Alexander, Kuechler Annet, Voelkel Hans-Georg.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018111310A RU2684785C1 (en) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | Material of rigid burning cartridge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018111310A RU2684785C1 (en) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | Material of rigid burning cartridge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2684785C1 true RU2684785C1 (en) | 2019-04-15 |
Family
ID=66168237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018111310A RU2684785C1 (en) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | Material of rigid burning cartridge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2684785C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4649827A (en) * | 1983-11-18 | 1987-03-17 | Societe Nationale Des Poudres Et Explosifs | Combustible or semi-combustible case bodies consisting of a large number of combustible paper tapes and a process of manufacturing them |
| US20030145753A1 (en) * | 2001-12-15 | 2003-08-07 | Manfred Haider | Method for producing a combustible cartridge case for cartridge ammunition |
| RU2521464C1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Stiff powder bag |
| RU2586198C1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-10 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Material for inert simulator of rigid combustible bag |
| RU2597120C2 (en) * | 2015-01-26 | 2016-09-10 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Higher heat resistant material of rigid combustible bag |
-
2018
- 2018-03-29 RU RU2018111310A patent/RU2684785C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4649827A (en) * | 1983-11-18 | 1987-03-17 | Societe Nationale Des Poudres Et Explosifs | Combustible or semi-combustible case bodies consisting of a large number of combustible paper tapes and a process of manufacturing them |
| US20030145753A1 (en) * | 2001-12-15 | 2003-08-07 | Manfred Haider | Method for producing a combustible cartridge case for cartridge ammunition |
| RU2521464C1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Stiff powder bag |
| RU2586198C1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-10 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Material for inert simulator of rigid combustible bag |
| RU2597120C2 (en) * | 2015-01-26 | 2016-09-10 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Higher heat resistant material of rigid combustible bag |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102451244B1 (en) | propellant filling or grain | |
| Folly et al. | Propellant chemistry | |
| US3730094A (en) | Energetic protective coating for caseless ammunition | |
| US3442213A (en) | Propellant charge for small arms ammunition | |
| US3092525A (en) | Method of producing unitary nitrocellulose grains capable of fragmentation under primer blast to original granules | |
| RU2684785C1 (en) | Material of rigid burning cartridge | |
| RU2382019C1 (en) | Block propellant porous charge (versions) and method of its manufacturing | |
| NO327395B1 (en) | Procedure for the manufacture of single-, two- or three-base propellant powder for flea ammunition | |
| US4570540A (en) | LOVA Type black powder propellant surrogate | |
| CA2990862C (en) | Propelling charge system for artillery shells | |
| US3473982A (en) | Nitrocellulose explosive containing a charcoal binder-oxidizer mixture | |
| RU2803716C1 (en) | Porous spherical powder for 12-gauge shot cartridges for smooth-bore weapons | |
| RU2284310C1 (en) | Ballistic artillery gun powder (variants) | |
| RU2561082C1 (en) | Spherical powder for 5,6 mm rifle high-efficiency cartridge | |
| US20030192632A1 (en) | Method for production of nitrocellulose base for consolidated charges and consolidated propellant charge based thereon | |
| JP2006234297A (en) | High energy-containing flammable container | |
| DE19900110A1 (en) | Desensitized nitroamine-containing propellent suitable for heterogeneous charges | |
| RU2173442C1 (en) | Fixed small-caliber cartridge | |
| RU2260574C1 (en) | Method of manufacturing dibasic gunpowder | |
| RU2711143C1 (en) | High-energy pyroxylin powder for propellant charges of tank artillery | |
| RU2628385C1 (en) | Spherical moderated powder for automatic weapon and rifle cartridges | |
| US2201640A (en) | Progressive burning smokeless powder | |
| RU2707031C1 (en) | Phlegmatizing composition for emulsifiable phlegmatization of pellet powder | |
| RU2488069C1 (en) | CHARGE FOR 7,62 mm-RIFLE SHOT | |
| RU2242449C2 (en) | Dibasic pyroxylin powder preparation method |