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WO1998034891A1 - Treibladungspulver für rohrwaffen - Google Patents

Treibladungspulver für rohrwaffen Download PDF

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WO1998034891A1
WO1998034891A1 PCT/EP1998/000639 EP9800639W WO9834891A1 WO 1998034891 A1 WO1998034891 A1 WO 1998034891A1 EP 9800639 W EP9800639 W EP 9800639W WO 9834891 A1 WO9834891 A1 WO 9834891A1
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propellant
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Walter Langlotz
Dietmar Müller
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    • C06B25/00—Compositions containing a nitrated organic compound
    • C06B25/34—Compositions containing a nitrated organic compound the compound being a nitrated acyclic, alicyclic or heterocyclic amine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/04—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive
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    • C06B45/10—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component the organic component containing a resin
    • C06B45/105—The resin being a polymer bearing energetic groups or containing a soluble organic explosive

Definitions

  • the invention relates to a propellant charge powder for tubular weapons according to the preamble of claim 1
  • the DE 35 00 068 Cl relates to a mono- or polybasic propellant powders under input rate of 0.0 'dioxy azobenzene for improving the mechanical properties to
  • DE 30 33 519 C2 relates to a rocket fuel for a usually low pressure range during combustion, statements about the relevant for propellant powder
  • propellant powder according to DE 22 60 259 A is a propellant charge for rockets and not a propellant charge for Guns
  • This propellant charge like all two-base propellants in general, is strongly temperature-dependent in the temperature range of interest.
  • the invention is based on the object of proposing a propellant charge powder for tubular weapons which has a small temperature coefficient in the temperature range from -50 ° C. to + 70 ° C.
  • the invention enables the production and use of propellant powder with a low temperature coefficient. efficient. That means: such a propellant powder enables the firing of barrel ammunition with almost constant values of maximum pressure and bullet speed in the entire temperature range from - 50 ° C to + 70 ° C.
  • the invention relates to the following propellant powder: glycidyl azide polymer, (GAP) -,
  • HTPB Hydroxy terminated polybutadiene
  • CAB Cellulose acetate butyrate, (CAB) -bound nitramine propellant powder with the dinitro-diaza plasticizer according to the invention and nitrocellulose propellant powder, NC, which consists of nitramines, nitrocellulose and dinitro-diaza plasticizers or nitrocellulose and dinitro-diaza plasticizers, with or without explosive such as nitroglycers (Ngl) or diglycol dinitrate (DEGN).
  • NC nitrocellulose propellant powder
  • NC which consists of nitramines, nitrocellulose and dinitro-diaza plasticizers or nitrocellulose and dinitro-diaza plasticizers, with or without explosive such as nitroglycers (Ngl) or diglycol dinitrate (DEGN).
  • NENA nitratoethylnitramine
  • PolyNIMMO poly S-nitratomethyl-S ' -methyloxetan
  • Polyglyn poly glycidyl nitrate ester
  • the Dinitro-diaza plasticizer consists of the components
  • the propellant charge powder according to the invention is changed by customary measures, such as changing the grain geometry, so that the original curve 6 as curve 6 1 with its turning point 7 1 lies against the pressure limit 10, this means a considerable increase in output of 10 to 20% based on the usual Propellant powder according to curve 5
  • the pressure limit 10 is defined by the permissible weapon use pressure
  • the propellant charge powders according to the invention moreover have good mechanical properties down to the range of approximately ⁇ 50 ° C. There is no brittleness when cold
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments. It can be used without further ado with single- to polybasic propellant charge powders. Also with three-base propellant charge powders based on nitroguanidine.
  • the invention can also be used with propellant charge powders consisting of a mixture of the energetic plasticizer according to the invention with a conventional, Non-energetic plasticizers
  • the invention also relates to propellant powders which consist of a propellant charge powder according to the invention and one or more similar admixed powders with conventional temperature behavior, for example such a similar formulation, but with conventional plasticizers

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Abstract

Die Erfindung ermöglicht aufgrund der Verwendung des Dinitro-diaza-Weichmachers die Herstellung und den Einsatz von Treibladungspulver mit kleinem Temperaturkoeffizient.

Description

Treibladungspulver für Rohrwaffen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Treibladungspulver für Rohrwaffen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
Die DE 35 00 068 Cl betrifft ein ein- oder mehrbasiges Treibladungspulver unter Ein- satz von 0,0 ' Dioxy-azobenzol zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften bis
- 55 °C Aussagen über Temperaturkoeffizienten werden nicht getroffen Es wird auch keine Diaza- Verbindung eingesetzt
In der DE 33 16 676 C2 ist eine Treibstoffzusammensetzung auf der Basis von Ni- trocellulose mit Hexogen, einem Sprengol und Weichmacher sowie Nitroglycerin beschrieben Eine Diaza- Verbindung ist jedoch nicht erwähnt und es werden auch keine Aussagen über Temperaturkoeffinzienten getroffen
Die DE 30 33 519 C2 betrifft einen Raketentreibstoff für einen üblicherweise niedrigen Druckbereich beim Abbrand Aussagen über den für Treibladungspulver relevanten
Druckbereich über 3000 bar werden nicht gemacht. Zwar werden Hinweise über mechanische Eigenschaften in einem großen Temperaturbereich angedeutet Es liegen jedoch keine Aussagen über Temperaturkoeffizienten, Abhängigkeit des Gasdruckes von den Temperaturen des Treibladungspulvers vor Der im Anspruch angegebene energetische Weichmacher ist Sprengol wie Ngl jedoch keine Diaza- Verbindung
Bei einem weiteren bekannten Treibladungspulver entsprechend der DE 22 60 259 A handelt es sich um einen Treibsatz für Raketen und nicht um eine Treibladuna für Rohrwaffen Diese Treibladung ist, wie generell alle zweibasigen Treibmittel stark temperaturabhangig im interessierenden Temperaturbereich.
In der US 4,567,296 A wird ein energetischer Weichmacher auf der Basis einer fluor- haltigen Aza- Verbindung beschrieben Diese Aza- Verbindung, nämlich das 1-Fluoro- l,l,5-Trinitro-3-oxa-5-azahexan ist für Rohrwaffen- und Treibladungspulver-Einsatz nicht geeignet Beim Abbrand in einer Waffe wird der Stahl zersetzt, insbesondere bei den üblicherweise hohen Drucken und Temperaturen Weiterhin bereitet diese Verbindung ein großes Entsorgungsproblem Das Ausgangsmaterial 2-Nitro-2-aza-l pro- panol unterscheidet sich chemisch grundlegend von einer Diaza- Verbindung
Beim Verschuß von Munition mit herkömmlichem Treibladungspulver sind die ballistischen Werte Maximaldruck und Geschoßgeschwindigkeit ebenfalls stark temperaturabhangig. Der Druck und die Geschwindigkeit der 120mm ICE -Munition steigen von - 40°C nach + 50°C um ca 1.500 bar und 165 m/s an, das sind 10% der Sollgeschwindigkeit bei Normaltemperatur von + 21°C Aufgrund dessen kann einerseits der Waffengebrauchsgasdruck bei Normaltemperatur nicht ausgeschöpft werden, was eine höhere Geschwindigkeit zur Folge hatte, und andererseits ist wegen der nur ungenau bekannten aktuellen Geschoßanfangsgeschwindigkeit die Treffwahrscheinlichkeit deutlich verringert bzw , es müssen Maßnahmen getroffen werden, die aktuelle Geschoßgeschwindigkeit zu ermitteln, um keinen Verlust an Treffgenauigkeit zu erleiden
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Treibladungspulver für Rohrwaffen vorzuschlagen, das einen kleinen Temperaturkoeffizient in dem Temperaturbereich von - 50°C bis + 70°C aufweist
Diese Aufgabe lost die Erfindung entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteranspruchen zu entnehmen
Die Erfindung ermöglicht aufgrund der Verwendung eines besonderen Weichmachers die Herstellung und den Einsatz von Treibladungspulver mit kleinem Temperaturkoef- fizient. Das heißt: Ein derartiges Treibladungspulver ermöglicht den Verschuß von Rohrwaffenmunition mit nahezu konstanten Werten von Maximaldruck und Geschoßgeschwindigkeit im gesamten Temperaturbereich von - 50°C bis + 70°C.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend angegeben, wobei in einem Diagramm das Temperaturverhalten eines herkömmlichen Treibladungspulvers und eines erf dungsgemäßen Treibladungspulvers dargestellt sind.
Die Erfindung betrifft folgende Treibladungspulver: Glyzidylazidpolymer, (GAP) -,
Hydroxyterminiertes Polybutadien, (HTPB) Polybutadien mit endständigen Hydroxylgruppen - und
Celluloseacetatbutyrat, (CAB) - gebundene Nitramintreibladungspulver mit dem erfindungsgemäßen Dinitro-diaza- Weichmacher sowie Nitrocellulose-Treibladungspulver, NC, die aus Nitraminen, Ni- trocellulose und Dinitro-diaza-Weichmacher bzw. Nitrocellulose und Dinitro-diaza- Weichmacher mit oder ohne Sprengol, wie Nitroglycern (Ngl) oder Diglykoldinitrat (DEGN) bestehen.
Figure imgf000005_0001
Die Abkürzungen RDX = Hexogen und HMX = Oktogen, wobei TLP für Treibladungspulver verwendet wird
Mit Nitratoethylnitramin (NENA), Poly S-nitratomethyl-S'-methyloxetan (PolyNIMMO) und Poly Glyzidylnitratester (Polyglyn) als energetischem Polymerbinder liegt ein vergleichbares Temperaturverhalten vor, sofern der erfindungsgemaße Weichmacher in dem oben angegebenen Mengenanteil eingesetzt wird Bei Polyglyn ist die Azidgruppe von GAP durch - O - NO2 ersetzt
Der Dinitro-diaza- Weichmacher besteht aus den Komponenten
2,4 - Dinitro - 2,4 - diazapentan 40 ± 10 Gew %
2.4 - Dinitro - 2,4 - diazahexan 45 ± 10 Gew %
3.5 - Dinitro - 3,5 - diazaheptan 15 ± 15 Gew %
In dem schematisch gezeichneten Diagramm ist über der Temperatur der Abszisse 1 der Druckverlauf auf der Ordinate 2 beim Waffenbeschuß angegeben
Bei einem Treibladungspulver nach dem Stand der Technik ändert sich der Druck sehr stark in dem angegebenen Temperaturbereich von - 50°C bis + 70°C entsprechend der ansteigenden Kurve 5
Demgegenüber bleibt der Druck entsprechend der Kurve 6 in dem angegebenen Temperaturbereich nahezu konstant Die Kurve 6 steigt zunächst an und fallt dann ab dem Wendepunkt 7 etwas ab Optimal ist ein nahezu horizontaler Verlauf entsprechend der
Kurve 15
Wird das erfindungsgemaße Treibladungspulver durch übliche Maßnahmen, wie Veränderung der Korngeometrie so verändert, daß die ursprungliche Kurve 6 als Kurve 6 1 mit ihrem Wendepunkt 7 1 an der Druckgrenze 10 anliegt, dann bedeutet dies eine erhebliche Leistungssteigerung von 10 bis 20% bezogen auf das übliche Treibladungspulver gemäß der Kurve 5 Die Druckgrenze 10 ist definiert durch den zulassigen Waffengebrauchsdruck
Die erfindungsgemaßen Treibladungspulver zeigen darüber hinaus gute mechanische Eigenschaften bis in den Bereich von etwa - 50°C Eine Versprodung bei Kalte findet nicht statt
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschrankt Sie ist ohne weiteres einsetzbar bei ein- bis mehrbasigen Treibladungspulvern Ebenso bei dreibasigen Treibladungspulvern auf der Basis von Nitroguanidin Weiterhin ist die Erfindung auch einsetzbar bei Treibladungspulvern, bestehend aus einer Mischung aus dem erfindungsgemaßen energetischen Weichmacher mit einem herkömmlichen, nicht energetischen Weichmacher Auch erfaßt die Erfindung solche Treibladungspulver, die aus einem erfindungsgemaßen Treibladungspulver und einem/mehreren ahnlichen zugemischten Pulvern mit herkömmlichem Temperaturverhalten, z B solche dergleichen Rahmenrezeptur, jedoch mit herkömmlichen Weichmachern bestehen

Claims

Patentansprüche
1. Treibladungspulver für Rohrwaffen mit einem Weichmacher auf der Basis von Nitramin und Nitrocellulose,
Nitramin und energetische und nicht energetische Kunststoffbinder oder Nitrocellulose oder einem Sprengstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher ein Gemisch aus zumindest zwei chemisch unterschiedlichen Dinitro-diazaverbindungen ist.
2. Treibladungspulver nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher aus folgenden Komponenten besteht:
2,4 - Dinitro - 2,4 - diazapentan 40 ± 10 Gew.%
2,4 - Dinitro - 2,4 - diazahexan 45 ± 10 Gew.% 3,5 - Dinitro - 3,5 - diazaheptan 15 ± 15 Gew.%
3. Treibladungspulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Weichmachers am Treibladungspulver 2 bis 55 Gew.% beträgt.
4. Treibladungspulver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher aus Dinitro-diazaalkanen, Dinitro-diazaalkenen oder Dinitro-diazaalkinen oder aus einem Gemisch derselben besteht.
5. Treibladungspulver nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es Stabilisatoren oder Stabilisatoren und Abbrandmoderatoren enthält.
6. Treibladungspulver nach nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es neben der Dinitro-Diaza- Verbindung zusätzlich noch andere energetische oder nicht energetische Weichmacher, wie Methyl-Nena, Ethyl-Nena, Buthyl- Nena enthält.
7. Treibladungspulver nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als energetische Binder einsetzbar sind: Poly 3-Nitratomethyl-3-methyloxethan (PolyNLMMO), Poly Glyzidylnitratester (Polyglyn),
Glyzidylazid Polymer (GAP), Poly 3-Azidomethyl-3vmethyloxetan (AMMO), Poly 3,3'- bis azidomethyloxetan (BAMO) oder ein Gemisch derselben.
Treibladungspulver nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht energetischen Binder sind Polybutadienemit endständigen Hydroxylgruppen (HTPB), Celluloseacetatbutyrat (CAB) oder ein Gemisch derselben.
9. Treibladungspulver nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff aus 1,3,3 - Trinitroazetidine (TNAZ), Ammoniumdinitramid (ADN), Triaminoguanidinnitrat (TAGN) oder aus Hexanitro-hexa-aza-iso- wurtzitan (CL-20) oder aus einem Gemisch derselben besteht.
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