DE2036670A1 - Gekapselter fluessiger oxidator zur erhoehung der leistung konventioneller schiesspulver - Google Patents

Description

Gekapselter flüssiger Oxidator zur Erhöhung; der Leistung

konventioneller Schiesspulver

Konventionelle Schiesspulver bzw. Treibmittel, die zum Antrieb von Geschossen in Gewehren bzw. Artilleriegeschützen zur Anwendung kommen, sind in der Segel sauerstoffunterbilanziert, d. h., ihre verbrennbaren Bestandteile wie Kohlenstoff und Wasserstoff können durch den disponiblen Sauerstoff des Treibmittels nicht vollständig verbrannt werden. Treibmittel mit nahezu ausgeglichener Sauerstoffbilanz sind meist durch einen hohen Gehalt an Mtrοglycerin gekennzeichnet, dadurch oft nicht genügend handhabungssicher und so für den Gebrauch in Waffen unter kriegsmässigen Bedingungen nicht geeignet. Gelingt es, die Sauerstoffbilanz durch Zusatz von sauerstoffabgebenden Substanzen auszugleichen, so lassen sich die Explosionswärmen wesentlich erhöhen.

Voraussetzung ist dabei, dass

1. diese Zusätze an sich nicht SprengstoffCharakter haben,

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2. die Zusätze mit den konventionellen Treibmitteln verträglich sind, also während Lagerung und Transport keine unerwünschten Reaktionen zwischen Treibmittel und Zusatz stattfinden können und

3- diese Zusätze durch geeignete Massnahmen während Lagerung und Transport nicht in unmittelbaren Kontakt mit den Treibmitteln gelangen können.

Wirksame sauerstoffabgebende Substanzen in fester lOrm sind zwar bekannt, aber entweder wegen ihrer bei der chemischen Reaktion während der Verbrennung mit den Treibmitteln entstehenden aggressiven Produkte für Waffe und Gerät nicht geeignet wie z. B. jAmmonperchlorat, das stark korrodierend wirkende Salzsäurenebel bildet, oder aber den Anforderungen an thermische Stabilität nicht gewachsen sind, wie das sonst sehr wirksame Hexanitroäthan.

Die Erfindung ermöglicht es, auch flüssige Oxidatoren für den gedachten Zweck einzusetzen, ohne dass die im obigen hinsichtlich Lager-, Transport- und Handhabungssicherheit beschriebenen Bedingungen verletzt werden. Zur Lösung dieser Aufgabe werden die bei Normaltemperatur flüssigen Oxidatoren in Kapseln oder anderen Behältnissen untergebracht, die einen unmittelbaren Kontakt der Oxidatoren mit den Treibmitteln während Lagerung und Transport ausschliessen.

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Voraussetzung ist, dass

1. diese Benältnisse selbst weder mit den Oxidatoren noch mit den Treibmitteln reagieren,

2. die Behältnisse eine für die Lagerung und Handhabung ausreichende Festigkeit gegen normale thermische und mechanische Beanspruchung aufweisen und

3· die Behältnisse während des Abschussvorganges durch die bei der Verbrennung der Treibmittel entstehenden Druck- und/oder Temperaturerscheinungen so beeinflusst werden, dass sie ihren Inhalt für die gewünschte Nachoxidation der Pulvergasschwaden freisetzen.

Werden als flüssige Oxidatoren Substanzen wie Salpetersäure oder Tetranitromethan ausgewählt, so ist das Glas ein Material, das mit beiden Stoffen absolut verträglich und für sie völlig flüssigkeits- und gasdicht ist. Chemisch beständig gegen beide Agentien wäre auch z. B. Polytetrafluorethylen, jedoch gelingt es zur Zeit noch nicht, aus diesem Material absolut flüssigkeits- und gasdichte dünnwandige Gefässe herzustellen. Es liegt in der Natur der Sache, dass die Behältnisse, deren Wandmaterial nicht an der Verbrennung teilnimmt, also als Ballaststoff anzusehen ist, möglichst dünnwandig sein müssen, um die Ladedichte nicht ungünstig zu beeinflussen.

Erfindungsgemäss sind flüssige Oxidatoren in dünnwandige Glasgefässe, deren Wandstärke hauptsächlich durch den bei der höchsten geforderten Lagertemperatur auftretenden Gasdruck im

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Inneren der Behältnisse bestimmt wird, so eingeschmolzen, dass im Inneren der Kapseln eine Luftblase verbleibt, deren Grosse durch die bei Temperaturerhöhung zu erwartende VOlumenvergrösserung des Oxidatirs bestimmt ist.

Um die dünnwandigen Glasgefässe gegen von aussen einwirkende mechanische Einflüsse wie Stoss, Schlag und Rütteln bei Transport und Handhabung der fertigen Munition zu schützen, sind sie mit geeigneten, mechanische Kräfte abfangenden Materialien wie z. B. Schaumstoffen, umhüllt. Diese Umhüllung kann gleichzeitig zur räumlichen Fixierung der Gefässe in der Treibladung dienen. Weiterhin erhöht eine Umhüllung der einzelnen Gefässe mit festanliegenden, filmartigen Substanzen wie Nitrocellulosefilmen, Aluminiumfolien usw. deren Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Belastungen von aussen. Eine Kombination beider Möglichkeiten, also Umhüllung der einzelnen Gefässe und Einbettung der umhüllten Gefässe in Schaumstoffe, ist vorteilhaft. Überzugsmaterial wie auch Schaumstoff wirken dabei nicht nur als Protektoren, sondern haben gleichzeitig den Charakter eines zusätzlichen Brennstoffs, der die Explosionswärme der gesamten Ladung zu erhöhen vermag. Das optimale Mischungsverhältnis zur Erzielung der höchstmöglichen ExpIosionswärme ist abhängig von 1. der chemischen Zusammensetzung des nachoxidierenden konventionellen Pulvers und 2. der chemischen Zusammensetzung der Umhüllungsmaterialien.

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Untersacht wurde u.a. die mögliche Leistungssteigerung einer 20 ma-Munition mit NC-Kugelpulver als konventionaller Treibladung, Polystyrolschaum als stossabfangendes Material und Aluminium als Umhüllungsmaterial der Gefässe. Das Optimum der Leistungssteigerung liegt hier Tdei etwa 70 % Kugelpulver, 22 % Tetranitromethan, 0,8 % Glas, 4 % Aluminium und 3,2 % Polystyrol.

Mit dieser Kombination konnte die Mündungswucht der Geschosse um rund 40 % gesteigert werden. Eine Erhöhung oder Verminderung des ΙΰΜ-Gehaltes ergab schlechtere Werte. Wird die Leistungssteigerung bezogen auf eine Verminderung des Ladungsvolumens, das für die Erzielung der gleichen Mündungswucht wie im Normalfall benötigt wird - mit der Konsequenz, dass das Kartuschvolumen bei gleicher Leistung reduziert werö.en kann und somit bei gleichem Raumbedarf mehr Munition im z. B. Panzer mit geführt werden kann - so wurde folgendes Ergebnis bei Versuchen mit einer 105 mm-Kanone eines Panzers erzep.lt: Die gleiche Mündungswucht der mit konventionellem WC-Pulver in Höhe von 4,65 kp geladenen Munition konnte mit 3,5 kp des gleichen Pulvers und Zusatz von 350 ρ TM (einschliesslich Kapselmaterial, das hier etwa 15 P ausmachte) erreicht werden. Das Ladungsvolumen konnte dabei um rund 20 % vermindert werden.

Zur Herstellung der erfindungsgemässen gekapselten Oxidatoren wird wie folgt vorgegangen:

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Nachdem durch Analyse der Pulvergasschwaden der für eine Leistungssteigerung erforderliche zusätzliche, für die Durchoxidation der noch verbrennbaren Bestandteile der Schwaden benötigte Sauerstoff festgestellt und dieser auf den disponiblen Sauerstoff der vorgesehenen flüssigen Oxidatoren umgerechnet wurde, werden Glasgefässe mit dieser errechneten Oxidatormenge gefüllt und so abgeschmolzen, dass im Inneren eine Luftblase verbleibt, deren Grosse durch die bei Temperaturerhöhung zu erwartende Volumenvergrösserung des Oxidators bestimmt ist. Durch Tauchen der verschlossenen Gefässe in eine Hitrocelluloselösung wird ein dünner, nach dem Verdunsten des Lösungsmittels nur wenige η-starker Film erhalten, der das Gefäss bzw. die Kapsel völlig umhüllt.

Zur Verwendung der Kapsel wird in eine Kartusche nach Einschrauben des Anzünders die vorgesehene Menge des konventionellen Treibpulvers eingebracht und mit einer Plastikfolie abgedeckt. Auf dieser Folie wird die Oxidatorkapsel durch Ankleben mit herkömmlichen Klebstoffen fixiert, die vorausberechnete Menge des mit dem Härter und Schaumbildner versetzten Vorpolymerisats eingefüllt und nach Aushärtung des Schaums der überflüssige Schaum mechanisch entfernt. Bei zylindrischen Kartuschen kann die beschriebene Prozedur der Einbettung der Kapseln in Schaumstoffe auch ausserhalb der Kartusche in dem Kartuscheninnendurchmesser entsprechenden Formen durchgeführt werden und der Schaumstoff-Oxidator-Kapsel-Block

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in die wie oben mit dem Treibpulver geladene Kartusche eingesetzt werden. Nach Einsetzen und Anwürgen des Geschosses ist die Munition gebrauchsfertig.

Eine weitere Einbettungsmöglichkeit besteht darin, dass fertige Schaumstoffkörper Bohrungen erhalten, in die Oxidatorkapseln eingesetzt und - falls nötig - eingeklebt werden.

Der Überzug der Oxidatorkapseln mit Aluminium kann entweder durch Einwickeln in Aluminium-Folie oder durch Flammspritzen der zuvor unterkühlten Kapseln erfolgen.

In der Zeichnung ist schematisch der Aufbau einer leistungsgesteigerten Munition dargestellt. Es ist: 1. die Kartusche bzw. Hülse,

2 das konventionelle Pulver, dessen PulvergasSchwaden nachoxidiert werden sollen,

3 der in Glaskapseln mit oder ohne Überzug untergebrachte Oxidator,

4- das Geschoss,

5 der zur Fixierung der Kapseln in der Ladung sowie zum Schutz

derselben gegen mechanische Einwirkungen dienende Schaum-• stoff.

Gesondert dargestellt ist auf dem gleichen Zeichnungsblatt eine der Oxidatorkapseln mit dem flüssigen Oxidator 6 und der Luft-

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blase 7» die vorhanden sein muss, um die unterschiedliche Ausdehnung zwischen Glaswand und Flüssigkeit "bei Temperaturwechsel auszugleichen.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   M.) Gekapselter, flüssiger Oxidator zur Erhöhung der Leistung konventioneller Schiesspulver, gekennzeichnet durch eine dünnwandige Glaskapsel, in die ein bei Normaltemperatur flüssiger Oxidator so eingeschmolzen ist, dass im Innern der Kapsel eine Luftblase verbleibt, deren Grosse durch die bei Temperaturerhöhung zu erwartende Volumenvergrösserung des Oxidators bestimmt ist.
2. 2. Gekapselter flüssiger Oxidator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel zusätzlich mit einem gleichzeitig als Brennstoff dienenden Material wie Nitrocellulose und Aluminium umhüllt ist.
3. 3. Gekapselter Oxidator nach -Anspruch. 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel zum Schutz gegen mechanische Einwirkung sowie zur Fixierung der Kapseln in der Treibladung in ein Schaumstoffbett eingesetzt ist.

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   Jo

   L e e r s e i t. e