DE977704C - Rocket propellants - Google Patents

Description

Raketentreibstoffe hie Verwendung nitrierter synthetischer hochmolekularer Stoffe, z. B. Polyvinylnitrat allein oder im Gemisch mit anderen üblichen organischen Sprengstoffkomponenten als Schieß- oder Treibmittel, ist bekannt.Rocket fuel means the use of nitrated synthetic high molecular weight Substances, e.g. B. polyvinyl nitrate alone or in a mixture with other common organic Explosive components as a means of fire or propellant are known.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der an sich bekannten Mischungen von flüssigen Salpetersäureestern mit Salpetersäureestern makromolekularer Polyalkohole, wie z. B. Polyvinylnitrat im Mengenverhältnis von 10-7o : 90-30'/0, gegebenenfalls unter Zusatz üblicher Modifikatoren und Stabilisatoren als pasteuse und/oder gummiartige Raketentreibstoffe.The invention relates to the use of those known per se Mixtures of liquid nitric acid esters with macromolecular nitric acid esters Polyalcohols, such as. B. polyvinyl nitrate in a proportion of 10-7o: 90-30 '/ 0, optionally with the addition of customary modifiers and stabilizers as pasty and / or rubbery rocket propellants.

Hierzu wird bemerkt, daß zwischen Schießstoffen für Rohrwaffen und festen Raketentreibstoffen, wenn man lediglich die stoffliche Zusammensetzung betrachtet, kein grundsätzlicher Unterschied besteht. Gewisse Verlagerungen der Schwerpunkte der Rezeptur zur Erreichung des jeweils angestrebten Anwendungszwecks ergeben jedoch bereits wesentliche Unterscheidungsmerkmale. So besteht z. B. lösungsmittelfreies Pulver nur aus Nitrocellulose. Composite-Raketentreibstoffe bestehen dagegen aus einem hochpolymeren Binder, Sauerstoffsalz und Metallpulver (heterogen, feste Bestandteile im Verbrennungsgas).It should be noted that between gun materials for guns and solid rocket propellants, if one only considers the material composition, there is no fundamental difference. Certain shifts in focus the recipe to achieve the intended application, however, result already essential distinguishing features. So there is z. B. solvent-free Powder made from nitrocellulose only. Composite rocket fuels, on the other hand, consist of a high polymer binder, oxygen salt and metal powder (heterogeneous, solid components in the combustion gas).

Die Tatsache schließlich, daß bei einer Rakete das Treibmittel im Gegensatz zur Rohrwaffe normalerweise während der Antriebsphase mitfliegt, d. h. sich selbst mit der Rakete beschleunigt, ergibt für die Kennzeichnung der Raketentreibstoffe ganz bestimmte Merkmale, welche bei herkömmlichen Schießmitteln für Rohrwaffen keine Rolle spielen, so z. B. die Zugfestigkeit, die Dehnung der E-Modul. Alle für die Charakterisierung der Materialdaten eines Stoffes wichtigen Größen müssen in bestimmten Grenzen liegen und möglichst geringe Schwankungen bei Temperaturänderungen aufweisen.Finally, the fact that the propellant in a missile is in the In contrast to the barrel weapon, it usually flies with you during the propulsion phase, i.e. H. accelerates itself with the rocket, results in the identification of rocket fuels very specific features that are not found in conventional guns for barrel weapons Play role, so z. B. the tensile strength, the elongation of the modulus of elasticity. All for them Characterization of the material data of a substance must be in certain important quantities Limits and have the smallest possible fluctuations in temperature changes.

Selbstverständlich gibt es Berührungspunkte, wo ein herkömmliches Schießmittel und ein Raketentreibstoff fast identisch sind, ebenso sind bei einer besonderen Entwicklungsrichtung typischer fester Raketentreibstoffe ballistische Gegebenheiten erreicht worden, die eine Annäherung an die ballistischen Anforderungen, welche man normalerweise an Rohrwaffenpulvern stellt, ergaben. So gibt es beispielsweise einerseits die sogenannten Doublebase-Treibstoffe, die im wesentlichen aus Nitrocellulose und Nitroglyzerin bestehen und die größte Annäherung zwischen Rohrwaffen und Raketentreibstoffen darstellen; andererseits gibt es Panzerfaustladungen, bei denen der Treibsatz so aufgebaut ist, daß die Verbrennung der Ladung ähnlich wie beim Geschützpulver im Millisekundenbereich liegt.Of course there are points of contact where a conventional Gunfire and a rocket fuel are almost identical, as are with one special development direction of typical solid rocket propellants ballistic Conditions have been achieved that approximate the ballistic requirements, which one normally puts on gunpowder guns, showed. So there is, for example on the one hand the so-called double base propellants, which are essentially made of nitrocellulose and nitroglycerin are the closest thing between guns and rocket fuels represent; on the other hand, there are Panzerfaust charges where the propellant charge is like this is constructed so that the combustion of the charge is similar to that of the gun powder in the Millisecond range.

Das Prinzip der Rohrwaffe und das der Rakete unterscheidet sich wesentlich. Bei der Rohrwaffe ist das Rohr, aus dem ein Geschoß ausgestoßen wird, einer der entscheidenden Faktoren der Ballistik.The principle of the barrel weapon and that of the rocket differ significantly. In the case of the barrel weapon, the barrel from which a projectile is ejected is one of the decisive factors in ballistics.

Dieses Rohr soll möglichst lange verwendet werden. Bei der Rakete hat man als vergleichbaren Faktor die Düse. Die Düse hat im Gegensatz zum Rohr ihre entscheidende Funktion nur einmal auszuüben.This pipe should be used as long as possible. By the rocket you have the nozzle as a comparable factor. In contrast to the pipe, the nozzle has its own to perform a crucial function only once.

Diese Tatsache ergibt nun zwischen herkömmlichem Schießstoff und dem Raketentreibstoff einen grundsätzlichen Unterschied. Der Schießstoff für die Rohrwaffe muß in seiner Oberflächenbeschaffenheit, seiner Energie, der Zusammensetzung seiner Verbrennungsgase und deren Temperatur und seiner Flammenbildung ausgewogen sein zur Erreichung einer möglichst raschen Verbrennung bei möglichst niedriger Temperatur und einem für das Rohr erträglichen Druck, geringen Anteilen aggressiver Gase und möglichst wenig Mündungsfeuer. Es handelt sich bei Schießstoffen für Rohrwaffen aus den angegebenen Gründen immer um Stoffe geringer Energie (unter iooo kcal/kg).This fact now ranks between conventional bullet material and the Rocket fuel makes a fundamental difference. The gun material for the barrel weapon must in its surface properties, its energy, the composition of its Combustion gases and their temperature and its flame formation must be balanced to achieve the fastest possible combustion at the lowest possible temperature and a pressure that the pipe can tolerate, small amounts of aggressive gases and as little muzzle flash as possible. It concerns gun materials for guns for the reasons given, it is always about substances of low energy (less than iooo kcal / kg).

Bei den Raketentreibstoffen strebt man höhere Energien an, um eine möglichst hohe Ausströmgeschwindigkeit der Gase zu erzielen (über 150o lccal/kg). Die Verbrennung erstreckt sich über längere Zeiten bei Drücken unter ioo kp/cm2 (gegenüber einigen tausend bei Rohrwaffen).When it comes to rocket fuels, the aim is to achieve higher energies to achieve the highest possible outflow speed of the gases (over 150o lccal / kg). The combustion extends over longer times at pressures below 100 kp / cm2 (compared to a few thousand for guns with guns).

Dies bedeutet nun, daß bei der Verwendung herkömmlicher Polpulver in Raketen keine besonderen Leistungen erzielt werden und bei der Verwendung von vergleichsweise energiereicheren Raketentreibstoffen in Rohrwaffen das als Prinzip zugrunde liegende Waffensystem versagen würde.This now means that when using conventional pole powder no special performances are achieved in missiles and when using comparatively high-energy rocket propellants in tubular weapons use that as a principle underlying weapon system would fail.

Bei den Raketentreibstoffen gemäß der Erfindung handelt es sich um pastöse bis gummmiartige Raketentreibstoffe, die ihrerseits wieder ein Spezialgebiet der Raketentreibstoffe darstellen. Zwischen Treibstoffen für Rohrwaffen und solchen für Raketen besteht schließlich ein wesentlicher Unterschied in der Anforderung an den einzelnen Pulverkörper. Normalerweise ist der Einzelkörper für Rohrwaffenpulver in seinen geometrischen Abmessungen klein, während bei Raketentreibstoffen in der Technologie der Herstellung großer Körper von bestimmten mechanischen Festigkeitswerten ein besonderes Problem liegt.The rocket propellants according to the invention are pasty to rubber-like rocket propellants, which in turn are a specialty of rocket propellants. Between fuels for guns and guns like that Finally, for missiles there is an essential difference in the requirement to the individual powder body. Usually the single body is for barrel gun powder small in its geometrical dimensions, while in the case of rocket fuels in the Technology of manufacturing large bodies of certain mechanical strength values there is a particular problem.

Als Stabilisatoren für den neuen Raketentreibstoff können z. B. Zentralite und Nitrodiphenylamin, als Modifikatoren z. B. organische Metallverbindungen, wie Zinkstearat, und als makromolekularer Polyalkohol außer Polyvinylalkohol z. B. Polyvinylenälkohol von der Formel verwendet werden.As stabilizers for the new rocket fuel z. B. Zentralite and nitrodiphenylamine, as modifiers z. B. organic metal compounds such as zinc stearate, and as macromolecular polyalcohol except for polyvinyl alcohol z. B. polyvinyl alcohol of the formula be used.

Die Viskositäten der zusatzfreien pastösen Mischurigen. liegen bei 1000 bis etwa 30 000 Poise. Über höhere Viskositäten nehmen die Massen gummiartigen Charakter an.The viscosities of the additive-free pasty mixes. are from 1000 to about 30,000 poise. At higher viscosities, the masses take on a rubbery character.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Die Verwendung der an sich bekannten Mischungen von flüssigen Salpetersäureestern mit Salpetersäureestern makromolekularer Polyalkohole, wie z. B. Polyv iny lnitrat im Mengenverhältnis von 10-7o :90-30°/0, gegebenenfalls unter Zusatz üblicher Modifikatoren und Stabilisatoren als pasteuse und/oder gummiartige Raketentreibstoffe. In Betracht gezogenes älteres Patent: Deutsches Patent Nr. 1 102 023.PATENT CLAIM: The use of the known mixtures of liquid nitric acid esters with nitric acid esters of macromolecular polyalcohols, such as B. Polyvinyl nitrate in a quantitative ratio of 10-7o: 90-30 ° / 0, if necessary with the addition of customary modifiers and stabilizers as pasty and / or gummy Rocket propellants. Earlier patent considered: German Patent No. 1 102 023.