JPH02157177A - 固体ロケット燃料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体ロケット燃料に関する。

〔従来の技術〕 今日固体ロケット燃料として使用される、過塩素酸アン
モニウム（、ＡＰ）／フルミニラム（Ａりを主剤とする
コンポジット推進薬は、高い推力、良好な加工性、良好
な機械的特性および実地に対しフレキシブルに調節可能
な燻焼挙動を有する。

ＡＰないしはｋｌの使用によって、上記タイプの推進薬
は排ガス中のＡｊ２０３ないしはＨＣ）による強い一次
ないしは二次徴候を有する。しかし、移動台固定および
フィールド固定式兵器システムに実際に適用するには該
徴候（ｓ１ｇｎａｔｕｒθ）は著し論欠点である。それ
というのも発射台および発射位置が遠方から見ることの
できる長く尾を引く煙によって容易に場所を突き止める
ことができるからである。もう１つの欠点として、排ガ
スの腐蝕作用が挙げられる。

ＡＰ／ＡＪコンポジット推進薬のほかに、ニトロセルロ
ース（ＮＣ）／ニトログリセリン（Ｎ（））ｔ−主剤と
する均一なダブルベース（または〆ペース）の推進薬系
（ＤＢ）が久しい以前から公矧であり、詳細に記述され
て＾る。ＤＢ推進薬は比較的徴候が少な論が、低め推力
および不十分な機械的性質（熱可塑性）を有するにすぎ
ない。

ＡＰ／Ａ７コンボジツト推進薬の上記欠点（強＾徴候お
よび腐蝕性排ガス）ないしはＤＢ推進薬の上記欠点（低
−推力／悪い機械的性質）を除去するために、長い間無
煙燃焼性の高エネルギー成分を有する別の推進薬系の開
発が行なわれたＯ これには次の構成の系が数えられる： エネルギー担持剤：ニトラミン化合物、たとえばオクト
ーグン、ヘキンーｒン、ニト ログアニジン、ペンタエリトリットテ トラニトレート、テトリル、硝酸グア ニジン、トリアミノグアニジンニトレ ート、トリアミノトリニトロペンゾー ル、硝酸アンモニウム等 不活性可塑剤：たとえばトリアセチルグリセリン、ジブ
チルフタレート 高エネルギー可塑剤二たとえばニトログリセリン（ＮＧ
）　、ブタントリオールトリニトレー）　（ＢＴＴＮ）
、トリメチロールエタントリニトレー）　（ＴＭＥｔＴ
Ｎ）　、ジエチレングリコールジニトレート（ＤＦＩＧ
ＤＮ）、ビス−ジニトロプロビルホルマール／ アセタール（ＢＤＮＰＦ／Ａ）等 不活性結合剤系：たとえばポリエーテルポリウレタンエ
ラストマー、ポリエーテルポ リウレタンエラストマー、ポリブタジ ェンポリウレタンニジストマー等。

上記の、殊にニトラミン含有推進薬系の実地での使用性
は、従来低すぎる燃焼速度および高すぎる圧力中指数（
Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅＸｐｏｆｉ＠ｎｔ　）のために失
敗した。圧力中指数は、戴置ｒ＝ａ−ｐ”（ｒ−燃焼速
度、ｐ＝系の圧力、ａ＝定数〕により、系の圧力に依存
する燃焼速度の変化に対する尺度である。圧力中指数の
減小は、５０％以下のニトラミン含量、不活性ポリウレ
タン結合剤、ならびに重金属塩およびカーボンの添加物
を有するＤＥ推進１［おりて確認することが（Ａ） できた。この場合でも、燃焼速度は低＾値にとど筐る。

ざらに不利な機械的性質および悪す熱塑性加工性によっ
て、全部で極めて不利な性質スペクトルが生じるので、
これらの推進薬は実地で使用されなかった。

それぞれの系圧力においてできるだけ等しく、ざらにで
きるだけ高い燃焼速度を得るためには、できるだけ小さ
い圧力中指数が望ましｈ０不活性結合剤系を使用する場
合、燃焼調節添加剤は圧力中指数Ｖこ対して者しい影＃
を示ざなかった。最近、不活性結合剤系（たとえばポリ
エステルポリウレタン）の代りに、推力増加を生じるア
ジド基含有結合剤系を使用することが試みら几ている。

これらの結合剤は、側鎖に高エネルギーのアジド基を含
有するポリニーデルないしはポリエステル様連鎖構造を
有する。アジド基含有結合剤の例としては、次の構造単
位を有するグリシジルアジドジオールを挙げることがで
きる。： このものはジーまたはトリイソシアネート（たとえばヘ
キサメチレンジイン７アネート）でエラストマー（ＧＡ
Ｐ）　ＶＣ硬化ｉＪ能である。ＧＡＰは正の生成エンタ
ルピーを有するので、この結合剤を有する固体燃料は不
活性結合剤系を有するものよジも高い推力データを示す
。しかし、この燃料配合物の圧力中指数は不活性結合剤
系有する標準配合物と同様に高子ぎる（ｎ＞Ｌｌ、８）
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、正の燃焼特性を有する強力な固体燃料
全提案することである。

〔課題全解決するだめの手段〕

この課題は本発明によれば、５０〜９０皇蓋係割合の高
エネルギーのニトラミン化合物、８〜５０１童％割合の
、ポリマーと可塑剤からなる高エネルギーのアジド基含
有結合剤系および濃度０．５〜１０重量係のスズ化合物
または銅化合物の形の１金属触媒からなる燃料によって
解決される。

従って、本発明の対象は、ニトラミンの形のエネルギー
相持剤、ポリマーまたは可塑剤ないしは双方がアジド基
を含有する高エネルギーの結合剤系および１強肩化合物
の形の燃焼触媒ならびに調節剤を主剤とする燃料配合物
である。

アジド基含有結合剤系は殊に ａ）アジドポリマーと高エネルギーおよび／または不活
性の可塑剤１７ｃは ｂ）不活性ポリマーとアジド可塑剤、またはＣ）アジド
ポリマーとアジド可塑剤からなる。

本発明による燃料はとくに６０〜８５皇蓋係が、分解の
際に腐蝕性ガスを生成せず、燃料中に無煙または発煙の
少ない燃焼を惹起し、従って徴候金示さないかまたはほ
とんど示さなｈ高エネルギーの固体ニトラミン化合物か
らなる。

とくに１５〜４０皇蓋係のアジド基含有結合剤と、とく
に１〜５重量係の重金属触媒とｔ−組合せると、圧力中
指数の顕著な低下が生じる（ｎ≦０・６）。

とくに、オクトーゲン、ヘキソ−ｒノ、エトログアニジ
ン、テトリル等のような高エネルギーのニトラミン化合
物が使用される。

本発明による燃料系中で使用される、アジド基含有結合
剤は８〜５０Ｘ蓋チ、とくに１５〜４０皇ｔｈ１％の範
囲内で変化でき、その際結合剤自体はそれぞれ０〜最高
８０重量チ、とくに３０〜７０電ｆ％割合の可塑剤を含
有する。アジドポリマーと結合して、高エネルギー可塑
剤として、通常燃料中に使用される丁べての有機硝酸エ
ステルまたはニトロ化合物を使用することができる。と
くに、ニトログリセリン、ブタントリオールトリニトレ
ート、トリメチロールエタントリニトレート、シエチレ
ングリコールジニトレートまたはビス−ジニトロプロビ
ルホルマール／アセタールがあまり敏感でない可塑剤と
して使用される。

アジドポリマーおよび／またはアジド可塑剤（９つ （１０〕 と結合して、付加的に不活性可塑剤、たとえばアルキル
アセテート、とくにトリアセチンおよヒ／またバリン酸
エステル、フタル酸エステル、アジピン酸エステルまた
はクエン酸エステル、とくにジグチル−ジー２−エチル
ヘキシルおよびジオクチルフタレート、ジメチル−およ
びジブチルグリコール７タレート、ジー２−エチイ ルヘキシルーおよびジ／ソオクチルアジペートを使用す
ることができる。

高論弾性および伸張住金有するアジドポリマーへの硬化
は、望ましくは二量体インシアネート、たとえばビウレ
ット−トリヘキサンジイソシアネートまたけ二量体およ
び二量体のインシアネートの組合せを用すて行なわれ、
この場合型１しくは二量体インシアネートとしてヘキサ
メチレンジインシアネー）、２．４−１−ルオールジイ
ンシアネートおよびインホロンジイソシアネートが使用
される。この場合、当量比は、固形分に応じてＮＣ○１
０Ｈ割合０．４〜１．２の間で変えることができる。

触媒として使用されるｐｂ化合物、ｓｎ化合物またはＣ
ｕ化合物は、とくに酸化物、有機塩（サリチル酸塩、ス
テアリン酸塩、クエン酸塩、レゾルシン酸塩等）または
無機塩の形で使用されるが、錯化合物も挙げられる。

アジド基含有結合剤系と記載の重金属化合物との本発明
による組合せでは、化学的安＞［性の低下も、機械的感
度（摩耗／衝撃感度）も現われない。

少量の炭素なりしは燃焼の際に炭素を供給する物質の添
加によって圧力中指数をさらに減少することができる。

この場合、とくにカーゴ／、活性炭、炭素繊維または黒
鉛が使用され、その割合は０．２〜３重！優、とくに０
．５〜１憲ｔ％の間で必る。

使用技術的な面からは低い圧力中指数が１要であるが、
これに反して徴候作用はめまり重要ではない限り、付加
的に推力増加添加物として軽金属、たとえば特定の一次
徴候を示すアルミニウムを１〜２０重量係重量子添加と
ができる。

本発明方法で配合された固体ロケット燃料は、すべての
成用および軍用のロケット支持システムにおいて使用す
ることができる。このものは、殊に離開ロケット、戦車
用ロケット、対航空機防御用ロケット’Ｅたは対艦船防
御用ロケットにおいてとくにＸ要である。好コンポジッ
ト推進薬とは異なり、腐蝕性ガスが発生しな＾ので、操
作員および発射設備が被害を受けることはな＾Ｏ 本発明により配合された燃料は、従来のどのタイプの固
体燃料でも達成括れなｌＡ性質を示すニーダプルペース
推進薬よりも高い推カ ー圧力巾指数ｎ　＜　ＣＪ、６ 一１００バールにおける燃焼速度ｒ１００’＞　９ｘｍ
／　ｓ−ダブルペース推進薬よりも良好な化学的安定性 御粘弾性の機械的性質 −はとんど無煙で燃焼する、金属燃料の添加なしの強く
減少した一次および二次徴候 −腐蝕性排ガスなし 代表におＡて、第１欄には慣例の固体燃料および第２欄
と第３ａ［は本発明による組成のｊん体燃料金、使用に
決定的なその性質と共に記載されている。本発明による
舖料の高す燃焼速度および非常に小さい圧力中指数が！
＃（著でらる。

【図面の簡単な説明】

比較するもので、第１図は表の第３８ＶＣ示す実施例に
対する燃焼速度／圧力の比較線図でるり、第２図は扼２
楠Ｖｃボ丁実施例に対する同上燃焼速度／圧力の比較線
図である。 （１６〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、５０〜９０重量％割合の高エネルギーニトラミン化
   合物、８〜５０重量％割合の、ポリマーと可塑剤からな
   る高エネルギーのアジド基含有結合剤系および濃度０．
   ５〜１０重量％の鉛化合物、スズ化合物または銅化合物
   からなる固体ロケット燃料。 ２、アジド基含有結合剤系が、 ａ）アジドポリマーと高エネルギーおよび／または不活
   性可塑剤 ｂ）不活性ポリマーとアジド可塑剤、またはｃ）アジド
   ポリマーとアジド可塑剤からなることを特徴とする請求
   項１記載の固体ロケット燃料。 ３、ニトラミン化合物が６０〜８５重量％の割合で、ア
   ジド基含有結合剤系が１５〜４０重量％の割合で、重金
   属触媒が１〜５重量％の割合で使用される、請求項１ま
   たは２記載の固体ロケット燃料。 ４、ニトロミン化合物としてオクトーゲン、ヘキソーゲ
   ン、エトログアニジンまたはテトリルが単独かまたは混
   合物で使用される、請求項１から３までのいずれか１項
   記載の固体ロケット燃料。 ５、アジド基含有結合剤系がポリマー２０〜１００重量
   ％と高エネルギー可塑剤０〜８０重量％を含有する、請
   求項１から４までのいずれか１項記載の固体ロケット燃
   料。 ６、アジド基含有結合剤系がポリマー３０〜７０重量％
   と可塑剤３０〜７０重量％を含有する、請求項５記載の
   固体ロケット燃料。 ７、アジドポリマーと結合して高エネルギー可塑剤とし
   て、有機硝酸エステルおよびニトロ化合物が使用される
   、請求項５または６記載の固体ロケット燃料。 ８、アジドポリマーおよび／またはアジド可塑剤と結合
   して、付加的にアルキルアセテート、アルキルフタレー
   ト、アルキルアジペート、クエン酸エステルまたはリン
   酸エステルが使用される、請求項１から７までのいずれ
   か１項記載の固体ロケット燃料。 ９、鉛化合物、スズ化合物または銅化合物の形の重金属
   触媒が酸化物、無機塩または有機塩として使用される、
   請求項１から８までのいずれか１項記載の固体ロケット
   燃料。 １０、付加的に炭素または燃焼の際に炭素を供給する化
   合物の形の協力作用燃焼調節剤が０．２〜６重量％の割
   合で使用される、請求項１から９までのいずれか１項記
   載の固体ロケット燃料。 １１、推力増加添加物として金属粉末が１％〜２０％の
   濃度で使用される、請求項１から９までのいずれか１項
   記載の固体ロケット燃料。