JPH02157177A - 固体ロケット燃料 - Google Patents
固体ロケット燃料Info
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- JPH02157177A JPH02157177A JP1270487A JP27048789A JPH02157177A JP H02157177 A JPH02157177 A JP H02157177A JP 1270487 A JP1270487 A JP 1270487A JP 27048789 A JP27048789 A JP 27048789A JP H02157177 A JPH02157177 A JP H02157177A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- 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
-
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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。
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。
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。
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。
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。
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)
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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。
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。
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。
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)
。
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)
。
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。
全提案することである。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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〕
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)
- 【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。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3835854A DE3835854A1 (de) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | Raketenfesttreibstoffe |
DE3835854.9 | 1988-10-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02157177A true JPH02157177A (ja) | 1990-06-15 |
Family
ID=6365605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1270487A Pending JPH02157177A (ja) | 1988-10-21 | 1989-10-19 | 固体ロケット燃料 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4938813A (ja) |
EP (1) | EP0365809A3 (ja) |
JP (1) | JPH02157177A (ja) |
DE (1) | DE3835854A1 (ja) |
NO (1) | NO894163L (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013224238A (ja) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | Nof Corp | トリプルベース発射薬組成物 |
JP7024134B1 (ja) * | 2020-12-02 | 2022-02-22 | 湖北航天化学技術研究所 | 温度感受性時間変化型高エネルギー固体推進剤 |
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-
1989
- 1989-09-12 EP EP89116826A patent/EP0365809A3/de not_active Withdrawn
- 1989-10-19 NO NO89894163A patent/NO894163L/no unknown
- 1989-10-19 JP JP1270487A patent/JPH02157177A/ja active Pending
- 1989-10-23 US US07/424,909 patent/US4938813A/en not_active Expired - Fee Related
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