Brandmasse mit einem metallischen Brennstoff aus der Gruppe IVA des periodischen Systems

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine pressbare Brandmasse, mit einem metallischen Brennstoff der Gruppe IVA des periodischen Systems und einem organischen Binder. Die verwendeten Metalle sind vorzugsweise Titan und Zirkon. Der vorzugsweise eingesetzte Binder ist Polyvinylacetat.

[0002] Diese Brandmasse wird für Splitter-Brandmunition vorzugsweise in einem Geschosskörper oder Sprengkopf zusammen mit einem brisanten Sprengstoff angeordnet. Sie kann aber auch in den Hohlraum eines Geschosses, das keinen Sprengstoff enthält, eingepresst werden, z. B. panzerbrechende Geschosse ohne Sprengstoff.

[0003] Durch die detonative oder mechanische Fragmentierung des Geschosses oder Sprengkopfes im oder in der Nähe des Ziels entstehen neben den Splittern schnell fliegende, in der Luft autonom brennende Brandmasse-Teilchen. Damit wird eine räumlich und zeitlich stark ausgedehnte Brandwirkung erzielt.

[0004] Eine bekannte Brandmasse dieser Art (siehe DE-AS 29 01 517) enthält ein organisches Bindemittel und einen Metallschwamm z. B. aus Zirkon oder Hafnium, wobei als Bindemittel Polytetrafluoraethylen mit einem Anteil von 2 bis 15 Masse-% verwendet wird.

[0005] Bekannte Splitter-Brandmunition enthält Mischungen aus hochbrisanten Sprengstoffen wie Hexogen, Oktogen, Trotyl und Aluminium-Pulver. Der Metallzusatz bewirkt eine Steigerung der Blaswirkung und eine Verlängerung der Flammen-Brennzeit von 1 ms auf 15 ms. Damit wird die Anzündwahrscheinlichkeit für brennbares Material im Ziel - z. B. auslaufender Treibstoff - vergrössert.

[0006] Die Verwendung von fluorierten Bindern soll die Verbrennung durch Bildung des Tetrafluorids des entsprechenden Metalls unterstützen. Mit Metallen in Form grobkörniger, poröser, schwammartiger Teilchen mit einer Teilchengrösse von 0,05-8 mm wird eine Verlängerung der Brennzeit angestrebt. Versuche haben gezeigt, dass einerseits die Verwendung eines Metallschwammes nicht unbedingt erforderlich ist, und dass zuviel Binder einen ungünstigen Einfluss auf das Wirkungsbild der brennbaren Metallpartikel hat, insbesondere auf die Brennzeit und die Flugstrecke.

[0007] Der Binder muss deshalb in der kleinstmöglichen Konzentration eingesetzt werden, die noch eine ausreichende Verpressbarkeit des Metallpulvers gewährleistet.

[0008] Erfindungsgemäss ist deshalb der Anteil des Binders in der Brandmasse kleiner als 2 Masse-%.

[0009] Der Binder kann in üblicher Weise als Lacklösung mit dem Metallpulver vermischt werden. Durch Sieben und Entfernen des Lösers bei erhöhter Temperatur entsteht ein verpressbares Granulat.

[0010] Es hat sich ferner gezeigt, dass halogenhaltige Binder die Verbrennung der Metalle nicht wirksam unterstützen. Das kann auch aus den volumen- und massenspezifischen Reaktionsenthalpien abgeleitet werden.

[0011] Reaktion der Metallpartikel mit dem Luftsauerstoff :

[0012] Reaktion der Metallpartikel mit dem Teflonbinder :

[0013] Die gebildeten Metallfluoride sind leicht flüchtig und entziehen beim Verdampfen dem System Energie.

[0014] Das erfindungsgemäss verwendete organische Bindemittel ist deshalb halogenfrei.

[0015] Im weiteren wurde festgestellt, dass die zur Herstellung von Brandmassen verwendeten Metallschwämme durch Metallpulver pyrotechnischer Qualität ersetzbar sind, ohne wesentlichen Verlust an Brennzeit. Der Vorteil besteht in einer starken Verminderung der Explosionsgefahr beim Verpressen der Brandmasse mit dem Sprengstoff. Die Explosionsgefahr ist bei der Verwendung von verhältnismässig grossen, schwammartigen Partikeln mit harter zerklüfteter Oberfläche gross.

[0016] Erfindungsgemäß wird deshalb Metallpulver mit einer mittleren Korngrösse von 15-50 f.Lm verwendet.

[0017] Zur Prüfung der Wirksamkeit der Brandmassen wurden Geschosskörper mit 5 g stirnseits eingepressten Brandmassen und 25 g eines hochbrisanten Sprengstoffes aus Hexogen und Trinitrotoluol statisch gesprengt.

[0018] Der Geschosskörper wurde vertikal auf einer festen Unterlage aufgestellt. Die Ladung wurde mit einem elektrisch ausgelösten Zündsystem zur Detonation gebracht.

[0019] Gemessen wurden Flugstrecke und Brennzeit der herausgeschleuderten, kegelförmig nach oben sich ausbreitenden brennenden Metallpartikel.

[0020] A. Der Einfluss der Korngrösse und der Kornform auf das Wirkungsbild der Brandmassen ist aus folgender Tabelle ersichtlich. Binder : 1 Masse-% Polyvinylacetat

(Siehe Tabelle Seite 3 f.)

[0021] 

[0022] B. Der Einfluss der Binderkonzentration auf das Wirkungsbild der Brandmasse ist aus folgender Tabelle ersichtlich. Es wurde Zirkonpulver mit einer mittleren Korngrösse von 15 µm und als Binder Polyvinylacetat verwendet.

Ansprüche

1. Pressbare Brandmasse mit einem metallischen Brennstoff aus der Gruppe IVA des periodischen Systems (Zr, Ti, Hf) und einem organischen Binder, dadurch gekennzeichnet, dass

a) ein Metallpulver mit einer mittleren Korngrösse von 15-50 µm verwendet wird,

b) der Binder halogenfrei ist und

c) der Anteil des halogenfreien Binders, insbesondere Polyvinylacetat, kleiner als 2-Masse-% ist.

2. Verwendung von Brandmasse nach Anspruch 1, als Splitter-Brandmunition in einem Geschosskörper oder Sprengkopf zusammen mit einem brisanten Sprengstoff.

3. Verwendung von Brandmasse nach Anspruch 1, in panzerbrechenden Geschossen, die keinen Sprengstoff enthalten.

Claims

1. Compressible incendiary composition with a metallic fuel from group IVA of the Periodic System (Zr, Ti, Hf) and an organic binder, characterised in that

a) a metal powder with a mean particle size of 15-50 µm is used,

b) the binder is halogen-free and

c) the proportion of the halogen-free binder, in particular polyvinyl acetate, is less than 2 mass %.

2. Use of an incendiary composition according to Claim 1 as fragmentation incendiary ammunition in a shell body or blasting head together with a high-explosive.

3. Use of an incendiary composition according to Claim 1 in armour-piercing shells which do not contain any explosive.

Revendications

1. Masse incendiaire compressible comportant un combustible métallique du groupe IVA du système périodique (Zr, Ti, Hf) et un liant organique, caractérisée en ce que :

a) on utilise une poudre métallique dont les particules sont d'une grosseur moyenne de 15 à 50 µ,

b) le liant est exempt d'halogène, et

c) la proportion du liant exempt d'halogène, de l'acétate de polyvinyle en particulier, est inférieure à 2 % de la masse.

2. Masse incendiaire suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'on l'utilise comme munition incendiaire et à éclats, dans un projectile ou une tête explosive, en commun avec un explosif brisant.

3. Masse incendiaire suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'on l'utilise dans des projectiles de rupture des blindés qui ne contiennent pas d'explosif.