Bezdýmný prach - Smokeless powder

Finský bezdýmný prach

Bezdýmný prach je typ paliva používaného ve střelných zbraních a dělostřelectvu, který při střelbě produkuje méně kouře a méně znečištění ve srovnání se střelným prachem („černý prach“). Tyto spalovací produkty jsou hlavně plynné , ve srovnání s asi 55% pevné produkty (většinou uhličitan draselný , síran draselný a sulfid draselný ) pro černý prach. Kromě toho, bezdýmný prach neopustí tlustý, těžký znečištění z hygroskopickýchmateriál spojený s černým práškem, který způsobuje zrezivění hlavně. Přes svůj název není bezdýmný prach zcela bez kouře ; i když z munice do ručních palných zbraní je patrný malý kouř, kouř z dělostřelecké palby může být značný.

Původně vynalezen v roce 1884 Paulem Vieillem , nejběžnější formulace jsou založeny na nitrocelulóze , ale tento termín byl také používán k popisu různých směsí pikrátu s dusičnany , chlorečnany nebo dichromátovými oxidačními činidly na konci 19. století, než se výhody nitrocelulózy projevily.

Bezdýmné prášky jsou typicky klasifikovány jako výbušniny divize 1.3 podle Doporučení OSN o přepravě nebezpečného zboží  - Modelová nařízení , regionální předpisy (jako ADR ) a národní předpisy. Používají se však jako pevná paliva ; při běžném používání procházejí spíše deflagrací než detonací .

Bezdýmný prach umožňoval samonabíjecí střelné zbraně s mnoha pohyblivými částmi (které by se jinak zasekly nebo zadřely při silném znečištění černým práškem). Bezdýmný prach umožnil vývoj moderních polo- a plně automatických střelných zbraní a lehčích závěrů a hlavně pro dělostřelectvo.

Dějiny

Před rozsáhlým zavedením bezdýmného prachu způsobovalo používání střelného prachu nebo černého prachu mnoho problémů na bojišti. Vojenští velitelé od napoleonských válek hlásili potíže s vydáváním rozkazů na bojišti zakrytém kouřem střelby. Přes hustý kouř ze střelného prachu, který zbraně používaly, nebylo možné vidět vizuální signály . Pokud nefoukal silný vítr, po několika výstřelech by vojákům používajícím střelivo do střelného prachu zakryl výhled obrovský oblak kouře. Odstřelovače nebo jiné skryté střelce rozdával oblak kouře nad palebnou pozicí. Střelný prach produkuje nižší tlaky a je asi třikrát méně výkonný ve srovnání s bezdýmným práškem. Střelný prach je také korozivní, takže čištění je povinné po každém použití. Podobně tendence střelného prachu produkovat silné zanášení způsobuje, že se akce zasekávají a často znesnadňují nabíjení.

Nitroglycerin a pytlovina

Nitroglycerin syntetizoval italský chemik Ascanio Sobrero v roce 1847. Následně jej vyvinul a vyrobil Alfred Nobel jako průmyslovou trhavinu, ale i tak nebyl vhodný jako pohonná látka: navzdory svým energetickým a bezdýmným vlastnostem detonuje místo toho, aby se hladce deflagroval , takže je pravděpodobnější rozbít zbraň, než z ní vystřelit projektil. Nitroglycerin je také vysoce citlivý, takže není vhodný k nošení v podmínkách bitevního pole.

Zásadním krokem vpřed byl vynález guncotonu , materiálu na bázi nitrocelulózy, německým chemikem Christianem Friedrichem Schönbeinem v roce 1846. Propagoval jeho použití jako trhací trhaviny a prodal výrobní práva Rakouskému císařství . Guncotton byl silnější než střelný prach, ale zároveň byl opět poněkud nestabilnější. John Taylor získal anglický patent na bavlněnou bavlnu; a John Hall & Sons zahájili výrobu ve Favershamu .

Anglický zájem strádal po výbuchu, který zničil továrnu Faversham v roce 1847. Rakouský baron Wilhelm Lenk von Wolfsberg postavil dvě továrny na dělostřelecké výroby vyrábějící dělostřelecký pohon, ale i to bylo v polních podmínkách nebezpečné a zbraně, které by mohly vystřelit tisíce nábojů pomocí černého prachu, by dosáhly konec jejich životnosti po pouhých několika stovkách výstřelů silnějším kanónem. Ruční palné zbraně nevydržely tlaky generované kanónem.

Poté, co v roce 1862 jedna z rakouských továren vybuchla, začala společnost Thomas Prentice & Company v roce 1863 vyrábět v Stowmarketu dělové zbraně ; a chemik britské válečné kanceláře Sir Frederick Abel zahájil důkladný výzkum ve Waltham Abbey Royal Gunpowder Mills, který vedl k výrobnímu procesu, který eliminoval nečistoty v nitrocelulóze, čímž byla výroba bezpečnější a stabilní produkt bezpečnější pro manipulaci. Abel si tento proces nechal patentovat v roce 1865, kdy explodovala druhá rakouská továrna na výrobu bavlny. Poté, co v roce 1871 explodovala továrna Stowmarket, zahájilo opatství Waltham výrobu dělových bomb pro torpéda a minové hlavice.

Vylepšení

Extrudovaný tyčinkový prášek

V roce 1863 si pruský dělostřelecký kapitán Johann FE Schultze nechal patentovat hnací plyn z ručních zbraní z nitrovaného tvrdého dřeva impregnovaného ledkem nebo dusičnanem barnatým . Společnost Prentice obdržela v roce 1866 patent na sportovní prášek z nitrovaného papíru vyráběného ve Stowmarketu, ale balistická uniformita utrpěla, protože papír absorboval atmosférickou vlhkost. V roce 1871 obdržel Frederick Volkmann rakouský patent na koloidní verzi prášku Schultze s názvem Collodin , který vyrobil poblíž Vídně pro použití ve sportovních palných zbraních. Rakouské patenty v té době nebyly zveřejněny a Rakouské císařství považovalo operaci za porušení vládního monopolu na výrobu výbušnin a v roce 1875 továrnu Volkmann uzavřelo.

V roce 1882 si společnost Explosives Company ve Stowmarketu patentovala vylepšenou formulaci nitrované bavlny želatinované etheralkoholem s dusičnany draslíku a barya . Tyto pohonné hmoty byly vhodné pro brokovnice, ale ne pro pušky, protože puškování má za následek odolnost vůči hladké expanzi plynu, která je u brokovnic s hladkým vývrtem snížena .

V roce 1884 Paul Vieille vynalezl bezdýmný prášek s názvem Poudre B (zkratka pro poudre blanche , bílý prášek, na rozdíl od černého prášku ) vyrobený z 68,2% nerozpustné nitrocelulózy , 29,8% rozpustné nitrocelulózy želatinované etherem a 2% parafinu. To bylo přijato pro pušku Lebel . Nechalo se procházet válečky a vytvářely se tenké papírové listy, které se krájely na vločky požadované velikosti. Výsledný hnací plyn , dnes známý jako pyrocelulóza , obsahuje o něco méně dusíku než dělová bavlna a je méně těkavý. Zvláště dobrou vlastností hnacího plynu je, že nebude detonovat, pokud není stlačen, takže je za běžných podmínek velmi bezpečné zacházet s ním. Vieilleův prášek způsobil revoluci v účinnosti malých zbraní, protože nevydával téměř žádný kouř a byl třikrát silnější než černý prach. Vyšší úsťová rychlost znamenala plošší trajektorii a menší unášení větrem a pád kulky, takže bylo možné provádět výstřely 1 000 m (1 094 yardů). Vzhledem k tomu, že k pohonu střely bylo zapotřebí méně prášku, mohla být kazeta menší a lehčí. To vojákům umožňovalo nést více munice za stejnou hmotnost. Také by hořelo, i když je mokré. Munice z černého prachu musela být udržována v suchu a téměř vždy byla skladována a přepravována ve vodotěsných nábojích. Ostatní evropské země rychle následovaly a začaly používat vlastní verze Poudre B, první z nich bylo Německo a Rakousko, které zavedly nové zbraně v roce 1888. Následně byl Poudre B několikrát upravován přidáváním a odebíráním různých sloučenin. Krupp začal přidávat difenylamin jako stabilizátor v roce 1888.

Mezitím v roce 1887 získal Alfred Nobel anglický patent na bezdýmný střelný prach, který nazýval Ballistite . V tomto hnacím plynu byla vláknitá struktura bavlny (nitrocelulóza) zničena roztokem nitroglycerinu místo rozpouštědla. V Anglii v roce 1889 byl podobný prášek patentován Hiramem Maximem a ve Spojených státech v roce 1890 Hudsonem Maximem . Ballistite byl patentován ve Spojených státech v roce 1891. Němci přijali ballistite pro námořní použití v roce 1898 a nazývali jej WPC/98. Italové jej přijali jako filit , v šňůře místo ve formě vloček, ale když si uvědomili jeho nedostatky, změnili se na formulaci s nitroglycerinem, kterou nazývali solenit . V roce 1891 Rusové pověřili chemika Mendělejeva nalezením vhodného paliva. Vytvořil nitrocelulózu želatinizovanou ether-alkoholem, která produkovala více dusíku a jednotnější koloidní strukturu než francouzské použití nitro-bavlny v Poudre B. Nazýval ji pyrokollodion .

Detail korditových vláken v náboji britské pušky 0,303 (vyrobeno v roce 1964)

Británie provedla zkoušky na všechny různé druhy pohonných hmot, na které byly upozorněny, ale nebyly se všemi spokojené a hledaly něco lepšího než všechny stávající typy. V roce 1889 si Sir Frederick Abel , James Dewar a Dr. W Kellner patentovali (č. 5614 a 11 664 na jména Abel a Dewar) novou formulaci, která byla vyrobena v Královské továrně na střelný prach v opatství Waltham. Do britské služby vstoupil v roce 1891 jako Cordite Mark 1. Jeho hlavní složení bylo 58% nitroglycerinu , 37% dělové a 3% minerální želé. Upravená verze, Cordite MD, vstoupila do služby v roce 1901, přičemž procento bavlněného prádla se zvýšilo na 65% a nitroglycerin snížil na 30%. Tato změna snížila teplotu spalování a tím i erozi a opotřebení hlavně. Výhody Cordite oproti střelnému prachu byly sníženy maximální tlak v komoře (tedy lehčí kalhoty atd.), Ale delší vysoký tlak. Kordit může být vyroben v libovolném požadovaném tvaru nebo velikosti. Vytvoření korditu vedlo ke zdlouhavé soudní bitvě mezi Nobelem, Maximem a dalším vynálezcem kvůli údajnému porušení britského patentu .

Anglo-americká společnost pro výbušniny začala vyrábět svůj brokovnicový prášek v Oaklandu v New Jersey v roce 1890. DuPont začal vyrábět dělový balón v Carneys Point Township v New Jersey v roce 1891. Charles E. Munroe z Naval Torpedo Station v Newportu na Rhode Island patentoval formulaci r. 1891. z bavlněného bavlnu koloidovaného s nitrobenzenem, zvaným Indurit . Několik amerických firem začalo vyrábět bezdýmný prach, když společnost Winchester Repeating Arms Company začala v roce 1899 nakládat sportovní náboje práškem Explosives Company. California Powder Works začal vyrábět směs nitroglycerinu a nitrocelulózy s pikrátem amonným jako Peyton Powder začala společnost Leonard Smokeless Powder Company vyrábět nitroglycerin - nitrocelulózové prášky Ruby , Laflin & Rand vyjednal licenci na výrobu Ballistite a DuPont začal vyrábět bezdýmný brokový prach. Armáda Spojených států hodnocena 25 druhů bezdýmného prachu a vybrané Ruby a Peyton prášky jako nejvhodnější pro použití v Krag-Jørgensen servisní pušky. Upřednostňoval se rubín , protože k ochraně mosazných nábojnic před kyselinou pikrovou v prášku Peyton bylo nutné pocínování . Laflin & Rand místo placení požadovaných licenčních poplatků za Ballistite financovala Leonardovu reorganizaci jako American Smokeless Powder Company. Americký armádní poručík Whistler pomáhal veliteli továrny Aspinwall společnosti American Smokeless Powder Company při formulaci vylepšeného prášku s názvem WA pro jejich úsilí. Bezdýmný prach WA byl standardem pro vojenské pušky Spojených států od roku 1897 do roku 1908.

V roce 1897 si poručík námořnictva Spojených států John Bernadou nechal patentovat nitrocelulózový prášek koloidovaný s ether-alkoholem. Námořnictvo licencovalo nebo prodalo patenty na tuto formulaci společnosti DuPont a California Powder Works při zachování výrobních práv pro Naval Powder Factory, Indian Head, Maryland postavené v roce 1900. Armáda Spojených států přijala v roce 1908 formulaci Navy na jedné základně a zahájila výrobu v Picatinny Arsenal . Do té doby převzala společnost Laflin & Rand společnost American Powder Company, aby ochránila své investice, a společnost Laflin & Rand koupila společnost DuPont v roce 1902. Po zajištění 99letého pronájmu společnosti Explosives Company v roce 1903 společnost DuPont využila všech významných bezdýmných práškových patentech ve Spojených státech a byl schopen optimalizovat produkci bezdýmného prachu. Když vládní protimonopolní akce v roce 1912 vynutila odprodej, DuPont si ponechal nitrocelulózové bezdýmné práškové přípravky používané americkou armádou a reorganizované Hercules Powder Company uvolnil formulace s dvojitým základem používané ve sportovní munici . Tyto novější a silnější pohonné hmoty byly stabilnější, a proto se s nimi manipulovalo bezpečněji než Poudre B.

Charakteristika

Vlastnosti hnacího plynu jsou do značné míry ovlivněny velikostí a tvarem jeho kusů. Specifický povrch hnacího plynu ovlivňuje rychlost hoření a velikost a tvar částic určují specifický povrch. Manipulací s tvarem je možné ovlivnit rychlost hoření a tím i rychlost, s jakou se během spalování vytváří tlak. Bezdýmný prach hoří pouze na povrchu kusů. Větší kusy hoří pomaleji a rychlost hoření je dále řízena povlaky odstrašujícími plamen, které mírně zpomalují hoření. Účelem je regulovat rychlost hoření tak, aby na hnanou střelu byl vyvíjen víceméně konstantní tlak tak dlouho, dokud je v hlavni, aby se dosáhlo nejvyšší rychlosti. Perforace stabilizují rychlost hoření, protože jak vnější hoří dovnitř (čímž se zmenšuje plocha hořícího povrchu), vnitřek hoří ven (čímž se zvětšuje plocha hořícího povrchu, ale rychleji, aby se naplnil rostoucí objem hlavně představovaný odcházejícím projektil). Rychle hořící práškové pistole se vyrábějí vytlačováním tvarů s větší plochou, jako jsou vločky, nebo zploštěním sférických granulí. Sušení se obvykle provádí ve vakuu. Rozpouštědla jsou kondenzována a recyklována. Granule jsou také potaženy grafitem, aby se zabránilo jiskrám statické elektřiny způsobujícím nežádoucí vznícení.

Bezdýmný prach neopustí tlustý, těžký znečištění z hygroskopického materiálu, spojeného s černým prachem, který způsobuje koroze na hlavni. (ačkoli některé primery mohou zanechat hygroskopické soli, které mají podobný účinek; nekorozivní primery byly zavedeny ve 20. letech 20. století)

Rychleji hořící paliva generují vyšší teploty a vyšší tlaky, ale také zvyšují opotřebení hlavně.

Nitrocelulóza se časem zhoršuje, čímž vznikají kyselé vedlejší produkty. Tyto vedlejší produkty katalyzují další zhoršování a zvyšují jeho rychlost. Uvolněné teplo v případě hromadného skladování prášku nebo příliš velkých bloků tuhého paliva může způsobit samovznícení materiálu. Jednosložkové nitrocelulózové propelenty jsou hygroskopické a nejcitlivější na degradaci; dvojité a trojité základny mají tendenci se zhoršovat pomaleji. Aby se neutralizovaly produkty rozkladu, které by jinak mohly způsobit korozi kovů kazet a hlavně, je do některých formulací přidán uhličitan vápenatý .

Aby se zabránilo hromadění produktů znehodnocení, jsou přidány stabilizátory . Difenylamin je jedním z nejběžnějších používaných stabilizátorů. Nitrované analogy difenylaminu vytvořené v procesu stabilizace rozkládajícího se prášku se někdy používají jako stabilizátory samotné. Stabilizátory se přidají v množství 0,5 až 2% z celkového množství formulace; vyšší množství má tendenci degradovat jeho balistické vlastnosti. Množství stabilizátoru se časem vyčerpává. Skladované pohonné hmoty by měly být pravidelně testovány na množství zbývajícího stabilizátoru, protože jeho vyčerpání může vést k samovznícení hnacího plynu.

Složení

V současné době jsou hnací látky používající nitrocelulózu ( detonační rychlost 7 300 m/s (23 950 ft/s), faktor RE 1,10) (typicky koloid nitrocelulózy ether-alkohol) jako jedinou výbušnou složku výbušného paliva popisovány jako prášek na jedné bázi .

Směsi hnacích plynů obsahující nitrocelulózu a nitroglycerin (detonační rychlost 7 700 m/s (25 260 stop/s), RE faktor 1,54) jako výbušné složky pohonných látek jsou známy jako dvoubázový prášek . Alternativně lze jako náhradu nitroglycerinu použít diethylenglykoldinitrát (detonační rychlost 6 610 m/s (21 690 ft/s), RE faktor 1,17), pokud jsou důležité snížené teploty plamene bez obětování tlaku v komoře. Snížení teploty plamene výrazně snižuje erozi hlavně a tím i opotřebení.

Během třicátých let minulého století byl jako výbušné složky hnacího plynu vyvinut triple-base propelent obsahující nitrocelulózu, nitroglycerin nebo diethylenglykoldinitrát a značné množství nitroguanidinu (detonační rychlost 8 200 m/s (26 900 ft/s), RE faktor 0,95). Tyto směsi „studených hnacích plynů“ mají sníženou teplotu vzplanutí a plamene, aniž by byl obětován tlak v komoře, ve srovnání s jedno- a dvoubázovými hnacími plyny, i když za cenu většího kouře. V praxi jsou trojité základové pohonné hmoty vyhrazeny hlavně pro munici velkého kalibru, jakou používají například (námořní) dělostřelectvo a tanková děla . Během druhé světové války to mělo nějaké využití britským dělostřelectvem. Po této válce se stal standardním pohonem ve všech britských velkorážných provedeních munice kromě ručních zbraní. Většina západních zemí, kromě Spojených států, šla podobnou cestou.

Na konci 20. století se začaly objevovat nové formulace pohonných hmot. Ty jsou založeny na nitroguanidinu a trhavinách typu RDX (detonační rychlost 8 750 m/s (28 710 ft/s), RE faktor 1,60).

Detonační rychlosti mají při hodnocení reakčních rychlostí nitrocelulózových hnacích plynů formulovaných tak, aby se zabránilo detonaci, omezenou hodnotu. Ačkoli je pomalejší reakce často popisována jako hořící kvůli podobným plynným konečným produktům při zvýšených teplotách, rozklad se liší od spalování v kyslíkové atmosféře. Konverze hnacích plynů z nitrocelulózy na vysokotlaký plyn probíhá z exponovaného povrchu do vnitřku každé pevné částice v souladu s Piobertovým zákonem . Studie tuhé pohonné látky reakcí jedno- a dvakrát bází ukazují, reakční rychlost je řízena přenos tepla přes teplotního gradientu napříč řadou zón nebo fází, jak reakce postupuje z povrchu do pevné látky. Nejhlubší část pevné látky zažívající přenos tepla taje a začíná fázový přechod z pevné látky na plyn v pěnovém pásmu . Plynný pohonný plyn se v okolní šumivé zóně rozkládá na jednodušší molekuly . Energie se uvolňuje ve světelné zóně vnějšího plamene, kde jednodušší molekuly plynu reagují za vzniku běžných produktů spalování, jako je pára a oxid uhelnatý . Pěna zóna působí jako izolátor zpomalení rychlosti přenosu tepla z plamene zóny do nezreagované pevné látky. Rychlost reakce se mění s tlakem; protože pěna umožňuje méně účinný přenos tepla při nízkém tlaku, s větším přenosem tepla, protože vyšší tlaky stlačují objem plynu této pěny. Hnací látky konstruované pro minimální tlak přenosu tepla nemusí při nižších tlacích udržovat zónu plamene .

Mezi energetické složky používané v bezdýmných hnacích plynech patří nitrocelulóza (nejběžnější), nitroglycerin , nitroguanidin , DINA (bis-nitroxyethylnitramin; diethanolamin dinitrát, DEADN; DHE), fivonit (2,2,5,5-tetramethylol-cyklopentanon tetranitrát, CyP) , DGN ( diethylenglykoldinitrát ) a acetylcelulóza.

Ke zpomalení rychlosti hoření se používají odstrašující prostředky (nebo moderátoři). Mezi odstrašující prostředky patří centralites (symetrická difenylmočovina-především diethyl nebo dimethyl), dibutylftalát , dinitrotoluen (toxický a karcinogenní), akardit (asymetrická difenylmočovina), orto-tolyl uretan a polyester adipát. Kafr byl dříve používán, ale nyní je zastaralý.

Stabilizátory zabraňují nebo zpomalují samovolný rozklad. Patří sem difenylamin , vazelína , uhličitan vápenatý , oxid hořečnatý , hydrogenuhličitan sodný a beta-Naftolmethylether. Zastaralé stabilizátory zahrnují amylalkohol a anilin .

Přísady pro odstraňování mědi zabraňují usazování měděných zbytků z pušky. Patří mezi ně cínu kovu a sloučeniny (například oxidu cíničitého ), a vizmut kovu a sloučeniny (například, vizmut oxid , vizmut subkarbonát , dusičnanu vizmutitého , bismut antimonide ); sloučeniny bizmutu jsou upřednostňovány, protože měď se rozpouští v roztaveném vizmutu a vytváří křehkou a snadno odstranitelnou slitinu. Olověná fólie a sloučeniny olova byly kvůli toxicitě vyřazeny.

Aby se snížilo opotřebení výstelky hlavně, jsou přidány materiály snižující opotřebení včetně vosku , mastku a oxidu titaničitého . Velké zbraně používají na pytle s práškem polyuretanové pláště.

Mezi další aditiva patří ethylacetát (rozpouštědlo pro výrobu sférického prášku), kalafuna (povrchově aktivní látka, která drží tvar zrna sférického prášku) a grafit ( lubrikant, který kryje zrna a brání jejich slepení a rozptyluje statickou elektřinu ) .

Redukce blesku

Reduktory blesku ztlumí úsťový záblesk , světlo vyzařované v blízkosti ústí horkými hnacími plyny a chemické reakce, které následují, když se plyny mísí s okolním vzduchem. Před vystřelením projektilů může dojít k mírnému předblesku plynů unikajících kolem projektilů. Po ústí tlamy je teplo plynů obvykle dostatečné k vyzařování viditelného záření: primární záblesk. Plyny se rozpínají, ale když procházejí Machovým kotoučem, jsou znovu stlačeny za vzniku přechodného záblesku. Horké, hořlavé plyny (např. Vodík a oxid uhelnatý) mohou následovat, když se smíchají s kyslíkem v okolním vzduchu a vytvoří sekundární záblesk, nejjasnější. K sekundárnímu záblesku obvykle nedochází u ručních zbraní.

Nitrocelulóza obsahuje nedostatek kyslíku k úplné oxidaci uhlíku a vodíku. Deficit kyslíku se zvyšuje přidáním grafitu a organických stabilizátorů. Produkty hoření uvnitř hlavně zahrnují hořlavé plyny jako vodík a oxid uhelnatý. Při vysoké teplotě se tyto hořlavé plyny vznítí, když se turbulentně smíchají s atmosférickým kyslíkem za ústí hlavně. Během nočních střetnutí může záblesk vytvořený zapalováním odhalit polohu zbraně nepřátelským silám a způsobit dočasnou noční slepotu mezi posádkou zbraně pomocí foto-bělení vizuální purpurové barvy .

Na ručních palných zbraních se běžně používají potlačovače záblesků ke snížení zábleskových podpisů, ale tento přístup není pro dělostřelectvo praktický. Byl pozorován záblesk dělostřeleckého čenichu až 150 stop (46 m) od čenichu, který se může odrážet od mraků a být viditelný na vzdálenost až 48 kilometrů. Pro dělostřelectvo je nejúčinnější metoda hnacího plynu, který produkuje velký podíl inertního dusíku při relativně nízkých teplotách, které ředí hořlavé plyny. K tomu se používají trojité hnací látky kvůli dusíku v nitroguanidinu.

Flash redukce zahrnují chlorid draselný , dusičnan draselný , síran draselný a bitartrát draselný (kyselý vinan draselný: vedlejší produkt výroby vína dříve používaný francouzského dělostřelectva). Před použitím trojitých hnacích plynů bylo obvyklou metodou bleskové redukce přidání anorganických solí, jako je chlorid draselný, aby jejich specifická tepelná kapacita mohla snížit teplotu spalovacích plynů a jejich jemně rozdělený částicový kouř mohl blokovat viditelné vlnové délky sálavé energie spalování.

Všechny reduktory blesku mají nevýhodu: produkci kouře.

Výrobní

Prášky na ruční munici

Bezdýmný prášek lze za použití rozpouštědel, jako je ether, rozdrtit na malé kulovité kuličky nebo vytlačit do válců nebo pásů s mnoha tvary průřezu (proužky s různými obdélníkovými proporcemi, válce s jedním nebo více otvory, štěrbinové válce). Tyto výlisky lze krájet na krátké („vločky“) nebo dlouhé kusy („šňůry“ dlouhé mnoho palců). Největší kusy má kanónový prášek.

Námořnictvo Spojených států vyráběné single-base trubkový prášek pro námořní dělostřelectvo v Indian Head, Maryland , počínaje rokem 1900. Podobné postupy byly použity pro Spojené státy armádní produkce na Picatinny Arsenal začíná v roce 1907, a pro výrobu menších zrnitou Lepší Vojenská puška (IMR) prášky po roce 1914. Bavlněná vložka s krátkými vlákny se povařila v roztoku hydroxidu sodného, aby se odstranily rostlinné vosky, a poté se sušila před přeměnou na nitrocelulózu smícháním s koncentrovanou kyselinou dusičnou a sírovou . Nitrocelulóza v tomto bodě výrobního postupu stále připomíná vláknitou bavlnu a byla typicky identifikována jako pyrocelulóza, protože by se spontánně vznítala na vzduchu, dokud by byla odstraněna nezreagovaná kyselina. Používal se také termín guncotton; ačkoli některé odkazy identifikují dělostřelectvo jako rozsáhleji nitrovaný a rafinovaný produkt používaný v torpédových a důlních hlavicích před použitím TNT .

Nezreagovaná kyselina byla odstraněna z pyrocelulózové buničiny vícestupňovým drenážním a mycím procesem podobným tomu, který se používá v papírnách při výrobě chemické buničiny . Alkohol pod tlakem odstranil zbývající vodu z vypuštěné pyrocelulózy před smícháním s etherem a difenylaminem. Směs byla poté vedena lisem vytlačujícím dlouhou trubkovitou šňůrovou formu, která byla rozřezána na zrna požadované délky.

Alkohol a ether se poté odpařily ze „zelených“ zrnek prášku na zbývající koncentraci rozpouštědla mezi 3 procenty u puškových prášků a 7 procent u velkých zrn dělostřeleckého prášku. Rychlost hoření je nepřímo úměrná koncentraci rozpouštědla. Zrna byla potažena elektricky vodivým grafitem, aby se minimalizovala tvorba statické elektřiny při následném míchání. „Šarže“ obsahující více než deset tun práškových zrn byly promíchány věžovým uspořádáním míchacích násypek, aby se minimalizovaly balistické rozdíly. Každá směsná šarže byla poté podrobena testování, aby se určila správná nabíjecí dávka pro požadovaný výkon.

Vojenské množství starého bezdýmného prachu bylo někdy přepracováno na nové spousty pohonných hmot. Ve dvacátých letech minulého století pracoval Fred Olsen v Picatinny Arsenal a experimentoval se způsoby, jak zachránit tuny jednoplášťového dělového prášku vyrobeného pro první světovou válku . Olsen byl zaměstnán společností Western Cartridge Company v roce 1929 a vyvinul způsob výroby sférického bezdýmného prachu do roku 1933. Přepracovaný prášek nebo promytá pyrocelulóza může být rozpuštěna v ethylacetátu obsahujícím malé množství požadovaných stabilizátorů a dalších přísad. Výsledný sirup, kombinovaný s vodou a povrchově aktivními látkami , může být zahříván a míchán v tlakové nádobě, dokud sirup nevytvoří emulzi malých kulovitých kuliček požadované velikosti. Ethylacetát oddestiluje, protože tlak se pomalu snižuje, aby zůstaly malé kuličky nitrocelulózy a přísad. Koule mohou být následně modifikovány přidáním nitroglycerinu pro zvýšení energie, zploštěním mezi válečky do jednotného minimálního rozměru, potažením ftalátovými odstraňovači pro zpomalení vznícení a/nebo zasklením grafitem pro zlepšení tokových charakteristik během míchání.

Moderní bezdýmný prach vyrábí ve Spojených státech společnost St. Marks Powder , Inc., kterou vlastní společnost General Dynamics .

Dopad

Bezdýmný prach umožňoval samonabíjecí střelné zbraně s mnoha pohyblivými částmi (které by se jinak zasekly nebo zadřely při silném znečištění černým práškem). Bezdýmný prach umožnil vývoj moderních polo- a plně automatických střelných zbraní a lehčích závěrů a hlavně pro dělostřelectvo.

Viz také

Reference

Bibliografie

  • Campbell, John (1985). Námořní zbraně druhé světové války . Naval Institute Press. ISBN 0-87021-459-4.
  • Davis, Tenney L. (1943). The Chemistry of Powder & Explosives (Angriff Press [1992] ed.). John Wiley & Sons Inc. ISBN 0-913022-00-4.
  • Dallman, John (2006). "Otázka 27/05:" Flashless "Propellant". Warship International . XLIII (3): 246. ISSN  0043-0374 .
  • Davis, William C., Jr. (1981). Ruční nakládání . National Rifle Association of America. ISBN 0-935998-34-9.Správa CS1: více jmen: seznam autorů ( odkaz )
  • Fairfield, AP, CDR USN (1921). Námořní arzenál . Lord Baltimore Press.Správa CS1: více jmen: seznam autorů ( odkaz )
  • Gibbs, Jay (2010). "Otázka 27/05:" Flashless "Propellant". Warship International . XLVII (3): 217. ISSN  0043-0374 .
  • Grobmeier, AH (2006). "Otázka 27/05:" Flashless "Propellant". Warship International . XLIII (3): 245. ISSN  0043-0374 .
  • Grulich, Fred (2006). "Otázka 27/05:" Flashless "Propellant". Warship International . XLIII (3): 245–246. ISSN  0043-0374 .
  • Hatcher, Julian S. & Barr, Al (1951). Ruční nakládání . Hennage Lithograph Company.
  • Matunas, EA (1978). Data načítání prášku Winchester-Western Ball . Olin Corporation.
  • Wolfe, Dave (1982). Profily pohonných hmot, svazek 1 . Vydavatelská společnost Wolfe. ISBN 0-935632-10-7.

externí odkazy