BE617532A - - Google Patents

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BE617532A
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/04—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive
    • C06B45/06—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component
    • C06B45/10—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component the organic component containing a resin

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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Nouvelles compositions monopropulsives hétérogènes. 



   L'invention a pour objet de nouvelles compositions monopropulsives hétérogènes capables d'engendrer des gaz qui contiennent une grande énergie disponible pour des usages tels que la production d'une poussée ou d'une force motrice, d'énergie thermique ou d'une pression de gaz. Plus particu- librement, elle a pour objet des compositions monopropulsives 
 EMI1.1 
 plastiques, de forte densité ,..,pouyani.¯4tre .extradées -et- --con- servant leur forme, comprenant un oxydant solide finement di- visé dispersé dans une gangue continue d'un combustible liqui- de visqueux. 



   Le mot "monopropulsive" qualifie une composition 
 EMI1.2 
 t: I'' .l qui se suffit pratiquement à elle-même quant à ses besoins en oxydant, à la différence des compositions bipropulsives 

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 dans lesquelles le combustible est maintenu séparé de la sour- ce d'oxydant jusqu'à ce qu'ils se mélangent au point de com- bustion. Le mot "hétérogène" qualifie un système à deux phases comprenant un oxydant solide et une gangue liquide. 



   Un agent monopropulsif plastique hétérogène qui peut être extrudé sous pression dans une chambre de combus- tion sous la forme d'une masse ou colonne cohérente, conser- vant sa forme et avançant continuellement et y être allumée Je façon telle que la face antérieure de la masse en proges- sion brûle pour engendrer des gaz de combustion chauds à hau- te pression, réunit beaucoup des avantages des agents propul- sifs liquides et solides et élimine beaucoup de leurs incon- vénients. 



   Ces agents monopropulsifs plastiques hétérogènes, comprenant un oxydant insoluble finement divisé dispersé dans une gangue continue oxydable de combustible organique qui est un liquide mobile comprenant un ou plusieurs constituants li- quides organiques présentant tous une tension de vapeur maxi- male d'environ 25 mm de   Hg   à 100 C et dont au moins un est un composé inerte nécessitant un oxydant extérieur pour sa com- bustion, ont été mis au point récemment dans les laboratoires de la demanderesse. 



   Pour brûler uniformément de tels agents monopro- pulsifs hétérogènes plastiques, il est   essentiel   qui? l'oxydant   solide -et   tout autre constituant solide tel   quun   combustible métallique finement divisé reste dispersé de façon uniforme et stable. Il est désirable aussi que la composition soit thixotropique, c'est-à-dire qu'au-dessus d'un certain effort minimal sa fluidité tende à augmenter en raison directe de l'effort et à diminuer quand l'effort diminue. Pour obtenir 

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 la stabilité de phase et la thixotropie désirées, il était gé- néralement nécessaire antérieurement de dissoudre un agent de gélification dans la gangue liquide.

   Cela présente l'incon- vénient pratique de nécessiter une étape supplémentaire de gé- lification, fréquemment accompagnée d'un chauffage visant à dissoudre l'agent de gélification. La synérèse et la   destrac-   tion irréversible de la structure de gel qui se produisent dans des conditions telles que la congélation limitent aussi la gamme d'utilité de beaucoup des compositions gélifiées. 



   L'invention a pour but de fabriquer des composi- tions monopropulsives hétérogènes stables, de forte densité, pouvant être extrudées, comprenant un oxydant solide finement divisé dispersé dans un polymère liquide visqueux, et desti- née à être extrudée, sous la forme de masses cohérentes conser- vant leur forme et avançant de façon continue, dans une cham- bre de combustion où elles sont brûlées et engendrent des gaz à grande énergie servant à produire une poussée, une force mo- trice, de la chaleur ou une pression de gaz. 



   Un autre but est de fabriquer des compositions de ce genre qui possèdent la platicité, la cohésion et la résistance à la traction désirées, et qui ne présentent aucune séparation de phase, sans nécessiter l'addition d'un agent de gélification. 



   D'autres buts et avantages apparaîtront dans la 
 EMI3.1 
 -#-descri-ptiotT'détsill'é'e' 'qur''?cn't'"""""""""#'"""#'"#"#' ' ' "' "'" 
On a trouvé qu'un véhicule combustible liquide formé au moins en partie d'un polymère organique liquide vis- queux et présentant une viscosité minimale d'environ 400 cPo 
 EMI3.2 
 et de préférence d'environ 1500 à 25 C, maintient i' oxydant solide finement divisé et les autres constituants'solides tels 

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 que le combustible métallique finement divisé à l'état de dis- persion uniforme et stable, sans séparation, pendant un laps de temps indéfini, et communique en outre d'excellentes pro- priétés thixotropiques¯au mélange propulsif plastique sans nécessiter l'addition d'un agent de gélification. 



   Les nouvelles compositions monopropulsives de 1: invention sont donc constituées   par.des   dispersions stables d'un oxydant solide insoluble finement divisé dans une gangue continue de combustible liquide non volatil qui comprend un polymère organique liquide visqueux pouvants'oxyder en formas*. des gaz de combustion chauds. Les compositions peuvent aussi contenir en dispersion un métal finement divisé comme consti- tuant combustible supplémentaire. Quand on mélange au liqui- de des quantités appropriées des solides finement divisés, on obtient des compositions monopropulsivesplastiques pouvant 
 EMI4.1 
 être cxtrudéesy présent:nt -un cotrés3on suff isante pour con-- server la forme donnée tout on é è:1i capable de couler de fa- çon continue à une température ordinaire ou réduite.

   Les com- positions plastiques possèdent des caractéristiques de   liqui-   des non newtoniens,   c'est-à-dire   qu'elles coulent seulement sous un effort fini. 



   Ces agents monopropuisirs plastiques de forte den- sité sont particulièrement propres à être amenés sous pression, aux températures ambiantes, d'une chambre de réserve dans une chambre de combustion, sous toute forme cohérente continue dé- sirée, par exemple sous forme de colonne, de ruban etc... la combustion se produisant sur la face- antérieure de la matière en progression. Un tel système plastique à deux phases dans lequel l'oxydant solide est uniformément dispersé dans une gangue liquide continue, assure un coulage cohérent et régulier;: 

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 et, chose très importante, une vitesse constante de combustion massique pour une aire donnée de surface de combustion accessi- ble. A cet égard, les propriétés de combustion sont similai- res à celles d'une poudre propulsive solide. 



   La cohésion et la persistance de forme de la ma- tière monopropulsive doivent être suffisantes pour qu'elle possède une résistance minimale à la traction d'environ 0,7 g/cm2 et de préférence d'au moins 2,1 g/cm2. Toutefois, la matière doit pouvoir couler do façon continue à   des   tempéra- tures ordinaires ou réduites, sous un effort ou une pression. 



   Il est   indésirable' pour   des raisons   pratiques   d'appliquer des pressions excessives pour produire le coulage voulu, mais évi demment les dispositifs producteurs de pression dont on dis-- pose varient suivant les applications. De préférence, l'ef- fort de cisaillement maximal qu'il est nécessaire d'exercer sur une paroi pour amorcer et entretenir le coulage   de   la com- position aux températures ordinaires ou ambiantes n'ost pas supérieur à environ 70 g/cm2 et le   maxinum   est d'environ 700   g/cm2   
Les propriétés physiques que présente le mélange plastique susceptible d'extrusion, par exemple la cohésion, la résistance à la traction, la pression nécessaire pour   ob-   tenir le coulage et la stabilité du système à deux phases,

   sont largement déterminées par des facteurs tels que la visco-- sité de la gangue combustible liquide, la concentration et la grosseur de particules de la phase dispersée solide. On peut augmenter ou diminuer les propriétés citées on augmentant ou en diminuant la viscosité de là gangue liquide, en augmentant ou en diminuant la charge de solides dispersés, ou en agissant à la fois sur ces deux facteurs.

   Etant donné que la charge 

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 de solides, c'est-à-dire la concentration d'oxydant solide, ou colle d'oxydant et de combustible métallique finement divisée, peut seulement varier dans une césure limitée pour une appli-- cation particulière étant donné les propriétés voulues de pro- duction de gaz, la viscosité de la gangue liquide devient un moyen très avantageux et sur lequel on peut agir facilement pour donner à la composition monopropulsive hétérogène des pro priétés physiques calculées spécialement pour toute applica- tion donnée. 



   Aux fortes charges de solides, par exemple environ 
75 % en poids ou davantage, une gangue combustible liquide présentant une viscosité relativement faible (mais au moins égale à 400 cPo environ et de préférence à 1500 cPo) est pro- pre à assurer la stabilité voulue contre la séparation et les autres propriétés physiques   essentielles .   La viscosité plus faible du liquide, dans l'intervalle permis, facilite aussi le mélange et la dispersion   uniforme   de la forte   concentration   de solides dans le véhicule liquide.

   Lorsqu'on désire des compositions propulsives riches on combustible., pour des   appli-   cations telles que les turbines à gaz qui nécessitent des tem- pératures de combustion relativement basses, on peut ramener la quantité d'oxydant solide au niveau désiré tout en   mainte-   nant la stabilitévoulue de dispersion, la cohésion voulue et. les autres caractéristiques physiques désirées, en utilisant une gangue combustible liquide de plus forte viscosité. 



   On peut obtenir toute viscosité désirée en choisis- sant un polymère liquide qui présente la viscosité voulue, en mélangeant dans les proportions voulues le même polymère ou des polymères liquides différents de viscosités différentes - ou on diluant un polymère liquide de forte viscosité avec tout 

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 combustible liquidenon volatil, miscible et pratiquement   non   visqueux, c'est-à-dire avec un liquide qui brûle en formant des gaz de combustion chauds et dont la viscosité est inféri- eure à celle que l'on désire donner à la gangue liquide dans son ensemble. Ainsi, la viscosité   d'un   tel diluant liquide; pou être   notablement   inférieure à 400   cPo .   



   Le polymère qui forme la gangue liquide en tota- lité ou en partie peut être tout   poivrière   organique qui. tout en étant visqueux, est suffisamment mobile pour couler aux températures ordinaires et qui présente à   25 C   une viscosité minimale d'environ 400 cPo, de préférence d'environ 1500   cFo.   



   Ces polymères liquides ont généralement un poids moléculaire relativement faible en comparaison des polymères solides, le poids   moléculaire   variant suivant le polymère dont il s'agit¯ 
Le polymère est do préférence de ceux qui ne polynérisent pas davantage pendant la conservation avec augmentation de   visco-   sité ou solidification, ou bien de ceux que l'on peut   stabili-   ser contre une polymérisation plus poussée en ajoutant un in- hibiteur approprié.

   Comme exemples de polymères liquides pro pres à l'usage considéré, on citera les polymères liquides d' hydrocarbures à poids moléculaire relativement faible, tels que le polyéthylène, le polypropylène, le polyisobutylènen le poly- isoprène et le caoutchouc liquide préparé par dépolymérisation thermique partielle du caoutchouc naturel ou synthétique ; les siloxanes à faible poids moléculaire tels que le méthylsilo- xane, le   phénylsiloxane   et le   néthylphénylsiloxane ;   les poly- estersalkydes liquides tels que les esters de   polyoxyéthylè-   ne ou de   polyoxypropylène   d'un diacide comme les acides adi- pique, sébacique, succinique, maléique, phtalique, téréphta- lique et isophtalique ;

   les esters acryliques et métacryliques 

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 liquides tels que le polyméthacrylate de méthyle ; les poly- diols visqueux à poids moléculaire élevé comme ceux qui sont obtenus à partir du   polyoxyéthylèno,   du polyoxypropylène et du polytétrahydrofurane ; les-polymères   époxydés   liquides ; les polymères phénoliques liquides comme les polymères phé- nol/formaldéhyde ; et beaucoup d'autres. 



   On peut choisir le polymère liquide pour ses pro- priétés de production de gaz et son besoin d'oxygène, confor- mément aux conditions particulières dictées par l'usage au- quel est destiné la compositior. propulsive. Dans certains cas par exemple, il peut être désirable d'utiliser un poly- mère tel qu'un polyester ou un siloxane dans lequel l'oxygène combiné, tout en n'étant pas disponible pour une nouvelle oxy- dation, diminue les besoins stoechiométriques d'oxydant que présente la molécule dans son ensemble. 



   Comme on l'a dit plus haut, on peut régler sur mesure la viscosité de la gangue combustible liquide pour   tou-   te composition particulière en associant des polymères liqui- des de viscosité différente. Les polymères peuvent être chi-   miquement   semblables mais de poids moléculaire différent et donc de viscosité différente. On peut fért bien utiliser aus- si des mélanges de polymères liquides chimiquement différents et de viscosité différente. 



   Dans certains cas,. il peut être avantageux de di- luer un polymère liquide très visqueux avac une quantité   suf-   fisante de combustible liquide miscible non volatil et prati- quement non visqueux pour obtenir une gangue liquide présen- tant la viscosité particulière désirée.- Non seulement cela élargit la gamme de compositions de combustible dont on dispo- se, mais on outre cela peut servir à diminuer l'adhésivité qui caractérise certains des polymères liquides. 

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   Le constituant combustible liquide non visqueux et non. volatil peut être un composé organique inerte, c'est-à- dire un composé qui est combustible et donne des produits de combustion gazeux mais qui a besoin d'un oxydant extérieur pour s'oxyder. Toutefois, il peut contenir et contient de pré- férence de   l'oxygène .combiné   qui n'est pas disponible dans une mesure appréciable pour une oxydation plus poussée, par exem- ple de l'oxygène relié à un atome de carbone, de silicium, de soufre ou de phosphore dans la molécule . Ces combustibles li- quides inertes présentent l'avantage, important dans certai- nes applications, de diminuer les besoins stoechiométriques d'oxygène et, lorsque l'oxygène est relié à un atome de car- bone de la molécule, de diminuer la formation de suie. 



   Comme exemples de combustibles organiques liquides inertes,.non volatils-et¯pratiquement non visqueux qui peu- vent convenir, on citera les hydrocarbures, par exemple le   triéthylbenzène,   le dodécane   etc... ;   les composés contenant des atomes d'oxygène reliés à un atome de carbone comme les esters, par exemple le maléate de   diméthyle,   le phtalate de   diéthyle,   l'oxalate de dibutyle, le sébaçate de dibutyle, 1' adipate de dioctyle, etc... ; les alcools comme l'alcool ben- zylique, l'éthylèneglycol, le triéthylèneglycol etc... ; les others comme l'éther méthyl-alpha-naphtylique ; les cétones, par exemple la   benzyl-méthylcétone,   la phényl-o-tolyloétone, l'isophorone ;

   les acides cosse l'acide   2-éthylhexoïque,     l'a-   cide caproïque, l'acide heptylique normal etc... ; les aldé- hydes comme le cinnamaldéhyde ;les   composés   organiques azotée comme les amines, par exemple la N-éthylaniline, la   tributyla-.     mine, la diéthylaniline ; nitriles comme le capronitrile ;    les composés phosphores comme le phosphate de triéthyle ; les 

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 composés soufrés comme le sulfate de diéthyle, et beaucoup d'autres. Ces combustibles liquides organiques ont des viscc- sités notablement inférieures à 400 cPo à 25 C. 



   Comme diluant de réglage de viscosité, on   peu-!   aus- si utiliser des combustibles liquides non volatils, pratiquement non visqueux, qui sont auto-oxydants c'est-à-dire qui contien- nent en combinaison de l'oxygène ou un autre élément comme le chlore ou le fluor qui est disponible pour l'oxydation d'autres constituants de la molécule, ces corps étant utilisés seuls ou conjointement avec un combustible liquide inerte non vis- queux.

   L'avantage d'un tel constituant liquide actif est qu' il améliore le bilan d'oxygène du mélange propulsif et permet d'obtenir plus facilement les niveaux   stoéchiométriques   d'oxy- gène, car il joue le rôle de véhicule fluide de l'oxydant so- lide, et en même temps il diminue la quantité totale d'oxydant solide nécessaire pour brûler la proportion diminuée de poly- mère liquide inerte, ou de polymère liquide et de combustible liquide inerte non visqueux. Il est particulièrement avanta- geux d'utiliser un diluant liquide non visqueux actif avec des liquides inertes qui ont un grand besoin d'oxygène comme les polymères d'hydrocarbure,oix-avec des combustibles   métalliques   finement divisés ajoutés. 



   Comme exemples de liquides auto-oxydants appropriés non volatils et pratiquement non visqueux, qui ont une   viscosi-   té inférieure à 400 cPo à 25 C et qui peuvent servir   avantageu-     sement,   on citera la nitroglycérine, le dinitrate de   diéthylè-   neglycol, le trinitrate de   pentaérythritol   et le trinitrate do butanetriol-1,2,4. Il y a lieu de noter que le polymère liqui- de inerte   phlegmatise   ces liquides sensibles de sorte que les mélanges monopropulsifs hétérogènes contenant ces constituant 

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 liquides actifs sont cependant   suffisamment   insensibles à la chaleur et au choc. 



   La quantité de constituant combustible liquide pra- tiquenent non visqueux n'est pas déterminante et elle est   dé-     terminée   par la viscosité du polymère liquide et la viscosité que l'on désire donner à la gangue combustible liquide. Lors- que, pour une application particulière, on désire une quantité notable d'un liquide non visqueux particulier, tel qu'un com- pose inerte ou actif oxygéné, on peut éviter une diminution excessive de la viscosité de la gangue liquide en utilisant un poivrière de viscosité suffisamment élevée pour augmenter la viscosité du mélange liquide jusqu'au niveau désiré. 



   Il est essentiel que le combustible liquide soit non volatil pour assurer une conservation prolongée   cène   à des températures ambiantes relativement élevées, sans perte du constituant liquide par vaporisation. Cela est   nécessaire   non seulement pour naintenir les caractéristiques de   combus-   tion prévues pour l'agent   nonopropulsif,   nais aussi pour con- server les propriétés physiques désirées. S'il se vaporise   suffisamment   de combustible liquide pour qu'il reste une mas se solide granulaire, l'agent   nonopropulsif   ne convient plus au Gode d'utilisation désiré.

   Les polymères liquides sont caractérisés de façon générale par l'absence voulue de volati- lité, de sorte que sur ce point, il est seulement nécessaire de faire preuve de discernement en ce qui concerne le diluant liquide non visqueux éventuellement utilisé. La tension maxi- male de vapeur de ces diluants non visqueux n'est de   préféren-   ce pas supérieure à 25 mm de Hg environ   à   100 C. 



   La quantité de véhicule combustible liquide que contient la conposition est   déterminante   en ce sens qu'il 

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 doit être présent en quantité suffisante pour former une gan- gue continue dans laquelle la   phase   solide'est dispersée. 



   Cette quantité varie dans une certaine mesure suivant les   so-   lides particuliers qu'il s'agit de disperser, leur forme et leur degré de division, et on peut   facilement   la   déterminer   par des essais usuels. La quantité   minimale   de liquide néces- saire est   générale tient   d'environ 8 %, habituellement d'environ 10 % en poids. Au delà du minimum, nécessaire, on peut utilisa toute proportion désirée de combustible liquide par rapport au solide dispersé, suivant les propriétés de combustion   désirées.   car on peut obtenir les propriétés désirées de cohésion et de persistance do forme en réglant la viscosité de la gangue M qui de. 



     L'oxydant   solide peut être tout oxydant actif   ap-   proprié qui fournit   facilement   de l'oxygène pour brûler le combustible et qui est insoluble dans le véhicule combustible liquide. Les oxydants appropriés comprennent les sels   oxydâmes   minéraux tels que lus   porchlorates   ou   nitrates   d'ammonium, de sodium, je potassium et de lithium, les peroxydes   métalliques   tels que le   peroxyde   de   baryum,   etc...

   L' oxydant solide doit être finement divisé, de préférence à une grosseur   maximale   de particules d'environ 300-600   nierons,   peur assurer une dis- persion uniforme et stable de l'oxydant dans le combustible liquide afin qu'il ne se sépare pas ou ne se dépose pas, même après une conservation prolongée, nais des particules un peu plus grosses, par exemple atteignant 1000 microns environ, peuvent se maintenir dans la gangue   combustible   visqueuse sans séparation. La grosseur optinale de particules est déterminée dans une mesure considérable par la viscosité de la gangue li- quide particulière et   1' homme   de l'art pourra facilement la 

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 déterminer par des essais usuels.

   Bien que ce ne soit pas es-   sentiel,   il est souvent désirable que les particules présentent une certaine dispersion de grosseur, étant donné que cela amé- liore l'effet de charge en augmentant les quantités de solides que l'on peut incorporer. On obtient des charges   améliorées   quand los particules d'oxydant présentent une distribution le. grosseur telle que le rapport minimal entre la grosseur des plus petites particules et celle des plus grosses est   d'envir''.   



   1 :2, de préférence d'environ 1 :10 . 



   La quantité d'oxydant solide incorporé varie,   bi@   entendu, suivant la nature et laconcentration des   constitu@@@   combustibles do la composition, suivant l'oxydant et les be soins particuliers d'une application donnée, par exemple le dégageront de chaleur et le taux de dégagement de gaz   désiré;''.   et l'homme de l'art pourra   facilement   la calculer.   La     liait-   supérieure do l'addition d'oxydant est posée   coule ment   par la condition d'après laquelle il doit être   dispersé   dans une   @   gue continue du véhicule liquide.

   Etant donné que   l'un     p@@t   introduire jusqu'à 80-92 % do solides finement divisés dans le véhicule liquide, on pout   généralement   obtenir, lorsqu'on le désire, des niveaux   stoechiométriques   d'oxydant   relativement   au liquide   inerte,  ou au liquide inerte et au combustible mé- tallique, en ajoutant un diluant non visqueux auto-oxydant servant à régler la viscosité.

   Comme on l'a indiqué, il ce peut que dans certaines applications les niveaux stoéchiométr ques d'oxydation ne soient pas nécessaires ni même désirables. et on peut diminuer en conséquence la quantité d'oxydant ;   @   est seulement- essentiel   qu'il   y ait suffisamment d'oxydant pour assurer la combustion active des constituants combustible et un degré approprié de dégagement de gaz pour l'utilisation visée. 

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 EMI14.1 
 Dans la composition ,onopropulsive, on peut into- duire   coce   constituant combustible supplémentaire, en même temps nue le combustible liquide, des poudres métalliques so- 
 EMI14.2 
 lides finement divisées, par exemple Al, !.'ig, Zr, B, Be, Ti e+, Si.

   Ces poudres métalliques ont à la fois l'avantage d' aug;:K';l" tcr la densité et d1 améliorer la poussée spécifique de l'agent nonopropulsii par suite de leur chaleur de combustion élevée. 



  Les particules métalliques doivent avoir de préférence une 
 EMI14.3 
 grosseur cor.prise: .entre 0,25 et 50 microns environ. La quan- tité ajoutée de ce combustible métallique n'est pas déterminan- te, mais elle sera déterminée large cent par l'utilisation vi- 
 EMI14.4 
 siée et par les propriétés physiques que l'on veut donner à 1 . composition, ainsi qu'il est indiqué plus haut. Mené des ad- ditions très faibles, par exemple 1 ou 2 % en poids, :1ugr ,;n ,'l", la densité et-la-chaleur do combustion. En général, le r:Gt;'l- constituera LU1" ¯inJri té du poids de l.: conposition propulsi- vo, lus 11'¯:Lt s :':?t7.¯.¯:1:5 ea<?Ilt fixées par la nécessité d'évi- ter la   granulation   du mélange et un déficit   excessif   dans   'La   
 EMI14.5 
 quan t : t6 d'oxydant. 



  D'autres additifs qui peuvent être incorporés aux compositions r.onopropulsives comprennent par 0xoDple des ce t: ,.- lysurs de vitesse de conbustion tels que le dichronate d',I-.-- noniun, le chror.ite de cuivre et le ferrocyanure ferrique ; ::l,',' agents de refroidissenent servant à abaisser la température des gaz engendrés lorsque c'est nécessaire comme dans le cas de certaines applications de turbine, par exemple le   phospha-   
 EMI14.6 
 te de nonoarnoniun, l'acide barbiturique et l'oxalate d' 0.::::,0" nium; etc ... 



   On prépare les agents   nonopropulsifs   hétérogènes 
 EMI14.7 
 en nélangeant siaplonont les constituants dans tout mélangeur 

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 approprié. Outre leur simplicité, les opérations de   fabrica-   tion sont relativement peu   dangeureuses   étant donné la faible sensibilité des constituants.   Même   lorsqu'une partie du com-   bustiblc   liquide est un composé très actif tel que la nitro- glycérinela dilution par le polymère liquide inerte diminue 
 EMI15.1 
 forte no nt la sensibilité au choc... - . 



   Le tableau I récapitule diverses compositions pre-   pulsives   dans lesquelles on utilise   comme   gangue   combustible   liquide visqueuse dos   polyisobutylènes   liquides de   différente   poids moléculaires et de différentes viscosités. Dans certaine cas, on utilise le phtalate de dibutyle et une huile de sili cone à faible viscosité pour régler la viscosité et pour   di@@   de 
 EMI15.2 
 nuer l'adhésivité. On introduit/ 1 'aluni nium en poudre dant cc..rt--.inc.s des compositions pour augmenter la poussée spécifie que.

   On .Ï-nc-lut- du- chroni-te de -cuivre corne catalyseur dans 0 certaines des compositions afin d'augricrroer la vitesse de c ci bustion a de diminuer l'exposant de pression ; L 1'; 2rt cn-j trs :rc7u si l'on compare les n  24 et 25, ju 23 .t 2"; . 



  Les données balistiques sont indiquées lorsqu'on --8 r¯.,: :¯ . 



  Tableau I 
 EMI15.3 
 Coi.pp8ii.ion n ll n 12 n013 n014 nOl nOlC (parties en -i -/## ''" no 3 n x i,al ----D0rchlorato 3tar;ro- 
 EMI15.4 
 
<tb> nium <SEP> broyé <SEP> à <SEP> 6900
<tb> 
<tb> tr/mn <SEP> (1) <SEP> 39,27 <SEP> 42,67 <SEP> 41,80
<tb> 
<tb> porchlorate <SEP> d' <SEP> ammo-
<tb> 
<tb> niun <SEP> non <SEP> braye <SEP> (2) <SEP> 19,63 <SEP> 21,33 <SEP> 20,90
<tb> 
 
 EMI15.5 
 perchlorate d'aa.:

  ¯.- 
 EMI15.6 
 
<tb> nium <SEP> broyo <SEP> à <SEP> 14000
<tb> 
 
 EMI15.7 
 tr/rTI (3) 75.00 75.00 75.Or. polvisobutylène (4) 
 EMI15.8 
 
<tb> poids <SEP> moléculaire <SEP> en-
<tb> 
<tb> viron <SEP> 600 <SEP> 19,75 <SEP> 25,00 <SEP> 15,00 <SEP> 11,80 <SEP> 15.00
<tb> 
<tb> polyisobutylène <SEP> (5)
<tb> 
<tb> poids <SEP> moléculaire
<tb> 
<tb> 8700-10 <SEP> 000 <SEP> 10,CO <SEP> 18.75
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 16> 

 
 EMI16.1 
 Cojposition n 11 n012 nol3 n014 nol5 n 16 
 EMI16.2 
 
<tb> (parties <SEP> en <SEP> poids)
<tb> 
<tb> suite
<tb> 
<tb> 
<tb> polyisobutylène <SEP> (6)
<tb> 
 
 EMI16.3 
 poids oluculaire 340 
 EMI16.4 
 
<tb> phtalcte <SEP> do <SEP> dibutylc <SEP> 6,25
<tb> huile <SEP> de <SEP> silicono
<tb> 
<tb> 500 <SEP> cPo <SEP> (7)
<tb> aluminium <SEP> (8) <SEP> 21,10 <SEP> 21,00 <SEP> 25,50
<tb> 
 
 EMI16.5 
 Chroràte de cuivre 1,00 1,00 0,

  50 
 EMI16.6 
 
<tb> Mouillant <SEP> 0,75 <SEP> 0,75 <SEP> 0,75
<tb> 
<tb> Données <SEP> balistiques <SEP> à
<tb> 21 C <SEP> et <SEP> 70 <SEP> kg/cm2:
<tb> 
<tb> vitesse <SEP> de <SEP> combustion
<tb> 
 
 EMI16.7 
 (r;s/s) -7 g exposant de pression 0,59 .COIp0iti0n. n017 nu.Lo nOl9' n020. n021 n022 (partles on -.oidsl , n 17 n 1d n lg n 20 - n 21 , n 2r ¯¯ perchlorate d 1 a::-o- 
 EMI16.8 
 
<tb> niun <SEP> broyé <SEP> à <SEP> 6900
<tb> 
<tb> tr/@n <SEP> (1) <SEP> 50,00 <SEP> 50,00
<tb> 
 
 EMI16.9 
 porchlorato 3'a-:¯o- 
 EMI16.10 
 
<tb> nium <SEP> non <SEP> broyé <SEP> (2) <SEP> 25,00 <SEP> 25,00
<tb> 
 
 EMI16.11 
 perchlorate d 1 :::

  .o- 
 EMI16.12 
 
<tb> nium <SEP> broyé <SEP> à <SEP> 14 <SEP> 000
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> tr/mn <SEP> (3) <SEP> 75,00 <SEP> 75,00 <SEP> 75,00 <SEP> 75,00
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> polyisobutylène <SEP> (4)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> poids <SEP> moléculaire <SEP> en-
<tb> 
<tb> 
<tb> viron <SEP> 600
<tb> 
 
 EMI16.13 
 polyisobutylène (5) poids moléculaire 
 EMI16.14 
 
<tb> 8700-10 <SEP> 000 <SEP> 17,50 <SEP> 15,00 <SEP> 15,00 <SEP> 10,00 <SEP> 9,60 <SEP> 10,00
<tb> polyisobutylène <SEP> (6)
<tb> 
 
 EMI16.15 
 poids noiéculaire 840 15,00 14,40 15,00 
 EMI16.16 
 
<tb> phtalate <SEP> de <SEP> dibutyle <SEP> 7,50 <SEP> 10,00 <SEP> 10,00 <SEP> 4,50
<tb> huile <SEP> de <SEP> silicone
<tb> 
<tb> 500 <SEP> cPo <SEP> (7) <SEP> 1,00
<tb> alur:

  iniun <SEP> (8)
<tb> 
<tb> chronite <SEP> de <SEP> cuivre <SEP> 0,50 <SEP> 0,50 <SEP> 0,50 <SEP> 0,50 <SEP> 0,50 <SEP> 0,50
<tb> mouillant
<tb> 
<tb> 
<tb> Données <SEP> balistiques <SEP> à
<tb> 
 
 EMI16.17 
 21 C et 70 kg/c-2 : 
 EMI16.18 
 
<tb> vitesse <SEP> de <SEP> combustion
<tb> (mm/s) <SEP> 16,5
<tb> 
<tb> exposant <SEP> de <SEP> pression <SEP> 0,63
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 
 EMI17.1 
 Composition no23 non no25 n 26 
 EMI17.2 
 
<tb> (parties <SEP> en <SEP> poids) <SEP> n 25 <SEP> n 24 <SEP> n 23 <SEP> n 20.
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> perchlorate <SEP> d'ammo-
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> niun <SEP> broyé <SEP> à <SEP> 6900
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> tr/nn <SEP> (1) <SEP> 42,56 <SEP> 42,14
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> perchlorate <SEP> d'anno-
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> nium <SEP> non <SEP> broyé <SEP> (2) <SEP> 21,28 <SEP> 21,

  06
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> perchlorate <SEP> d'anno-
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> niun <SEP> broyé <SEP> à <SEP> 14 <SEP> 000
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> tr/nn <SEP> (3) <SEP> 75,00 <SEP> 75,00
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> polyisobutylène <SEP> (4)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> poids <SEP> moléculaire <SEP> en-
<tb> 
<tb> 
<tb> viron <SEP> 600
<tb> 
 
 EMI17.3 
 polyisobutyièng (5) poids moléculaire 
 EMI17.4 
 
<tb> 8700-10 <SEP> 000 <SEP> 7,50 <SEP> 7,50
<tb> polyisobutylène <SEP> (6)
<tb> 
 
 EMI17.5 
 poids noléculzire 840 11,25 14,96 14,81 11,25 
 EMI17.6 
 
<tb> phtalate <SEP> de <SEP> dibutyle <SEP> 6,25 <SEP> 6,25
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> huile <SEP> de <SEP> silicone
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 500 <SEP> cPo <SEP> (7)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> aluniniun <SEP> (8) <SEP> 20,95 <SEP> 20,74
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> chromite <SEP> de <SEP> cuivre <SEP> 0,

  50 <SEP> 1,00
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> nouillant <SEP> 0,25 <SEP> 0,25
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Données <SEP> balistiques <SEP> à
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 21 C <SEP> et <SEP> 70 <SEP> kg/cm2:
<tb> 
 
 EMI17.7 
 vitesse de CJIDu3tion 
 EMI17.8 
 
<tb> (mois) <SEP> 16,0 <SEP> 13,2 <SEP> 19,3 <SEP> 10,7
<tb> 
<tb> exposant <SEP> de <SEP> pression <SEP> 0,57 <SEP> 0,68 <SEP> 0,62 <SEP> 0,76
<tb> 
 (1) grosseur   noyenne   on poids :   24   nierons (2) grosseur moyenne en poids : 194 nierons (3) grosseur moyenne en poids :

   51,4 nierons (4) viscosité environ 3000 cPo à 38 C (5) viscosité environ 1 000 000 cPo à 38 C (6) viscosité environ 7000 cPo à 38 C (7) viscosité environ 500 cPo à 38 C (8) grosseur   noyenne     en poids,':   8 nierons 
Le tableau II récapitule deux compositions mono- propulsives plastiques utilisant. respectivement un   poly-diné-   thylsiloxane liquide et un produit de condensation du type 

 <Desc/Clms Page number 18> 

 polyester dérivé de l'acide adipique et d'un glycol. 



   Tableau II 
 EMI18.1 
 
<tb> Conposition <SEP> n027 <SEP> n 28
<tb> 
 
 EMI18.2 
 (parties en poids) n 27 , n 2ô polydinéthylsiloxan2 (1) 18,7 
 EMI18.3 
 
<tb> polyester <SEP> (2) <SEP> 29, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> 
 
 EMI18.4 
 perchlorate d'a.roniun 
 EMI18.5 
 
<tb> broyé <SEP> à <SEP> 6900 <SEP> tr/nn <SEP> 38,9 <SEP> 46,5
<tb> 
<tb> perchlorate <SEP> d'ammonium
<tb> non <SEP> broyé <SEP> 19,5 <SEP> 23,2
<tb> 
<tb> aluniniun <SEP> (grosseur <SEP> Doyenne
<tb> en <SEP> poids <SEP> :

   <SEP> 8 <SEP> nierons) <SEP> 22,4
<tb> 
<tb> chronite <SEP> de <SEP> cuivre <SEP> 0,5 <SEP> 0,5
<tb> 
<tb> Données <SEP> balistiques <SEP> à
<tb> 21 C <SEP> et <SEP> 70 <SEP> kg/cm2:
<tb> 
 
 EMI18.6 
 vitesse de combustion ( ,..,., 1",") bzz7, 9 8,6 
 EMI18.7 
 
<tb> exposant <SEP> de <SEP> pression <SEP> 0,41 <SEP> 0,35
<tb> 
<tb> Température <SEP> d'allumage
<tb> spontané, <SEP>  C <SEP> 280 C <SEP> 265 C
<tb> 
 (1) viscosité   460   cPo à 25 C (2) viscosité environ 50 000 cPo à 25 C 
Bien que l'on ait décrit l'invention en se réfé- rant à des forces de réalisation typiques, il est évident qu' elle peut être réalisée sous d'autres formes.

Claims (1)

  1. RESUME L'invention a pour objet une composition onopro- pulsive hétérogène! essentiellement constituée par un oxydant insoluble finement divisé dispersé dans une gangue combusti- ble organique oxydable continue, formée d'un liquide mobile qui constitue au moins 8 % environ du poids de la composition et qui comprend un ou plusieurs constituants liquides organi- ques contenant tous du carbone et de l'hydrogène en corbinai- son et présentant une tension lexicale de vapeur d'environ 25 mm de Hg à 100 C, au -moins un.de ces constituants étant un conposé inerte qui nécessite un oxydant extérieur pour sa com- bustion,
    l'oxydant étant présent en quantité suffisante peur entretenir une combustion active du compose combustible orga- nique inerte ; la composition est caractérisée par les points suivants, considérés isolénent ou en combinaisons diverses : 1 ) la gangue combustible liquide présenta une viscosité nininale d'environ 400 cPo à 25 C et elle est essen- tiellenent formée d'un polymère organique liquide synthétique qui présente une viscosité nininale d'environ 400 cPo à 25 C, qui est suffisamment mobile pour couler aux températures or- dinaires et qui ne polymérise pratiqueront pas dans la compo- sition nonopropulsive pendant le stockage ;
    la composition mo- nopropulsive est susceptible d'extrusion, elle est thixotro- pique et nécessite un effort 'fini pour produire le coulage ; <Desc/Clms Page number 20> après stockage elle est indéfiniment capable d'un coulage con- tinu aux températures ambiantes sous un effort de cisaillement maximal d'environ 700 g/cn2 exercé sur une paroi, et elle pré- sente une résistance minimale à' la tension d'environ 0,7 g/cm2 le polynère liquide servant à communiquer des propriétés thi- xotropiques à la composition et à maintenir les solides à 1' état de dispersion stable ;
    2 ) le polynère organique liquide synthétique est un polymère d'hydrocarbure, un siloxane, un polyester du type alkyde, un polyacrylate ou polyméthacrylate, un polydiol, un polymère époxydé ou un polymère phénolique ; 3 ) le polymère est un mélange de polymères du dit férentes viscosités, dont le moins visqueux présente une vis- cosité minimale d'environ 400 cPo à 25 C;
    4 ) le polymère présente une viscosité notablement supérieure à 400 cPo à 25 C et supérieure à celle que l'on désire donner au mélange combustible liquide, et il est mélar- gé à un combustible liquide organique non visqueux oxydable présentant une viscosité notablement inférieure à 400 cPo à 25 C, ce liquide non visqueux étant présent en quantité vou- lue pour ramoner au niveau désiré la viscosité du combustible liquide et la viscosité minimiale du mélange étant d'environ 400 cPo à 25 C ;
    5 ) le polymère liquide synthétique est un compo- sé inerte qui nécessite un oxydant extérieur pour brûler et le constituant combustible organique non visqueux est un com- posé actif qui contient de l'oxygène disponible pour l'oxyda- tion d'autres parties de sa molécule. permettant la fornation de produits de combustion gazeux ; <Desc/Clms Page number 21> 6 ) la gangue combustible! liquide et le constitu- ant polymère organique liquide synthétique ont une viscosité EMI21.1 Dinir2alo d'environ 1500 cPo à 25 C ; 7 ) le polymère organique:
    liquide présente une vis- cositd notablement supérieure à 1500 cPo à 25 C et lo liquide organique non visqueux est présent en quantité voulue pour ra- EMI21.2 non3r la viscosité de la gangue corihustiblù liqui 1e à un rrini- DU d'environ 1500 cPo à 25 C ; 8 ) lû polynère d'hydrocarbure est un polyisobutjy- lèno liquide ; 9 ) l'oxydant solide est un perchlorate dia: I2Jni u: finennt divisé ; 10 ) la coE-position con-ciont en outre un or.bus- tible nétallique finerunt divisa, disperse dans la gangue ; 11 ) l'oxydant solide coriprond un., distribution do grosseurs de particules telle que le rapport entre les EMI21.3 grosseurs des plus grosses e.t des plus oetites particules soit d'environ 2 :1 .
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