JPS6219400B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6219400B2
JPS6219400B2 JP56161757A JP16175781A JPS6219400B2 JP S6219400 B2 JPS6219400 B2 JP S6219400B2 JP 56161757 A JP56161757 A JP 56161757A JP 16175781 A JP16175781 A JP 16175781A JP S6219400 B2 JPS6219400 B2 JP S6219400B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal powder
propellant
particle size
powder
combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56161757A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5864297A (ja
Inventor
Daizo Fukuma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP16175781A priority Critical patent/JPS5864297A/ja
Publication of JPS5864297A publication Critical patent/JPS5864297A/ja
Publication of JPS6219400B2 publication Critical patent/JPS6219400B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明はコンポジツト系推進薬に関する。更
に詳しくは高い比推力が得られるように改良され
た組成を有するコンポジツト系推進薬を提供しよ
うとするものである。 従来、コンポジツト系推進薬には、その基本的
成分として、燃料兼粘結剤としてのゴム或はプラ
スチツク(例えばポリブタジエン、ポリウレタ
ン、ポリサルフアイド等)、酸化剤としての過塩
素酸アンモニウム、及び燃焼温度を高め燃焼を安
定させる助燃剤としての金属粉例えばアルミニウ
ム粉を含有している。固体ロケツトモータの性能
の中で最も重要視されるものは比推力(推力Kgf
×燃焼時間sec/推進薬重量Kg)であり、推進薬
の開発にあたつては試験用の標準ロケツトモータ
を使用して供試推進薬につき比推力を測定してそ
の性能を解析している。 以下、前記標準条件での比推力を推進薬の比推
力という。 そこで、更に高められた比推力が得られるよう
にするために、近年コンポジツト系推進薬に第4
番目の基本的成分としてシクロトリメチレントリ
ニトラミン(即ちRDX)、シクロテトラメチレン
テトラニトラミン(即ちHMX)等のニトラミン
を含有せしめることが種々試みられている。
〔AIAA―81―1582 Combustion of Nitramine
Composite Propellants(July 27−29 1981)〕。 しかしながら、コンポジツト系推進薬にこれら
ニトラミンを添加する際、理論的にはニトラミン
の含有率を次第に増大させていくと次第に比推力
が増大し、ニトラミン含有率約20重量%の時比推
力が最大に達する筈であるのに、実際にはニトラ
ミン含有率を約5重量%以上に増大させると次第
に推進薬の比推力が低下するという現象が生ず
る。 この原因を追究したところニトラミンの配合に
よつて金属粉が難燃化し、この金属粉が燃焼未完
のままノズルから放出されてしまうためと判明し
た。 そして、例えば球形ロケツトのように推進薬の
燃焼面からノズルスロートまでの平均距離が短か
いものにあつては一般に平均粒径7ミクロン程度
の比較的小さい金属粉を用いて燃焼完結性を高め
るよう考慮されているが、ニトラミンを配合する
とこのような小さい金属粉であつても完全には燃
焼させることができない。したがつてニトラミン
の含有率を低下せざるを得ないので推進薬の性能
改善が一層制約されるのである。 一方、コンポジツト系ガス発生剤に、平均粒径
0.2ミクロン以下の金属粒子を配合することによ
つてガス発生量を増大させることが、特開昭55−
62880号公報で知られている。しかしながら、か
かる微粒金属粒子をニトラミンと併用すること、
しかも粗粒金属粒子と組み合せてニトラミンと併
用することによつて、ニトラミン含有率を増大さ
せた場合の比推力の低下を防止することができ
る、推進薬の比推力を理論的最大値まで増大させ
ることが可能であることについては、従来まつた
く知られていなかつた。 ところで、金属粉、例えばアルミニウム粉を製
造する方法としてガス中蒸発法が知られている。
この方法は、高真空中でアルミニウムを気化さ
せ、その極めて稀薄なアルミニウムガス粒子を固
化するもので、固化の際にはアルミニウム粒子が
会合して粒子径が大きくなることが抑制され、極
めて微細なアルミニウム粉が製造される。この方
法で得られるアルミニウム粉の粒径は最大で0.5
ミクロン、最小で0.07ミクロン程度である。 本発明は、ニトラミンを含有するコンポジツト
系推進薬において例えば平均粒径7ミクロンの在
来の金属粉に対し良好な燃焼雰囲気を醸成して当
該金属粉の完全燃焼を計るとともに、これにより
ニトラミンの含有率を高めて推進薬の比推力を増
大させるようにしたものである。 即ち本発明は、シクロトリメチレントリニトラ
ミン、シクロテトラメチレンテトラニトラミン等
のニトラミンと金属粉とを含有するコンポジツト
系推進薬において、前記金属粉が前述のような方
法で製造することができる平均粒径0.5ミクロン
以下の微粒金属粉とそれよりも粒径が大なる粗粒
金属粉とからなることを特徴とするコンポジツト
系推進薬である。 従来、粗粒金属粉としては、アルミニウム、ホ
ウ素、ニツケル、銀の群から選ばれたものが好ま
しく用いられている。 本発明の微粒金属粉もこれらの金属の中から1
〜2種以上を適宜選択して用いることができる。
このような微粒金属粉は、通常前述したようなガ
ス中蒸発法により製造され、その微粒金属を本発
明に利用できる。 ここで微粒金属粉および粗粒金属粉の合計配合
(推進薬に対して)は従来と同様、当該推進薬に
要求される発熱量にもとづき、更に被推進薬の物
性あるいは製造性、殊に原料スラリーの粒度を勘
案して決定される。 本発明によれば、ニトラミンと金属粉(前記粗
粒金属粉)とを含有するコンポジツト系推進薬に
平均粒径0.5ミクロン以下の微粒金属粉を配合す
るので、該推進薬がその表面から燃焼するのに際
してまず微粒金属粉が前記表面で、あるいはこの
表面から放出されたのち急速に燃焼を完結して短
時間のうちに多量の熱エネルギを燃焼室中に放出
するので、燃焼ガスが高温に加熱される結果、粗
粒金属粉に対し良好な酸化雰囲気を提供するので
ある。よつてこの粗粒金属粉もまた燃焼室内にお
いて燃焼を完結することができ、したがつて前記
球形ロケツトのような場合であつてもエネルギロ
スを減少させ得、またこのような金属粉の燃焼改
善によりニトラミンの配合率を後述する実施例に
みられる如く、前記理論的最大値まで増大させる
ことも可能であつて、これらにより当該推進薬の
比推力増大が計れるのである。 なお、叙上の説明から明らかなように微粒金属
粉は燃焼室内雰囲気を酸化傾向に推移させるの
で、前記燃料兼粘結剤の燃焼速度はしたがつては
推進薬の燃焼速度も増加する傾向となるから、こ
の燃焼速度を常用範囲例えば10mm/sec前後に計
画する場合には微粒金属粉の含有率を推進薬に対
し0.5〜0.7重量%、更に燃焼安定性を重視すると
0.5〜5重量%にするのが適当である。 以下、実施例により本発明を詳述する。 なお、本発明における平均粒径は光透過式粒度
測定器で測定した値である。なおこの測定器によ
れば粒度分布(重量比)も測定できる。 また推進薬の燃焼速度及び比推力(実測値)
は、外径80mm、内径40mm、長さ140mmの内端面燃
焼型の供試用推進薬グレインを装填した小型ロケ
ツトモータにより測定した。 実施例1及び比較例1 燃料兼バインダーとして、水酸基末端を有する
ポリブタジエンにポリイソシアネート及び少量の
鎖長延長剤を配合して得られたポリウレタンを使
用し、(a)燃料兼粘結剤11重量%、(b)過塩素酸アン
モニウム49重量%、(c)平均粒径7ミクロン以下の
金属アルミニウム粉(粗粒Al粉と表示)と平均
粒径0.2μの金属アルミニウム粉(微粒Al粉と表
示)の合計20重量%、(d)平均粒径200μのHMX20
重量%の組成を有するコンポジツト系推進薬グレ
インを作成し、その燃焼試験を行なつた。 推進薬組成の詳細、推進薬グレイン製造原料の
スラリー粘度、及び推進薬グレインの燃焼試験を
第1表に示す。 なお比較のため、ニトラミンを含有せず、燃料
兼粘結剤及びアルミニウム粉の含有率が同じであ
る推進薬の性能についても第1表に併記する。
【表】 実験番号1及び2の比較から、HMXを混入す
ると理論的には比推力が増加する筈であるのに、
実際に得られる比推力が低下し、比推力の効率は
実験番号1(HMXを混入しないもの)では92.5
%であるのに実験番号2(HMXを20%混入)で
は88.8%にまで低下し、それだけ燃焼効率が悪く
なつていることが判る。 実験番号3はHMXを含有する推進薬に微粒Al
粉を0.5重量%含有させたもので比推力の効率が
実験番号2にくらべ顕著に増大しており、実際に
得られる比推力も実験番号1とほぼ同水準に回復
し、しかも燃焼速度が実験番号1より低いという
長所を備えている。実験番号4〜7に示す如く、
微粒Al粉の含有率を増大させるにつれて、比推
力の効率が次第に増大して実験番号1の値よりも
高くすることさえ可能となり、実際に得られる比
推力の増加は極めて顕著である。しかし実験番号
7ではスラリー粘度が著しく高まつて複雑な形状
の推進薬グレインを作るには困難を感じるように
なり、また燃焼速度も幾分大きすぎる傾向が認め
られる。 実施例 2 (a)実施例1で用いたと同じ燃料兼粘結剤11重量
%、(b)実施例1で用いたと同じ過塩素酸アンモニ
ウム49重量%、(c)実施例1で用いたと同じ粗粒
Al粉18重量%と平均粒径が0.5μ以下であるが平
均粒径の異るアルミニウム粉(微粒Al粉と表
示)2重量%の合計20重量%、(d)実施例1で用い
たと同じHMX20重量%の組成を有するコンポジ
ツト系推進薬グレイルを作成して、その燃焼試験
を行ない、微粒Al粉の平均粒径の与える影響を
調べた。試験条件は実施例1の場合と同じであ
る。得られた結果を第2表に示す。なお比較のた
め、実験番号2(比較例1)の結果を第2表に併
記する。
【表】 以上の結果から、微粒Al粉の平均粒径が0.5μ
以下のものは、いずれも比推力の効率(従つて燃
焼効率も)顕著に改善するが、その中でも平均粒
径が小さいものの方が、改善効果が大であること
が判る。 実施例 3 (a)実施例1で用いたと同じ燃料兼粘結剤11重量
%、(b)実施例1で用いたと同じ過塩素酸アンモニ
ウム49重量%、(c)実施例1で用いたと同じ粗粒
Al粉19重量%と、平均粒径0.2μの他種金属粉
(微粒金属粉と表示)1重量%との金属粉合計20
重量%、(d)実施例1で用いたと同じHMX20重量
%の組成を有するコンポジツト系推進薬グレイン
を作成して、その燃焼試験を行ない、微粒金属粉
の金属の種類による影響を調べた。試験条件は実
施例1の場合と同じである。 得られた結果を第3表に示す。なお比較のた
め、実験番号2(比較例1)の結果を第3表に併
記する。
【表】
【表】 第3表において、アルミニウム以外の微粒金属
粉を配合した実験番号11、12及び13の比推力は正
確には258.4〔Kgf・sec/Kg〕でないが、本発明
の目的を考慮すると、基本はアルミニウム粉を配
合した推進薬にあり、微粒金属粉の量を減らした
り全く加えない場合はその代りにアルミニウム粉
を配合されるべきものであるから、理論値(=理
想値)として、微粒金属粉が金属アルミニウム粉
である場合の値を採用した。 第3表の結果から、平均粒径0.5ミクロン以下
の微粒金属粉として、アルミニウム以外の金属の
ものを用いても比推力の効率(従つて燃焼効率
も)を顕著に改善できることが判る。 実施例4及び比較例2 この例はニトラミンとしてHMXの代りにRDX
を用いた場合の影響を調べたものである。 (a)実施例1で用いたと同じ燃料兼粘結剤11重量
%、(b)実施例1で用いたと同じ過塩素酸アンモニ
ウム49重量%、(c)実施例1で用いたと同じ粗粒
Al粉(平均粒径7ミクロン)と実施例1で用い
たと同じ微粒Al粉(平均粒径0.2ミクロン)の合
計20重量%、(d)平均粒径200ミクロンのRDX20重
量%の組成を有するコンポジツト系推進薬グレイ
ンを作成して、その燃焼試験を行なつた。試験条
件は実施例1の場合と同じである。 推進薬組成の詳細及び燃焼試験結果を第4表に
示す。なお、比較のため、RDXの代りにHMXを
用いた以外は本実施例と同じ組成である実験番号
4(実施例1)のデータも第4表に併記する。
【表】 第4表の結果から、HMXの代りにRDXを用い
た場合にも本発明の効果が得られることが判る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シクロトリメチレントリニトラミン、シクロ
    テトラメチレンテトラニトラミン等のニトラミン
    と金属粉とを含有するコンポジツト系推進薬にお
    いて、前記金属粉が平均粒径0.5ミクロン以下の
    微粒金属粉とそれよりも粒径が大なる粗粒金属粉
    とからなることを特徴とするコンポジツト系推進
    薬。 2 平均粒径0.5ミクロン以下の微粒金属粉の含
    有率が推進薬に対して0.5重量%〜5重量%であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    のコンポジツト系推進薬。 3 平均粒径0.5ミクロン以下の微粒金属粉が、
    アルミニウム、ホウ素、ニツケル及び銀より成る
    群から選ばれた1種または2種以上の金属より成
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
    第2項のいずれかに記載のコンポジツト系推進
    薬。
JP16175781A 1981-10-09 1981-10-09 コンポジツト系推進薬 Granted JPS5864297A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16175781A JPS5864297A (ja) 1981-10-09 1981-10-09 コンポジツト系推進薬

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16175781A JPS5864297A (ja) 1981-10-09 1981-10-09 コンポジツト系推進薬

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5864297A JPS5864297A (ja) 1983-04-16
JPS6219400B2 true JPS6219400B2 (ja) 1987-04-28

Family

ID=15741309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16175781A Granted JPS5864297A (ja) 1981-10-09 1981-10-09 コンポジツト系推進薬

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5864297A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0472030U (ja) * 1990-11-05 1992-06-25

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0660078B2 (ja) * 1984-11-20 1994-08-10 防衛庁技術研究本部長 ガス発生剤
DE19605613A1 (de) * 1996-02-15 1997-08-21 Dynamit Nobel Ag Raketenangetriebene Abstandswaffe
JP5993241B2 (ja) * 2012-08-02 2016-09-14 中国化薬株式会社 Rdxの製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5562880A (en) * 1978-11-06 1980-05-12 Nissan Motor Composite type gas generating agent
JPS5818357B2 (ja) * 1979-10-01 1983-04-12 旭化成株式会社 固体推進薬
CA1154260A (en) * 1979-12-28 1983-09-27 Alliant Techsystems Inc. Slurry cast double base propellants

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0472030U (ja) * 1990-11-05 1992-06-25

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5864297A (ja) 1983-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jain et al. Size and shape of ammonium perchlorate and their influence on properties of composite propellant
US6652682B1 (en) Propellant composition comprising nano-sized boron particles
US5034073A (en) Insensitive high explosive
Sims et al. ADN solid propellants with high burning rates as booster material for hypersonic applications
US4092189A (en) High rate propellant
DE3207811A1 (de) Giessbarer magnesiumtreibstoff auf siliciumbasis
US5579634A (en) Use of controlled burn rate, reduced smoke, biplateau solid propellant formulations
US4000025A (en) Incorporating ballistic modifiers in slurry cast double base containing compositions
CA1090581A (en) Solid propellant with burning rate catalysts
US3986910A (en) Composite propellants containing critical pressure increasing additives
US3732132A (en) Extrudable fluorocarbon propellants
Muthiah et al. Realization of an Eco‐Friendly Solid Propellant Based on HTPB‐HMX‐AP System for Launch Vehicle Applications
Klager et al. Steady burning rate and affecting factors: experimental results
Tepper et al. Combustion characteristics of kerosene containing Alex® nano-aluminum
JPS6219400B2 (ja)
US2425854A (en) Propellent powder
US5500061A (en) Silicon as high performance fuel additive for ammonium nitrate propellant formulations
US3755019A (en) Solid propellant compositions containing plasticized nitrocellulose and aluminum hydride
Simoes et al. New propellant component, part II. Study of a PSAN/DNAM/HTPB based formulation
US3044911A (en) Propellant system
US5071495A (en) Diaminoglyoxime and diaminofurazan in propellants based on ammonium perchlorate
Maggi et al. Exploratory investigations on metal-based fuels for air-breathing propulsion
US3767489A (en) Nitrasol propellant
US3738878A (en) High burning rate solid propellant having a silicon-carboranyl copolymer fuel binder
Fuchs et al. Parametric study of acceleration effects on burning rates of metallized solid propellants