Ballistic Analysis of Polish Low-Vulnerability Gun Propellants

• Autorzy: Czyżewska M. , Fikus B. , Leciejewski Z. , Michalski J. , Surma Z. , Trębiński R.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.2740

Warianty tytułu

PL

Analiza balistyczna polskich małowrażliwych kompozycji prochowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One direction of modern artillery ammunition development is to reduce its vulnerability to the effects of mechanical and thermal factors during transport, storage and operation. For LOVA, the reduced vulnerability of propellant explosives intended for loading into this ammunition is usually connected with a higher thermal ignition impulse threshold and reduced burning rate under low propellant gas pressure. Since 2016, work has been under way at the Military University of Technology (Warsaw, Poland), intended to develop a Polish low-vulnerability gun propellant for 120 mm tank ammunition. It was established during the initial stage of research and analysis, that the JA-2 gun propellant (more specifically, its energy and ballistics characteristics and geometrical dimensions of grains) will be the reference propellant for the low-vulnerability propellant in development. To this end, the authors performed closed vessel tests with JA-2 propellant (with seven-perforated grains designated LO5460). This paper contains comparative (with the JA-2 propellant) results of closed vessel tests of several propellant blends developed by the MUT Faculty of New Technologies and Chemistry research team. Closed vessel tests of these propellant blends were performed in the Ballistics Laboratory of the MUT Institute of Armament Technology using a manometric chamber with a volume W₀ = 200 cm³. Experimental tests and theoretical analyses were performed based on provisions of the standardisation agreement STANAG 4115 [6], American military standard MIL-STD 286C [7] and original test procedures developed based on [8, 9]. The tests focused mainly on the issue of correlation between the chemical composition of the given propellant blend with the expected values of energy and ballistics characteristics in connection with the required shape of propellant grains.

PL

Jednym z kierunków rozwoju współczesnej amunicji artyleryjskiej jest zmniejszenie jej wrażliwości na działanie czynników mechanicznych i termicznych podczas transportu, przechowywania i eksploatacji. W przypadku amunicji LOVA zmniejszona wrażliwość wybuchowych materiałów miotających przeznaczonych do elaboracji tej amunicji jest z reguły powiązana z wyższą wartością progową cieplnego impulsu zapłonowego i zmniejszeniem szybkości spalania przy niskim ciśnieniu gazów prochowych. Od 2016 r. w Wojskowej Akademii Technicznej trwają prace nad opracowaniem polskiego małowrażliwego materiału miotającego do 120 mm amunicji czołgowej. Na wstępnym etapie badań i analiz przyjęto, że proch JA-2 (a właściwie jego charakterystyki energetyczno-balistyczne oraz kształt i wymiary geometryczne ziaren) będzie prochem referencyjnym w stosunku do opracowywanego prochu małowrażliwego. W tym celu przeprowadzono własne badania pirostatyczne prochu JA-2 (z ziarnami siedmiokanalikowymi o symbolu LO5460). Artykuł zawiera porównawcze (z prochem JA-2) wyniki badań pirostatycznych kilku kompozycji prochowych, opracowanych przez zespół badawczy Wydziału Nowych Technologii i Chemii WAT. Badania pirostatyczne tych kompozycji prochowych przeprowadzono w Laboratorium Balistyki Instytutu Techniki Uzbrojenia WAT z wykorzystaniem komory manometrycznej o objętości W₀ = 200 cm³. Badania doświadczalne i analizy teoretyczne realizowano w oparciu o zapisy porozumienia standaryzacyjnego STANAG 4115 [6], amerykańskiej normy MIL-STD 286C [7] oraz własne procedury badawcze opracowane na podstawie prac [8, 9]. W badaniach skoncentrowano się głównie na kwestii korelacji pomiędzy składem chemicznym badanej kompozycji prochowej a oczekiwanymi wartościami charakterystyk energetyczno-balistycznych, w powiązaniu z wymaganym kształtem ziaren prochowych.

Słowa kluczowe

EN

mechanics; internal ballistics; closed vessel tests; low-vulnerability propellant

PL

mechanika; balistyka wewnętrzna; badania pirostatyczne; małowrażliwy materiał miotający

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 9, Nr 3 (33)
• Strony: 75--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Czyżewska M.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, Institute of Armament Technology 2 Urbanowicza Str., 00-908 Warsaw, Poland

autor

Fikus B.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, Institute of Armament Technology 2 Urbanowicza Str., 00-908 Warsaw, Poland

autor

Leciejewski Z.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, Institute of Armament Technology 2 Urbanowicza Str., 00-908 Warsaw, Poland

autor

Michalski J.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, Institute of Armament Technology 2 Urbanowicza Str., 00-908 Warsaw, Poland

autor

Surma Z.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, Institute of Armament Technology 2 Urbanowicza Str., 00-908 Warsaw, Poland

autor

Trębiński R.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, Institute of Armament Technology 2 Urbanowicza Str., 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Leciejewski Zbigniew, Stanisław Cudziło. 2012. „Kierunki rozwoju miotających materiałów wybuchowych w aspekcie wymagań przyszłościowej broni palnej”. Materiały Wysokoenergetyczne 3 : 7-14.
• [2] Janzon Bo, Joseph Jr. Backofen, Ronald E. Brown, Roxan Cayzac, Andre Diederen, Marc Giraud, Manfred Held, Albert W. Horst, Klaus Thoma. 2007. The Future of Warhead, Armour and Ballistics. In Proceedings of the 23rd International Symposium on Ballistics, 3-27, 16-20 April 2007, Tarragona, Spain.
• [3] Horst W. Albert, Patrick J. Baker, Betsy M. Rice, Pamela J. Kaste, Joseph W. Colburn, Jennifer J. Hare. 2001. Insensitive High Energy Propellants for Advanced Gun Concepts, Technical Report ARL-TR-2584, Aberdeen.
• [4] Manning G. Thelma, Joseph Leone, Martijn Zebregs, Dinesh R. Ramlal, Chris A. van Driel. 2013. “Definition of a JA-2 Equivalent Propellant to be Produced by Continuous Solventless Extrusion”. Journal of Applied Mechanics 80 (3) : 031405 (7 pages).
• [5] Fikus Bartosz, Zbigniew Leciejewski, Jakub Michalski, Zbigniew Surma, Radosław Trębiński. 2017. „Wstępne analizy wymagań balistycznych prochów LOVA do amunicji czołgowej nowej generacji”. Materiały Wysokoenergetyczne 9 : 105-116.
• [6] STANAG 4115, Edition 2. 1997. Definition and Determination of Ballistic Properties of Gun Propellants, Military Agency for Standardization, 30.06.1997
• [7] MIL-STD 286C Propellants, Solid: Sampling, Examination and Testing.
• [8] Sieriebriakow M., Wnutrienniaja ballistika, Moskwa, Oborongiz, 1949.
• [9] Torecki Stanisław. 1998. Eksperymentalna ocena wpływu strat cieplnych na ciśnienie gazów prochowych w komorze manometrycznej. W Materiały Międzynarodowej Konferencji Uzbrojeniowej „Naukowe aspekty techniki uzbrojenia”, 333-341. Waplewo 27-29.10.1998.
• [10] Conner C.B., W.R Anderson. 2009. Modeling the combustion of JA2 and solid propellants of similar composition, In Proceedings of the Combustion Institute 32 : 2131-2137.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).