Насыпные жидкие топлива - Bulk loaded liquid propellants

Насыпные жидкие топлива являются артиллерия технологии, которые разрабатывались в США. Армейская исследовательская лаборатория и Центр военно-морского вооружения США с 1950-х по 1990-е гг. Преимуществами будут более простые орудия и более широкий набор тактических и логистических возможностей. Лучшая точность и тактическая гибкость теоретически могут быть обеспечены стандартными снарядами с различными пороховыми зарядами и упрощением логистики за счет исключения различных пороховых нагрузок.

В целом, пистолеты BLP оказались небезопасными в эксплуатации и никогда не поступали на вооружение.

Пушечное топливо

Несколько порохов были опробованы в различных программах:

Одним из более поздних (1991 г.) успешных оружейных топлив был насыщенный раствор перхлорат аммония в аммиак. Он имеет давление пара в одну атмосферу при 20 ° C и обычно образует удобную жидкость, которая является стабильной и с которой можно работать. Смесь отличается низкой температурой горения за один импульс, что приводит к уменьшению повреждений дорогостоящих стволов и гильз орудия или, альтернативно, к увеличению скорострельности. Типичный импульс составляет 388 000 фут-фунт / фунт. Пары аммиака токсичны, но они очевидны для обычных людей, и с ними можно обращаться с помощью обычных промышленных мер предосторожности.[1]

В 1950-1970-х годах смесь из 63% гидразин, 32% нитрата гидразина и 5% воды использовался в экспериментальных стрельбах из 37-мм орудия, а затем и при стрельбе из 120-мм орудия. Смесь 32% гидразиннитрата была выбрана путем обширных экспериментов, чтобы иметь заметно плоский профиль давления, повышающий безопасность пистолета.[2]

Отто Топливо II, смесь маловзрывных динитрат пропиленгликоля со стабилизатором, также был опробован в 37-мм орудиях.[2]

В 1981 году Центр вооружений ВМФ испытал циклическое двухкомпонентное ружье со скоростью 350 выстрелов в минуту, используя 90% азотная кислота и запатентованный углеводород (вероятно, низкомолекулярный алкан, например пропан ). Высокое или низкое давление в казеннике можно было получить, изменяя отношение поверхности к объему форсунки. Изменение степени окисления может изменить производительность. Незаполненный объем, давление впрыска, влиял на надежность пистолета, но не на его безопасность или работу.[2][3]

Еще одно испытанное ружейное топливо - НОС-365. Это смесь нитрат гидроксиламмония, нитрат изопропиламмония и вода.[3]

Проблемы с зажиганием пистолета BLP

В целом гидродинамические эффекты делают процесс зажигания непредсказуемым. Пузыри могут образовываться неконтролируемым образом, вызывая различные площади поверхности и, следовательно, различные профили давления. В результате давление в казенной части и стволе может сильно варьироваться, что может вызвать неожиданные нагрузки на оружие и проблемы с безопасностью. Большинство программ сообщали о сбоях, некоторые из которых были впечатляющими, и каждый сбой обычно приводил к завершению программы, в которой он был.[2]

Изменения вентиляции воспламенителя, энергии зажигания и конфигурации камеры могут сделать зажигание более надежным, а профиль давления - более предсказуемым. Однако по данным исследования Knapton 1993 г. и другие., ни одна из разработанных гидродинамических моделей орудий БЛП фактически не прошла валидацию.[4]

С тактической точки зрения точность по дальности может сильно различаться, что прямо противоположно тактическому преимуществу, на которое рассчитывали. Лучшие системы сообщают о вариациях одного стандартного отклонения от 1 до 1,5% (т. Е. О больших) броска.[4] На дальностях более 40 км это неснижаемая ошибка на 150 м.

Неудача при последней стрельбе из 120-мм пушки BLP из армейской исследовательской лаборатории с гидразиновой смесью была связана с неполным возгоранием. Проверка после выжигания показала, что из-за разрыва фольги в запальном заряде газы воспламенения были выпущены через воспламенитель, а также в топливо. Слабо воспламеняющийся заряд частично перемещал снаряд по трубе, увеличивая площадь поверхности метательного заряда. Увеличенная площадь поверхности пороха воспламенилась в трубке, что привело к повышению давления в частях пистолета, не предназначенных для них. Большое избыточное давление вызвало «катастрофический отказ трубки» (взрыв, разрушивший трубку пистолета).[5]

В 1977 году Центр вооружений ВМФ испытал 25-миллиметровую двухкомпонентную азотно-углеводородную пушку. В какой-то момент «слишком мелкая» смесь привела к катастрофическому отказу.[5]

В 1981 году по контракту DARPA компания Pulse Power Systems Inc. провела существенную разработку высокопроизводительной автоматической 75-мм пушки BLP с использованием NOS-365. Снаряд 205 имел очевидную детонацию пороха высокого порядка, что считалось невозможным. Металлургическая экспертиза фрагментов трубы показала, что кумулятивное повреждение могло произойти из-за избыточного давления предыдущих раундов. Исследование профиля давления снаряда 206, у которого произошел еще один катастрофический отказ, показало аномально низкое давление, за которым последовал скачок давления, который, по-видимому, был горением пузырьковой пены монотоплива, которая перешла в детонацию при увеличении давления. Это было связано с неправильными процедурами обращения с топливом и его нагнетания.[6]

Рекомендации

  1. ^ Патент США 5060551; 1991, Томас Л. Боггс; Джек Л. Прентис; Дональд Ф. Зурн; Претензии; Патент передан ВМС США.
  2. ^ а б c d Knapton, Джон; Стоби, Ирвин Элмор, Лес; ARI-TR-81 Обзор программы жидкостных ракетных пушек с объемной загрузкой на предмет возможного соответствия программе электротермического химического движения, Армейская исследовательская лаборатория, март 1993 г ​​.; Доступ 2011-7-23. Раздел 4.1, посвященный экспериментам Detroit Controls, и раздел 4.3, в которых описывается смесь гидразина как имеющая «заметно плоский профиль давления».
  3. ^ а б Патент США 5060551; Фон.
  4. ^ а б Knapton, и другие.; 1993; Раздел 7
  5. ^ а б Knapton, и другие.; 1993; Раздел 5.1
  6. ^ Knapton, и другие.; 1993; Раздел 5.3.

дальнейшее чтение

  • Клингенберг, Гюнтер; Knapton, John D .; Моррисон, Уолтер Ф .; Рен, Глория П. (1997). Технология пистолета на жидком топливе. Успехи в космонавтике и воздухоплавании. 175. Рестон, штат Вирджиния, США: Американский институт аэронавтики и астронавтики. ISBN  1-56347-196-5.