Pó sem fumaça - Smokeless powder

Pó finlandês sem fumaça

A pólvora sem fumaça é um tipo de propelente usado em armas de fogo e artilharia que produz menos fumaça e menos incrustação quando disparada em comparação com a pólvora (" pólvora negra"). Os combustão produtos são principalmente gasoso , em comparação com cerca de 55% de produtos sólidos (principalmente carbonato de potássio , sulfato de potássio e sulfureto de potássio ) para pó preto. Além disso, o pó sem fumaça não deixa a incrustação espessa e pesada do material higroscópico associado ao pó preto que causa a ferrugem do barril. Apesar do nome, o pó sem fumaça não é totalmente isento de fumaça ; embora possa haver pouca fumaça perceptível da munição de armas pequenas, a fumaça do fogo de artilharia pode ser substancial.

Originalmente inventado em 1884 por Paul Vieille , as formulações mais comuns são baseadas em nitrocelulose , mas o termo também foi usado para descrever várias misturas de picrato com oxidantes de nitrato , clorato ou dicromato durante o final do século 19, antes que as vantagens da nitrocelulose se tornassem evidentes.

Os pós sem fumaça são normalmente classificados como explosivos da divisão 1.3 de acordo com as Recomendações da ONU sobre o transporte de mercadorias perigosas  - Regulamentos Modelo , regulamentos regionais (como ADR ) e regulamentos nacionais. No entanto, eles são usados ​​como propelentes sólidos ; em uso normal, eles sofrem deflagração em vez de detonação .

A pólvora sem fumaça possibilitou o carregamento automático de armas de fogo com muitas partes móveis (que, de outra forma, emperrariam ou prenderiam sob a forte incrustação de pólvora negra). A pólvora sem fumaça permitiu o desenvolvimento de modernas armas de fogo semiautomáticas e totalmente automáticas, além de culotes e canos mais leves para a artilharia.

História

Antes da introdução generalizada de pólvora sem fumaça, o uso de pólvora ou pólvora negra causava muitos problemas no campo de batalha. Comandantes militares desde as Guerras Napoleônicas relataram dificuldade em dar ordens em um campo de batalha obscurecido pela fumaça dos tiros. Os sinais visuais não podiam ser vistos através da espessa fumaça da pólvora usada pelas armas. A menos que houvesse vento forte, após alguns tiros, os soldados com munição de pólvora teriam sua visão obscurecida por uma enorme nuvem de fumaça. Atiradores de elite ou outros atiradores ocultos foram entregues por uma nuvem de fumaça sobre a posição de tiro. A pólvora produz pressões mais baixas e é cerca de três vezes menos potente quando comparada ao pó sem fumaça. A pólvora também é corrosiva, tornando a limpeza obrigatória após cada uso. Da mesma forma, a tendência da pólvora de produzir incrustações severas faz com que as ações emperrem e muitas vezes dificultam o recarregamento.

Nitroglicerina e guncotton

A nitroglicerina foi sintetizada pelo químico italiano Ascanio Sobrero em 1847. Posteriormente, foi desenvolvida e fabricada por Alfred Nobel como um explosivo industrial, mas mesmo assim não era adequado como propelente: apesar de suas qualidades energéticas e sem fumaça, detona em vez de deflagrar suavemente, tornando-o mais suscetível a estilhaçar uma arma, em vez de lançar um projétil para fora dela. A nitroglicerina também é altamente sensível, tornando-a imprópria para ser carregada em condições de campo de batalha.

Um grande passo à frente foi a invenção do guncotton , um material à base de nitrocelulose, pelo químico alemão Christian Friedrich Schönbein em 1846. Ele promoveu seu uso como um explosivo de detonação e vendeu os direitos de fabricação para o Império Austríaco . Guncotton era mais poderoso do que pólvora, mas ao mesmo tempo era mais uma vez um pouco mais instável. John Taylor obteve uma patente inglesa para guncotton; e John Hall & Sons começou a fabricar em Faversham .

O interesse inglês definhou depois que uma explosão destruiu a fábrica de Faversham em 1847. O barão austríaco Wilhelm Lenk von Wolfsberg construiu duas fábricas de guncotton produzindo propelente de artilharia, mas também era perigoso em condições de campo, e armas que poderiam disparar milhares de tiros usando pólvora negra alcançariam o fim de sua vida útil após apenas algumas centenas de tiros com o guncotton mais poderoso. As armas pequenas não podiam suportar as pressões geradas pelo guncotton.

Depois que uma das fábricas austríacas explodiu em 1862, Thomas Prentice & Company começou a fabricar guncotton em Stowmarket em 1863; e o químico do British War Office , Sir Frederick Abel, começou uma pesquisa completa na Waltham Abbey Royal Gunpowder Mills, levando a um processo de fabricação que eliminou as impurezas da nitrocelulose, tornando-a mais segura de produzir e um produto estável, mais seguro de manusear. Abel patenteou esse processo em 1865, quando a segunda fábrica austríaca de guncotton explodiu. Depois que a fábrica Stowmarket explodiu em 1871, Waltham Abbey começou a produção de guncotton para torpedos e ogivas de minas.

Melhorias

Um pó extrudado de bastão

Em 1863, o capitão da artilharia prussiana Johann FE Schultze patenteou um propulsor de pequenas armas de madeira nitrada impregnada com salitre ou nitrato de bário . Prentice recebeu uma patente de 1866 para um pó esportivo de papel nitrado fabricado em Stowmarket, mas a uniformidade balística foi prejudicada à medida que o papel absorveu a umidade atmosférica. Em 1871, Frederick Volkmann recebeu uma patente austríaca para uma versão coloidal do pó de Schultze chamada Collodin , que ele fabricou perto de Viena para uso em armas de fogo esportivas. As patentes austríacas não foram publicadas na época, e o Império Austríaco considerou a operação uma violação do monopólio do governo na fabricação de explosivos e fechou a fábrica Volkmann em 1875.

Em 1882, a Explosives Company em Stowmarket patenteou uma formulação melhorada de algodão nitrado gelatinizado por éter-álcool com nitratos de potássio e bário . Estes propulsores são adequadas para espingardas, mas não espingardas, porque estrias resulta em resistência a um suave expansão do gás, o qual é reduzido em smoothbore espingardas.

Em 1884, Paul Vieille inventou um pó sem fumaça chamado Poudre B (abreviação de poudre blanche , pó branco, diferenciado do pó preto ) feito de 68,2% de nitrocelulose insolúvel , 29,8% de nitrocelulose solúvel gelatinizada com éter e 2% de parafina. Isso foi adotado para o rifle Lebel . Passava por rolos para formar folhas finas de papel, que eram cortadas em flocos do tamanho desejado. O propelente resultante , hoje conhecido como pirocelulose , contém um pouco menos nitrogênio do que o guncotton e é menos volátil. Uma característica particularmente boa do propelente é que ele não detonará a menos que seja comprimido, o que o torna muito seguro para manuseio em condições normais. A pólvora de Vieille revolucionou a eficácia das pequenas armas porque quase não emitia fumaça e era três vezes mais poderosa do que a pólvora negra. Maior velocidade da boca significava uma trajetória mais plana e menos deriva do vento e queda da bala, tornando os tiros de 1.000 m (1.094 jardas) praticáveis. Já que menos pólvora era necessária para propelir uma bala, o cartucho poderia ser menor e mais leve. Isso permitiu que as tropas carregassem mais munição com o mesmo peso. Além disso, queimaria mesmo quando molhado. A munição de pólvora negra precisava ser mantida seca e quase sempre era armazenada e transportada em cartuchos estanques. Outros países europeus rapidamente o seguiram e começaram a usar suas próprias versões do Poudre B, sendo o primeiro a Alemanha e a Áustria, que introduziram novas armas em 1888. Posteriormente, o Poudre B foi modificado várias vezes com vários compostos sendo adicionados e removidos. Krupp começou a adicionar difenilamina como estabilizador em 1888.

Enquanto isso, em 1887, Alfred Nobel obteve uma patente inglesa para uma pólvora sem fumaça que ele chamou de balistita . Neste propelente, a estrutura fibrosa do algodão (nitro-celulose) foi destruída por uma solução de nitroglicerina em vez de um solvente. Na Inglaterra em 1889, um pó semelhante foi patenteado por Hiram Maxim e nos Estados Unidos em 1890 por Hudson Maxim . A balistita foi patenteada nos Estados Unidos em 1891. Os alemães adotaram a balistita para uso naval em 1898, chamando-a de WPC / 98. Os italianos o adotaram como filita , em forma de cordão em vez de em flocos, mas percebendo suas desvantagens mudou para uma formulação com nitroglicerina que eles chamaram de solenita . Em 1891, os russos encarregaram o químico Mendeleev de encontrar um propelente adequado. Ele criou a nitrocelulose gelatinizada por éter-álcool, que produziu mais nitrogênio e uma estrutura coloidal mais uniforme do que o uso francês de nitro-algodões em Poudre B. Ele o chamou de pirocolódio .

Close dos filamentos de Cordite em um cartucho de rifle britânico .303 (fabricado em 1964)

A Grã-Bretanha conduziu testes em todos os vários tipos de propelente que foram trazidos à sua atenção, mas não ficou satisfeita com todos eles e buscou algo superior a todos os tipos existentes. Em 1889, Sir Frederick Abel , James Dewar e Dr. W Kellner patentearam (Nos 5614 e 11.664 nos nomes de Abel e Dewar) uma nova formulação que foi fabricada na Fábrica Real de Pólvora na Abadia de Waltham. Entrou no serviço britânico em 1891 como Cordite Mark 1. Sua composição principal era 58% de nitroglicerina , 37% de guncotton e 3% de geleia mineral. Uma versão modificada, o Cordite MD, entrou em serviço em 1901, com o percentual de gânglio aumentado para 65% e a nitroglicerina reduzida para 30%. Essa mudança reduziu a temperatura de combustão e, portanto, a erosão e o desgaste do cilindro. As vantagens do Cordite sobre a pólvora eram a redução da pressão máxima na câmara (daí calções mais leves, etc.), mas a alta pressão mais longa. A Cordite pode ser feita em qualquer formato ou tamanho desejado. A criação do cordite levou a uma longa batalha judicial entre Nobel, Maxim e outro inventor sobre alegada violação de patente britânica .

A Anglo-American Explosives Company começou a fabricar sua espingarda em pó em Oakland, New Jersey em 1890. A DuPont começou a produzir guncotton em Carneys Point Township, New Jersey em 1891. Charles E. Munroe, da Naval Torpedo Station em Newport, Rhode Island, patenteou uma formulação de guncotton coloidal com nitrobenzeno, chamado Indurite , em 1891. Várias empresas dos Estados Unidos começaram a produzir pó sem fumaça quando a Winchester Repeating Arms Company começou a carregar cartuchos esportivos com pó da Explosives Company em 1893. California Powder Works começou a produzir uma mistura de nitroglicerina e nitrocelulose com picrato de amônio como Peyton Powder , a Leonard Smokeless Powder Company começou a produzir nitroglicerina - nitrocelulose emRuby , a Laflin & Rand negociou uma licença para produzir balistita e a DuPont começou a produzir pó de espingarda sem fumaça. O Exército dos Estados Unidos avaliou 25 variedades de pó sem fumaça e selecionou os pós Ruby e Peyton como os mais adequados para uso no rifle de serviço Krag-Jørgensen . Ruby era o preferido, porque o estanhador era necessário para proteger as caixas dos cartuchos de latão do ácido pícrico no Peyton Powder . Em vez de pagar os royalties exigidos pela Ballistite , a Laflin & Rand financiou a reorganização de Leonard como American Smokeless Powder Company. O Tenente Whistler do Exército dos Estados Unidos ajudou o superintendente da fábrica da American Smokeless Powder Company, Aspinwall, a formular um pó melhorado chamado WA por seus esforços. A pólvora sem fumaça WA foi o padrão para rifles de serviço militar dos Estados Unidos de 1897 a 1908.

Em 1897, o tenente da Marinha dos Estados Unidos John Bernadou patenteou um pó de nitrocelulose coloidal com éter-álcool. A Marinha licenciou ou vendeu patentes para esta formulação para a DuPont e a California Powder Works, mantendo os direitos de fabricação da Naval Powder Factory, Indian Head, Maryland, construída em 1900. O Exército dos Estados Unidos adotou a formulação de base única da Marinha em 1908 e começou a fabricar no Picatinny Arsenal . Naquela época, a Laflin & Rand havia assumido o controle da American Powder Company para proteger seu investimento, e a Laflin & Rand tinha sido comprada pela DuPont em 1902. Ao garantir um arrendamento de 99 anos da Explosives Company em 1903, a DuPont aproveitou o uso de todos os patentes de pó sem fumaça nos Estados Unidos e foi capaz de otimizar a produção de pó sem fumaça. Quando a ação antitruste do governo forçou o desinvestimento em 1912, a DuPont manteve as formulações de nitrocelulose em pó sem fumaça usadas pelos militares dos Estados Unidos e lançou as formulações de base dupla usadas em munições esportivas para a Hercules Powder Company reorganizada . Esses propelentes mais novos e poderosos eram mais estáveis ​​e, portanto, mais seguros de manusear do que o Poudre B.

Características

As propriedades do propelente são muito influenciadas pelo tamanho e forma de suas peças. A área de superfície específica do propelente influencia a velocidade de queima e o tamanho e a forma das partículas determinam a área de superfície específica. Pela manipulação da forma, é possível influenciar a taxa de queima e, portanto, a taxa na qual a pressão aumenta durante a combustão. O pó sem fumaça queima apenas nas superfícies das peças. Pedaços maiores queimam mais lentamente e a taxa de queima é ainda controlada por revestimentos anti-chamas que retardam ligeiramente a queima. A intenção é regular a velocidade de combustão para que uma pressão mais ou menos constante seja exercida sobre o projétil propelido enquanto estiver no cano para obter a maior velocidade. As perfurações estabilizam a taxa de queima porque, à medida que o lado de fora queima para dentro (diminuindo assim a área de superfície de queima), o lado de dentro queima para fora (aumentando assim a área de superfície de queima, mas mais rápido, de modo a preencher o volume crescente de barril apresentado pela partida projétil). Pós de pistola de queima rápida são feitos extrudando formas com mais área, como flocos, ou achatando os grânulos esféricos. A secagem geralmente é realizada sob vácuo. Os solventes são condensados ​​e reciclados. Os grânulos também são revestidos com grafite para evitar que faíscas de eletricidade estática causem ignições indesejadas.

O pó sem fumaça não deixa a incrustação espessa e pesada do material higroscópico associada ao pó preto que causa a ferrugem do barril. (embora alguns compostos de primer possam deixar sais higroscópicos que têm um efeito semelhante; compostos de primer não corrosivos foram introduzidos na década de 1920)

Os propelentes de queima mais rápida geram temperaturas e pressões mais altas, mas também aumentam o desgaste dos canos das armas.

A nitrocelulose se deteriora com o tempo, produzindo subprodutos ácidos. Esses subprodutos catalisam a deterioração posterior, aumentando sua taxa. O calor liberado, no caso de armazenamento a granel do pó, ou blocos muito grandes de propelente sólido, pode causar autoignição do material. Os propelentes de nitrocelulose de base única são higroscópicos e mais suscetíveis à degradação; Os propelentes de base dupla e de base tripla tendem a se deteriorar mais lentamente. Para neutralizar os produtos de decomposição, que de outra forma poderiam causar corrosão dos metais dos cartuchos e canos das armas, carbonato de cálcio é adicionado a algumas formulações.

Para evitar o acúmulo de produtos de deterioração, estabilizadores são adicionados. A difenilamina é um dos estabilizadores mais comumente usados. Os análogos nitrados da difenilamina formados no processo de estabilização do pó em decomposição às vezes são usados ​​como estabilizadores. Os estabilizantes são adicionados na quantidade de 0,5–2% da quantidade total da formulação; quantidades mais altas tendem a degradar suas propriedades balísticas. A quantidade de estabilizador esgota-se com o tempo. Os propelentes armazenados devem ser testados periodicamente quanto à quantidade de estabilizador restante, pois seu esgotamento pode levar à autoignição do propelente.

Composição

Atualmente, os propelentes que usam nitrocelulose ( velocidade de detonação 7.300 m / s (23.950 pés / s), fator RE 1.10) (tipicamente um éter-álcool colóide de nitrocelulose) como o único ingrediente propelente explosivo são descritos como pó de base única .

As misturas de propelentes contendo nitrocelulose e nitroglicerina (velocidade de detonação 7.700 m / s (25.260 pés / s), fator RE 1,54) como ingredientes de propulsor explosivo são conhecidas como pó de base dupla . Alternativamente, o dinitrato de dietilenoglicol (velocidade de detonação 6.610 m / s (21.690 pés / s), fator RE 1,17) pode ser usado como um substituto de nitroglicerina quando temperaturas de chama reduzidas sem sacrificar a pressão da câmara são importantes. A redução da temperatura da chama reduz significativamente a erosão do barril e, portanto, o desgaste.

Durante a década de 1930, o propelente de base tripla contendo nitrocelulose, nitroglicerina ou dinitrato de dietilenoglicol e uma quantidade substancial de nitroguanidina (velocidade de detonação 8.200 m / s (26.900 pés / s), fator RE 0,95) como ingredientes do propulsor explosivo foi desenvolvido. Essas misturas de "propelente frio" reduziram a temperatura do flash e da chama sem sacrificar a pressão da câmara em comparação com os propelentes de base única e dupla, embora ao custo de mais fumaça. Na prática, os propelentes de base tripla são reservados principalmente para munições de grande calibre, como as usadas na artilharia (naval) e canhões de tanque . Durante a Segunda Guerra Mundial, teve algum uso pela artilharia britânica. Depois dessa guerra, ele se tornou o propelente padrão em todos os projetos de munições britânicos de grande calibre, exceto as armas pequenas. A maioria das nações ocidentais, exceto os Estados Unidos, seguiram um caminho semelhante.

No final do século 20, novas formulações de propelentes começaram a aparecer. Estes são baseados em nitroguanidina e altos explosivos do tipo RDX (velocidade de detonação 8.750 m / s (28.710 pés / s), fator RE 1,60).

As velocidades de detonação são de valor limitado na avaliação das taxas de reação dos propelentes de nitrocelulose formulados para evitar a detonação. Embora a reação mais lenta seja frequentemente descrita como queima por causa de produtos finais gasosos semelhantes em temperaturas elevadas, a decomposição difere da combustão em uma atmosfera de oxigênio . A conversão de propelentes de nitrocelulose em gás de alta pressão procede da superfície exposta para o interior de cada partícula sólida de acordo com a lei de Piobert . Estudos de reações de propelente de base única e dupla sólida sugerem que a taxa de reação é controlada pela transferência de calor através do gradiente de temperatura através de uma série de zonas ou fases conforme a reação prossegue da superfície para o sólido. A porção mais profunda do sólido que experimenta a transferência de calor derrete e começa a transição de fase do sólido para o gasoso em uma zona de espuma . O propelente gasoso se decompõe em moléculas mais simples em uma zona de efervescência circundante . A energia é liberada em uma zona de chama externa luminosa , onde as moléculas de gás mais simples reagem para formar produtos de combustão convencionais, como vapor e monóxido de carbono . A zona de espuma atua como um isolante, diminuindo a taxa de transferência de calor da zona da chama para o sólido que não reagiu. As taxas de reação variam com a pressão; porque a espuma permite uma transferência de calor menos efetiva em baixa pressão, com maior transferência de calor à medida que pressões mais altas comprimem o volume de gás daquela espuma. Os propelentes projetados para uma pressão mínima de transferência de calor podem falhar em sustentar a zona da chama em pressões mais baixas.

Os componentes energéticos usados ​​em propelentes sem fumaça incluem nitrocelulose (o mais comum), nitroglicerina , nitroguanidina , DINA (bis-nitroxietilnitramina; dinitrato de dietanolamina, DEADN; DHE), Fivonita (2,2,5,5-tetrametilol-ciclopentanona tetranitrato, CyP) , DGN ( dinitrato de dietilenoglicol ) e acetilcelulose.

Deterrentes (ou moderadores) são usados ​​para diminuir a taxa de queima. Os impedimentos incluem centralites (difenil ureia simétrica - principalmente dietil ou dimetil), dibutil ftalato , dinitrotolueno (tóxico e carcinogênico), acardita (difenil ureia assimétrica), orto-tolil uretano e adipato de poliéster. A cânfora era usada anteriormente, mas agora está obsoleta.

Os estabilizadores previnem ou retardam a auto-decomposição. Estes incluem difenilamina , vaselina , carbonato de cálcio , óxido de magnésio , bicarbonato de sódio e éter metílico de beta-naftol. Os estabilizadores obsoletos incluem álcool amílico e anilina .

Os aditivos decopper impedem o acúmulo de resíduos de cobre do rifling do cano da arma. Estes incluem estanho metálico e compostos (por exemplo, dióxido de estanho ), e de bismuto metálico e compostos (por exemplo, bismuto trióxido , subcarbonato de bismuto , bismuto nitrato , bismuto antimoneto ); os compostos de bismuto são favorecidos porque o cobre se dissolve no bismuto fundido, formando uma liga quebradiça e facilmente removível. A folha de chumbo e os compostos de chumbo foram eliminados devido à toxicidade.

Materiais de redução de desgaste, incluindo cera , talco e dióxido de titânio, são adicionados para diminuir o desgaste dos revestimentos do cano da arma. As armas grandes usam jaquetas de poliuretano sobre os sacos de pólvora.

Outros aditivos incluem acetato de etila (um solvente para a fabricação de pó esférico), colofônia (um surfactante para manter a forma de grão do pó esférico) e grafite (um lubrificante para cobrir os grãos e evitar que grudem, e para dissipar a eletricidade estática ) .

Redução de flash

Os redutores de flash diminuem o brilho do focinho , a luz emitida nas proximidades do focinho pelos gases propelentes quentes e as reações químicas que se seguem à medida que os gases se misturam com o ar circundante. Antes da saída dos projéteis, um ligeiro pré-flash pode ocorrer devido ao vazamento de gases pelos projéteis. Após a saída do focinho, o calor dos gases geralmente é suficiente para emitir radiação visível: o flash primário. Os gases se expandem, mas à medida que passam pelo disco de Mach, são comprimidos novamente para produzir um flash intermediário. Gases quentes e combustíveis (por exemplo, hidrogênio e monóxido de carbono) podem ocorrer quando se misturam com o oxigênio do ar circundante para produzir o flash secundário, o mais brilhante. O flash secundário geralmente não ocorre com armas pequenas.

A nitrocelulose contém oxigênio insuficiente para oxidar completamente seu carbono e hidrogênio. O déficit de oxigênio é aumentado pela adição de grafite e estabilizadores orgânicos. Os produtos da combustão dentro do cano da arma incluem gases inflamáveis ​​como hidrogênio e monóxido de carbono. Em alta temperatura, esses gases inflamáveis ​​irão inflamar quando misturados turbulentamente com o oxigênio atmosférico além do cano da arma. Durante os combates noturnos, o flash produzido pela ignição pode revelar a localização da arma para as forças inimigas e causar cegueira noturna temporária entre a tripulação de arma de fogo por foto-branqueamento visual roxo .

Supressores de flash são comumente usados ​​em armas pequenas para reduzir a assinatura do flash, mas essa abordagem não é prática para a artilharia. Um flash de cano de artilharia até 150 pés (46 m) do cano foi observado e pode ser refletido nas nuvens e ser visível a distâncias de até 30 milhas (48 km). Para a artilharia, o método mais eficaz é um propelente que produz uma grande proporção de nitrogênio inerte a temperaturas relativamente baixas que dilui os gases combustíveis. Propelentes de base tripla são usados ​​para isso por causa do nitrogênio na nitroguanidina.

Os redutores instantâneos incluem cloreto de potássio , nitrato de potássio , sulfato de potássio e bitartarato de potássio (hidrogenotartarato de potássio: um subproduto da produção de vinho anteriormente usado pela artilharia francesa). Antes do uso de propelentes de base tripla, o método usual de redução instantânea era adicionar sais inorgânicos como cloreto de potássio para que sua capacidade de calor específica pudesse reduzir a temperatura dos gases de combustão e sua fumaça particulada finamente dividida pudesse bloquear comprimentos de onda visíveis de energia radiante de combustão.

Todos os redutores de flash têm uma desvantagem: a produção de fumaça.

Manufatura

Pós de carregamento manual de munições

Fumo em pó pode ser enlatada em pequenas bolas esféricas ou extrudida em cilindros ou tiras com muitas formas de secção transversal (tiras com várias proporções rectangulares, cilindros de simples ou de multi-furos, cilindros ranhurados) utilizando solventes tais como éter. Essas extrusões podem ser cortadas em pedaços curtos ("flocos") ou longos ("cordões" com muitos centímetros de comprimento). O pó de canhão tem as peças maiores.

A Marinha dos Estados Unidos fabricou pólvora tubular de base única para artilharia naval em Indian Head, Maryland , começando em 1900. Procedimentos semelhantes foram usados ​​para a produção do Exército dos Estados Unidos no Arsenal de Picatinny começando em 1907 e para a fabricação de rifle militar aprimorado (IMR) de granulação menor pós após 1914. O linter de algodão de fibra curta era fervido em uma solução de hidróxido de sódio para remover as ceras vegetais e depois seco antes da conversão em nitrocelulose por mistura com ácidos nítrico e sulfúrico concentrados . A nitrocelulose ainda se assemelha ao algodão fibroso neste ponto do processo de fabricação e era tipicamente identificada como pirocelulose porque se inflamaria espontaneamente no ar até que o ácido não reagido fosse removido. O termo guncotton também foi usado; embora algumas referências identifiquem o guncotton como um produto mais amplamente nitrado e refinado usado em torpedos e ogivas de minas antes do uso de TNT .

O ácido que não reagiu foi removido da polpa de pirocelulose por um processo de drenagem e lavagem com água em vários estágios, semelhante ao usado nas fábricas de papel durante a produção de celulose química . O álcool pressurizado removeu a água restante da pirocelulose drenada antes de misturar com éter e difenilamina. A mistura foi então alimentada através de uma prensa extrudando uma forma de corda tubular longa para ser cortada em grãos com o comprimento desejado.

Álcool e éter foram então evaporados dos grãos de pó "verde" para uma concentração de solvente remanescente entre 3 por cento para pós de rifle e 7 por cento para grãos de pó de artilharia grandes. A taxa de queima é inversamente proporcional à concentração do solvente. Os grãos foram revestidos com grafite eletricamente condutora para minimizar a geração de eletricidade estática durante a mistura subsequente. "Lotes" contendo mais de dez toneladas de grãos em pó foram misturados por meio de um arranjo em torre de tremonhas de mistura para minimizar as diferenças balísticas. Cada lote combinado foi então submetido a testes para determinar a carga de carregamento correta para o desempenho desejado.

Quantidades militares de pólvora sem fumaça antiga às vezes eram transformadas em novos lotes de propelentes. Durante a década de 1920, Fred Olsen trabalhou no Arsenal Picatinny experimentando maneiras de resgatar toneladas de pólvora de canhão de base única fabricada para a Primeira Guerra Mundial . Olsen foi empregado pela Western Cartridge Company em 1929 e desenvolveu um processo para a fabricação de pó esférico sem fumaça em 1933. O pó retrabalhado ou pirocelulose lavada pode ser dissolvido em acetato de etila contendo pequenas quantidades dos estabilizadores desejados e outros aditivos. O xarope resultante, combinado com água e surfactantes , pode ser aquecido e agitado em um recipiente pressurizado até que o xarope forme uma emulsão de pequenos glóbulos esféricos do tamanho desejado. O acetato de etila destila conforme a pressão é lentamente reduzida para deixar pequenas esferas de nitrocelulose e aditivos. As esferas podem ser posteriormente modificadas pela adição de nitroglicerina para aumentar a energia, achatamento entre os rolos para uma dimensão mínima uniforme, revestimento com dissuasores de ftalato para retardar a ignição e / ou envidraçamento com grafite para melhorar as características de fluxo durante a mistura.

O pó sem fumaça moderno é produzido nos Estados Unidos pela St. Marks Powder , Inc., de propriedade da General Dynamics .

Impacto

A pólvora sem fumaça possibilitou o carregamento automático de armas de fogo com muitas partes móveis (que, de outra forma, emperrariam ou prenderiam sob a forte incrustação de pólvora negra). A pólvora sem fumaça permitiu o desenvolvimento de modernas armas de fogo semiautomáticas e totalmente automáticas, além de culotes e canos mais leves para a artilharia.

Veja também

Referências

Bibliografia

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links externos