Poudre sans fumée - Smokeless powder

poudre sans fumée finlandaise

La poudre sans fumée est un type de propulseur utilisé dans les armes à feu et l' artillerie qui produit moins de fumée et moins d' encrassement lorsqu'il est tiré par rapport à la poudre à canon (« poudre noire »). Les produits de combustion sont principalement gazeux , contre environ 55% de produits solides (principalement du carbonate de potassium , du sulfate de potassium et du sulfure de potassium ) pour la poudre noire. De plus, la poudre sans fumée ne laisse pas l' encrassement épais et lourd du matériau hygroscopique associé à la poudre noire qui provoque la rouille du canon. Malgré son nom, la poudre sans fumée n'est pas totalement exempte de fumée ; alors qu'il peut y avoir peu de fumée perceptible provenant des munitions d'armes légères, la fumée des tirs d'artillerie peut être substantielle.

Inventée à l'origine en 1884 par Paul Vieille , les formulations les plus courantes sont à base de nitrocellulose , mais le terme était également utilisé pour décrire divers mélanges de picrate avec des oxydants nitrate , chlorate ou dichromate à la fin du XIXe siècle, avant que les avantages de la nitrocellulose ne deviennent évidents.

Les poudres sans fumée sont généralement classées comme explosifs de la division 1.3 en vertu des Recommandations de l' ONU sur le transport des marchandises dangereuses  - Règlement type , réglementations régionales (telles que l' ADR ) et réglementations nationales. Cependant, ils sont utilisés comme propergols solides ; en utilisation normale, ils subissent une déflagration plutôt qu'une détonation .

La poudre sans fumée rendait possible les armes à feu à chargement automatique avec de nombreuses pièces mobiles (qui autrement se bloqueraient ou se gripperaient sous un encrassement important de poudre noire). La poudre sans fumée a permis le développement d'armes à feu semi-automatiques et entièrement automatiques modernes et de culasses et de canons plus légers pour l'artillerie.

Histoire

Avant l'introduction généralisée de la poudre sans fumée, l'utilisation de la poudre à canon ou de la poudre noire causait de nombreux problèmes sur le champ de bataille. Les commandants militaires depuis les guerres napoléoniennes ont signalé des difficultés à donner des ordres sur un champ de bataille obscurci par la fumée des tirs. Les signaux visuels ne pouvaient pas être vus à travers l'épaisse fumée de la poudre à canon utilisée par les canons. À moins de vent fort, après quelques tirs, les soldats utilisant des munitions à poudre verraient leur vue obscurcie par un énorme nuage de fumée. Des tireurs d'élite ou d'autres tireurs dissimulés ont été signalés par un nuage de fumée au-dessus de la position de tir. La poudre à canon produit des pressions plus faibles et est environ trois fois moins puissante que la poudre sans fumée. La poudre à canon est également corrosive, ce qui rend le nettoyage obligatoire après chaque utilisation. De même, la tendance de la poudre à canon à produire un encrassement important provoque un blocage des actions et rend souvent le rechargement difficile.

Nitroglycérine et guncotton

La nitroglycérine a été synthétisée par le chimiste italien Ascanio Sobrero en 1847. Elle a ensuite été développée et fabriquée par Alfred Nobel comme explosif industriel, mais même alors, elle ne convenait pas comme propulseur : malgré ses qualités énergétiques et sans fumée, elle détonne au lieu de déflagrer en douceur, le rendant plus susceptible de briser une arme à feu, plutôt que d'en propulser un projectile. La nitroglycérine est également très sensible, ce qui la rend impropre à être transportée dans des conditions de champ de bataille.

Un grand pas en avant a été l'invention du guncotton , un matériau à base de nitrocellulose, par le chimiste allemand Christian Friedrich Schönbein en 1846. Il a promu son utilisation comme explosif de dynamitage et a vendu les droits de fabrication à l' Empire autrichien . Le guncotton était plus puissant que la poudre à canon, mais en même temps il était encore une fois un peu plus instable. John Taylor a obtenu un brevet anglais pour le guncotton ; et John Hall & Sons a commencé à fabriquer à Faversham .

L'intérêt anglais languit après qu'une explosion a détruit l'usine de Faversham en 1847. Le baron autrichien Wilhelm Lenk von Wolfsberg a construit deux usines de guncotton produisant du propulseur d'artillerie, mais c'était aussi dangereux dans des conditions de terrain, et des canons qui pouvaient tirer des milliers de cartouches à l'aide de poudre noire atteindraient le fin de leur durée de vie après seulement quelques centaines de tirs avec le guncotton le plus puissant. Les armes légères ne pouvaient pas résister aux pressions générées par le guncotton.

Après l' explosion de l'une des usines autrichiennes en 1862, Thomas Prentice & Company a commencé à fabriquer du guncotton à Stowmarket en 1863 ; et le chimiste du ministère de la Guerre britannique , Sir Frederick Abel, ont commencé des recherches approfondies à Waltham Abbey Royal Gunpowder Mills, menant à un processus de fabrication qui a éliminé les impuretés de la nitrocellulose, ce qui la rend plus sûre à produire et un produit stable plus sûr à manipuler. Abel a fait breveter ce procédé en 1865 lors de l'explosion de la deuxième usine autrichienne de coton à canon. Après l'explosion de l'usine de Stowmarket en 1871, Waltham Abbey a commencé à produire du coton à canon pour les ogives de torpilles et de mines.

Améliorations

Une poudre de bâton extrudée

En 1863, le capitaine d'artillerie prussien Johann FE Schultze a breveté un propulseur pour armes légères en bois dur nitré imprégné de salpêtre ou de nitrate de baryum . Prentice a reçu un brevet en 1866 pour une poudre sportive de papier nitré fabriqué à Stowmarket, mais l'uniformité balistique a souffert lorsque le papier a absorbé l'humidité atmosphérique. En 1871, Frederick Volkmann a reçu un brevet autrichien pour une version colloïdale de la poudre de Schultze appelée Collodin , qu'il a fabriquée près de Vienne pour une utilisation dans les armes à feu de sport. Les brevets autrichiens n'ont pas été publiés à l'époque, et l'Empire autrichien a considéré l'opération comme une violation du monopole du gouvernement sur la fabrication d'explosifs et a fermé l'usine Volkmann en 1875.

En 1882, la société Explosives de Stowmarket a breveté une formulation améliorée de coton nitré gélatinisé par de l'éther-alcool avec des nitrates de potassium et de baryum . Ces propulseurs convenaient aux fusils de chasse mais pas aux carabines, car les rayures entraînent une résistance à une expansion régulière du gaz, qui est réduite dans les fusils à canon lisse .

En 1884, Paul Vieille invente une poudre sans fumée appelée Poudre B (abréviation de poudre blanche , poudre blanche, à la différence de la poudre noire ) composée de 68,2 % de nitrocellulose insoluble , 29,8 % de nitrocellulose soluble gélatinisée à l' éther et 2 % de paraffine. Cela a été adopté pour le fusil Lebel . Il a été passé à travers des rouleaux pour former des feuilles de papier minces, qui ont été coupées en flocons de la taille souhaitée. Le propulseur résultant , aujourd'hui connu sous le nom de pyrocellulose , contient un peu moins d' azote que le guncotton et est moins volatil. Une caractéristique particulièrement intéressante du propulseur est qu'il n'explosera pas s'il n'est pas comprimé, ce qui le rend très sûr à manipuler dans des conditions normales. La poudre Vieille a révolutionné l'efficacité des petits canons car elle ne dégageait presque pas de fumée et était trois fois plus puissante que la poudre noire. Une vitesse initiale plus élevée signifiait une trajectoire plus plate et moins de dérive du vent et de chute de balle, ce qui rendait possible des tirs à 1 000 m (1 094 yd). Comme il fallait moins de poudre pour propulser une balle, la cartouche pouvait être plus petite et plus légère. Cela a permis aux troupes de transporter plus de munitions pour le même poids. De plus, il brûlerait même lorsqu'il est mouillé. Les munitions à poudre noire devaient être conservées au sec et étaient presque toujours stockées et transportées dans des cartouches étanches. D'autres pays européens ont rapidement suivi et ont commencé à utiliser leurs propres versions de Poudre B, le premier étant l'Allemagne et l'Autriche, qui ont introduit de nouvelles armes en 1888. Par la suite, Poudre B a été modifié plusieurs fois avec divers composés ajoutés et supprimés. Krupp a commencé à ajouter de la diphénylamine comme stabilisant en 1888.

Pendant ce temps, en 1887, Alfred Nobel a obtenu un brevet anglais pour une poudre à canon sans fumée qu'il a appelée Ballistite . Dans ce propulseur, la structure fibreuse du coton (nitro-cellulose) a été détruite par une solution de nitroglycérine au lieu d'un solvant. En Angleterre en 1889, une poudre similaire a été brevetée par Hiram Maxim , et aux États-Unis en 1890 par Hudson Maxim . La balistite a été brevetée aux États-Unis en 1891. Les Allemands ont adopté la balistite pour un usage naval en 1898, l'appelant WPC/98. Les Italiens l'ont adopté sous forme de filite , sous forme de corde au lieu de flocon, mais réalisant ses inconvénients, ils l'ont transformé en une formulation à base de nitroglycérine qu'ils ont appelée solénite . En 1891, les Russes chargent le chimiste Mendeleev de trouver un propulseur approprié. Il créa la nitrocellulose gélatinisée par l'éther-alcool, qui produisait plus d' azote et une structure colloïdale plus uniforme que l'utilisation française des nitro-cotons dans la Poudre B. Il l'appelait pyrocollodion .

Gros plan sur des filaments de Cordite dans une cartouche de fusil britannique .303 (fabriquée en 1964)

La Grande-Bretagne a mené des essais sur tous les différents types de propulseurs portés à leur attention, mais n'était pas satisfaite de tous et a cherché quelque chose de supérieur à tous les types existants. En 1889, Sir Frederick Abel , James Dewar et le Dr W Kellner ont breveté (Nos 5614 et 11 664 aux noms d'Abel et Dewar) une nouvelle formulation qui a été fabriquée à la Royal Gunpowder Factory à Waltham Abbey. Il est entré en service britannique en 1891 sous le nom de Cordite Mark 1. Sa composition principale était de 58 % de nitroglycérine , 37 % de coton gun et 3 % de gelée minérale. Une version modifiée, Cordite MD, est entrée en service en 1901, avec le pourcentage de guncotton augmenté à 65% et la nitroglycérine réduite à 30%. Ce changement a réduit la température de combustion et donc l'érosion et l'usure du canon. Les avantages de la Cordite par rapport à la poudre à canon étaient une pression maximale réduite dans la chambre (d'où des culasses plus légères, etc.) mais une haute pression plus longue. La cordite peut être fabriquée dans n'importe quelle forme ou taille souhaitée. La création de la cordite a conduit à une longue bataille judiciaire entre Nobel, Maxim et un autre inventeur pour contrefaçon présumée de brevet britannique .

L'Anglo-American Explosives Company a commencé à fabriquer sa poudre pour fusil de chasse à Oakland, New Jersey en 1890. DuPont a commencé à produire du guncotton à Carneys Point Township, New Jersey en 1891. Charles E. Munroe de la Naval Torpedo Station à Newport, Rhode Island a breveté une formulation de guncotton colloïdé avec du nitrobenzène, appelé Indurite , en 1891. Plusieurs entreprises américaines ont commencé à produire de la poudre sans fumée lorsque Winchester Repeating Arms Company a commencé à charger des cartouches de sport avec de la poudre d'Explosives Company en 1893. California Powder Works a commencé à produire un mélange de nitroglycérine et de nitrocellulose avec du picrate d'ammonium sous le nom de Peyton Powder , Leonard Smokeless Powder Company a commencé à produire des poudres Ruby de nitroglycérine et de nitrocellulose , Laflin & Rand a négocié une licence pour produire de la Ballistite et DuPont a commencé à produire de la poudre de fusil de chasse sans fumée. L' armée des États-Unis a évalué 25 variétés de poudre sans fumée et sélectionné les poudres Ruby et Peyton comme les plus appropriées pour une utilisation dans le fusil de service Krag-Jørgensen . Le rubis était préféré, car l'étamage était nécessaire pour protéger les douilles en laiton de l'acide picrique dans la poudre de Peyton . Plutôt que de payer les redevances requises pour Ballistite , Laflin & Rand a financé la réorganisation de Leonard en tant qu'American Smokeless Powder Company. Le lieutenant de l'armée américaine Whistler a aidé le surintendant d'usine de l'American Smokeless Powder Company, Aspinwall, à formuler une poudre améliorée nommée WA pour leurs efforts. La poudre sans fumée WA était la norme pour les fusils de service militaire des États-Unis de 1897 à 1908.

En 1897, aux États-Unis Marine lieutenant John Bernadou breveté une poudre de nitrocellulose colloided avec l' alcool éther. La Marine a concédé sous licence ou vendu des brevets pour cette formulation à DuPont et à la California Powder Works tout en conservant les droits de fabrication pour la Naval Powder Factory, à Indian Head, dans le Maryland, construite en 1900. L' armée des États-Unis a adopté la formulation à base unique de la Marine en 1908 et a commencé la fabrication. à l' Arsenal de Picatinny . À ce moment-là, Laflin & Rand avait repris l'American Powder Company pour protéger leur investissement, et Laflin & Rand avait été acheté par DuPont en 1902. Après avoir obtenu un bail de 99 ans de l'Explosives Company en 1903, DuPont a bénéficié de l'utilisation de tous les brevets de poudre sans fumée aux États-Unis et a pu optimiser la production de poudre sans fumée. Lorsque l'action antitrust du gouvernement a forcé la cession en 1912, DuPont a conservé les formulations de poudre sans fumée de nitrocellulose utilisées par l'armée américaine et a publié les formulations à double base utilisées dans les munitions de sport à la Hercules Powder Company réorganisée . Ces propulseurs plus récents et plus puissants étaient plus stables et donc plus sûrs à manipuler que la Poudre B.

Caractéristiques

Les propriétés du propulseur sont fortement influencées par la taille et la forme de ses pièces. La surface spécifique du propulseur influence la vitesse de combustion, et la taille et la forme des particules déterminent la surface spécifique. En manipulant la forme, il est possible d'influencer la vitesse de combustion et donc la vitesse à laquelle la pression augmente pendant la combustion. La poudre sans fumée ne brûle que sur les surfaces des pièces. Les pièces plus grosses brûlent plus lentement et la vitesse de combustion est en outre contrôlée par des revêtements anti-flammes qui retardent légèrement la combustion. Le but est de réguler la vitesse de combustion pour qu'une pression plus ou moins constante soit exercée sur le projectile propulsé tant qu'il est dans le canon afin d'obtenir la vitesse la plus élevée. Les perforations stabilisent le taux de combustion car à mesure que l'extérieur brûle vers l'intérieur (rétrécissant ainsi la surface de combustion), l'intérieur brûle vers l'extérieur (augmentant ainsi la surface de combustion, mais plus rapidement, de manière à remplir le volume croissant de baril présenté par le départ projectile). Les poudres pour pistolet à combustion rapide sont fabriquées en extrudant des formes avec plus de surface telles que des flocons ou en aplatissant les granulés sphériques. Le séchage est généralement effectué sous vide. Les solvants sont condensés et recyclés. Les granulés sont également recouverts de graphite pour empêcher les étincelles d'électricité statique de provoquer des allumages indésirables.

La poudre sans fumée ne laisse pas l' encrassement épais et lourd du matériau hygroscopique associé à la poudre noire qui provoque la rouille du canon. (bien que certains composés d' apprêt puissent laisser des sels hygroscopiques qui ont un effet similaire ; des composés d'apprêt non corrosifs ont été introduits dans les années 1920)

Les propergols à combustion plus rapide génèrent des températures et des pressions plus élevées, mais ils augmentent également l'usure des canons des armes à feu.

La nitrocellulose se détériore avec le temps, produisant des sous-produits acides. Ces sous-produits catalysent la détérioration supplémentaire, augmentant son taux. La chaleur dégagée, en cas de stockage en vrac de la poudre, ou de blocs trop gros de propergol solide, peut provoquer l'auto-inflammation du matériau. Les propulseurs de nitrocellulose à base unique sont hygroscopiques et les plus sensibles à la dégradation; les propergols à double base et à triple base ont tendance à se détériorer plus lentement. Pour neutraliser les produits de décomposition, qui pourraient sinon provoquer la corrosion des métaux des cartouches et des canons des armes à feu, du carbonate de calcium est ajouté à certaines formulations.

Pour éviter l'accumulation des produits de détérioration, des stabilisants sont ajoutés. La diphénylamine est l'un des stabilisants les plus couramment utilisés. Les analogues nitrés de la diphénylamine formés au cours du processus de stabilisation de la poudre en décomposition sont parfois utilisés eux-mêmes comme stabilisants. Les stabilisants sont ajoutés en une quantité de 0,5 à 2 % de la quantité totale de la formulation ; des quantités plus élevées ont tendance à dégrader ses propriétés balistiques. La quantité de stabilisant s'épuise avec le temps. Les propergols stockés doivent être testés périodiquement pour la quantité de stabilisant restant, car son épuisement peut conduire à l'auto-inflammation du propergol.

Composition

Actuellement, les propulseurs utilisant de la nitrocellulose ( vitesse de détonation 7 300 m/s (23 950 pi/s), facteur RE 1,10) (généralement un colloïde éther-alcool de nitrocellulose) comme seul ingrédient propulseur explosif sont décrits comme de la poudre à base unique .

Les mélanges de propergols contenant de la nitrocellulose et de la nitroglycérine (vitesse de détonation 7 700 m/s (25 260 ft/s), facteur RE 1,54) en tant qu'ingrédients propulseurs explosifs sont connus sous le nom de poudre à double base . Alternativement, le dinitrate de diéthylène glycol (vitesse de détonation 6 610 m/s (21 690 pi/s), facteur RE 1,17) peut être utilisé en remplacement de la nitroglycérine lorsque des températures de flamme réduites sans sacrifier la pression de la chambre sont importantes. La réduction de la température de la flamme réduit considérablement l'érosion du fût et donc l'usure.

Au cours des années 1930, un propulseur à triple base contenant de la nitrocellulose, de la nitroglycérine ou du dinitrate de diéthylène glycol et une quantité substantielle de nitroguanidine (vitesse de détonation de 8 200 m/s (26 900 pi/s), facteur RE de 0,95) en tant qu'ingrédients propulseurs explosifs a été développé. Ces mélanges de "propulseurs froids" ont une température de flash et de flamme réduite sans sacrifier la pression de la chambre par rapport aux propulseurs à base simple et double, bien qu'au prix de plus de fumée. En pratique, les propergols à triple base sont réservés principalement aux munitions de gros calibre telles que celles utilisées dans l' artillerie (navale) et les canons de char . Pendant la Seconde Guerre mondiale, il a été utilisé par l'artillerie britannique. Après cette guerre, il est devenu le propulseur standard dans tous les modèles de munitions britanniques de gros calibre, à l'exception des armes légères. La plupart des pays occidentaux, à l'exception des États-Unis, ont suivi une voie similaire.

À la fin du 20e siècle, de nouvelles formulations de propulseurs ont commencé à apparaître. Ceux-ci sont à base de nitroguanidine et d'explosifs brisants de type RDX (vitesse de détonation 8 750 m/s (28 710 ft/s), facteur RE 1,60).

Les vitesses de détonation ont une valeur limitée pour évaluer les vitesses de réaction des propulseurs de nitrocellulose formulés pour éviter la détonation. Bien que la réaction plus lente soit souvent décrite comme une combustion en raison de produits finaux gazeux similaires à des températures élevées, la décomposition diffère de la combustion dans une atmosphère d' oxygène . La conversion des propulseurs de nitrocellulose en gaz à haute pression s'effectue de la surface exposée à l'intérieur de chaque particule solide conformément à la loi de Piobert . Des études sur les réactions de propergol solide à base simple et double suggèrent que la vitesse de réaction est contrôlée par le transfert de chaleur à travers le gradient de température à travers une série de zones ou de phases au fur et à mesure que la réaction progresse de la surface vers le solide. La partie la plus profonde du solide soumis au transfert de chaleur fond et commence la transition de phase du solide au gaz dans une zone de mousse . Le propulseur gazeux se décompose en molécules plus simples dans une zone pétillante environnante . L'énergie est libérée dans une zone de flamme extérieure lumineuse où les molécules de gaz les plus simples réagissent pour former des produits de combustion conventionnels comme la vapeur et le monoxyde de carbone . La zone de mousse agit comme un isolant ralentissant le taux de transfert de chaleur de la zone de flamme vers le solide n'ayant pas réagi. Les vitesses de réaction varient avec la pression; parce que la mousse permet un transfert de chaleur moins efficace à basse pression, avec un transfert de chaleur plus important lorsque des pressions plus élevées compriment le volume de gaz de cette mousse. Les propulseurs conçus pour une pression de transfert de chaleur minimale peuvent ne pas maintenir la zone de flamme à des pressions inférieures.

Les composants énergétiques utilisés dans les propulseurs sans fumée comprennent la nitrocellulose (le plus courant), la nitroglycérine , la nitroguanidine , la DINA (bis-nitroxyéthylnitramine ; dinitrate de diéthanolamine, DEADN ; DHE), la Fivonite (2,2,5,5-tétraméthylol-cyclopentanone tétranitrate, CyP) , DGN ( dinitrate de diéthylène glycol ) et acétyl cellulose.

Des moyens de dissuasion (ou modérateurs) sont utilisés pour ralentir la vitesse de combustion. Les agents dissuasifs comprennent les centralites (diphényl urée symétrique - principalement diéthyle ou diméthyle), le phtalate de dibutyle , le dinitrotoluène (toxique et cancérigène), l'akardite (diphényl urée asymétrique), l'ortho-tolyl uréthane et l'adipate de polyester. Le camphre était autrefois utilisé mais est maintenant obsolète.

Les stabilisants empêchent ou ralentissent l'autodécomposition. Ceux-ci incluent la diphénylamine , la vaseline , le carbonate de calcium , l'oxyde de magnésium , le bicarbonate de sodium et l'éther méthylique de bêta-naphtol. Les stabilisants obsolètes incluent l'alcool amylique et l' aniline .

Les additifs de décapage empêchent l'accumulation de résidus de cuivre provenant des rayures du canon. Ceux - ci comprennent l' étain métallique et les composés (par exemple, le dioxyde d'étain ), et le bismuth métallique et les composés (par exemple, le trioxyde de bismuth , le bismuth sous - carbonate , le nitrate de bismuth , le bismuth antimoniure ); les composés du bismuth sont favorisés car le cuivre se dissout dans le bismuth fondu, formant un alliage cassant et facilement amovible. Les feuilles de plomb et les composés de plomb ont été progressivement éliminés en raison de leur toxicité.

Des matériaux de réduction de l'usure, notamment de la cire , du talc et du dioxyde de titane, sont ajoutés pour réduire l'usure des chemises de canon. Les gros pistolets utilisent des vestes en polyuréthane sur les sacs de poudre.

D'autres additifs incluent l'acétate d'éthyle (un solvant pour la fabrication de poudre sphérique), la colophane (un tensioactif pour maintenir la forme des grains de la poudre sphérique) et le graphite (un lubrifiant pour couvrir les grains et les empêcher de coller ensemble, et pour dissiper l'électricité statique ) .

Réduction du flash

Les réducteurs de flash atténuent le flash du museau , la lumière émise à proximité du museau par les gaz propulseurs chauds et les réactions chimiques qui s'ensuivent lorsque les gaz se mélangent à l'air ambiant. Avant la sortie des projectiles, un léger pré-éclair peut se produire à cause des fuites de gaz au-delà des projectiles. Après la sortie de bouche, la chaleur des gaz est généralement suffisante pour émettre un rayonnement visible : le flash primaire. Les gaz se dilatent mais lorsqu'ils traversent le disque de Mach, ils sont re-comprimés pour produire un flash intermédiaire. Des gaz chauds et combustibles (par exemple, l'hydrogène et le monoxyde de carbone) peuvent suivre lorsqu'ils se mélangent à l'oxygène de l'air ambiant pour produire le flash secondaire, le plus brillant. Le flash secondaire ne se produit généralement pas avec les armes légères.

La nitrocellulose ne contient pas suffisamment d'oxygène pour oxyder complètement son carbone et son hydrogène. Le déficit en oxygène est augmenté par l'ajout de graphite et de stabilisants organiques. Les produits de combustion à l'intérieur du canon du pistolet comprennent des gaz inflammables comme l'hydrogène et le monoxyde de carbone. À haute température, ces gaz inflammables s'enflamment lorsqu'ils sont mélangés de manière turbulente avec de l'oxygène atmosphérique au-delà de la bouche du pistolet. Pendant les combats nocturnes, le flash produit par l'allumage peut révéler l'emplacement du canon aux forces ennemies et provoquer une cécité nocturne temporaire parmi l'équipage du canon par un photo-blanchiment visuel violet .

Les suppresseurs de flash sont couramment utilisés sur les armes légères pour réduire la signature du flash, mais cette approche n'est pas pratique pour l'artillerie. Des éclairs de canon d'artillerie jusqu'à 46 m (150 pieds) du canon ont été observés et peuvent être réfléchis par les nuages ​​et être visibles sur des distances allant jusqu'à 48 km. Pour l'artillerie, la méthode la plus efficace est un propulseur qui produit une grande proportion d'azote inerte à des températures relativement basses qui dilue les gaz combustibles. Des propulseurs à triple base sont utilisés pour cela en raison de l'azote contenu dans la nitroguanidine.

Les réducteurs flash comprennent le chlorure de potassium , le nitrate de potassium , du sulfate de potassium et le bitartrate de potassium (tartrate acide de potassium: un sous - produit de la production de vin anciennement utilisé par l' artillerie française). Avant l'utilisation de propulseurs à triple base, la méthode habituelle de réduction éclair consistait à ajouter des sels inorganiques comme le chlorure de potassium afin que leur capacité thermique spécifique puisse réduire la température des gaz de combustion et que leur fumée particulaire finement divisée puisse bloquer les longueurs d'onde visibles de l'énergie radiante de combustion.

Tous les réducteurs de flash ont un inconvénient : la production de fumée.

Fabrication

Munitions chargement à la main poudres

Poudre sans fumée peut être corned en petites boules sphériques ou extrudé en cylindres ou de bandes avec de nombreuses formes de section transversale (bandes avec diverses proportions rectangulaires, les cylindres simples ou multi-trous, cylindres à fente) en utilisant des solvants tels que l' éther. Ces extrusions peuvent être coupées en morceaux courts ("flocons") ou longs ("cordes" de plusieurs pouces de long). La poudre de canon a les plus gros morceaux.

La marine des États-Unis a fabriqué de la poudre tubulaire à base unique pour l'artillerie navale à Indian Head, dans le Maryland , à partir de 1900. Des procédures similaires ont été utilisées pour la production de l' armée des États-Unis à Picatinny Arsenal à partir de 1907 et pour la fabrication de fusils militaires améliorés (IMR) à grain plus petit . poudres après 1914. Linter de coton à fibres courtes a été bouilli dans une solution d' hydroxyde de sodium pour éliminer les cires végétales, puis séché avant la conversion en nitrocellulose par mélange avec des acides nitrique et sulfurique concentrés . La nitrocellulose ressemble encore à du coton fibreux à ce stade du processus de fabrication et était généralement identifiée comme de la pyrocellulose car elle s'enflammait spontanément dans l'air jusqu'à ce que l'acide n'ayant pas réagi soit éliminé. Le terme guncotton a également été utilisé; bien que certaines références identifient le guncotton comme un produit plus largement nitré et raffiné utilisé dans les ogives de torpilles et de mines avant l'utilisation de TNT .

L' acide n'ayant pas réagi a été retiré de la pâte de pyrocellulose par un processus de drainage et de lavage à l' eau en plusieurs étapes similaire à celui utilisé dans les papeteries lors de la production de pâte de bois chimique . L'alcool sous pression a éliminé l'eau restante de la pyrocellulose égouttée avant le mélange avec de l'éther et de la diphénylamine. Le mélange a ensuite été introduit dans une presse extrudant un long cordon tubulaire à découper en grains de la longueur souhaitée.

L'alcool et l'éther ont ensuite été évaporés à partir de grains de poudre "verts" à une concentration de solvant restante comprise entre 3 pour cent pour les poudres de fusil et 7 pour cent pour les gros grains de poudre d'artillerie. La vitesse de combustion est inversement proportionnelle à la concentration de solvant. Les grains ont été recouverts de graphite électriquement conducteur pour minimiser la génération d'électricité statique pendant le mélange ultérieur. Des "lots" contenant plus de dix tonnes de grains de poudre ont été mélangés grâce à une disposition en tour de trémies de mélange pour minimiser les différences balistiques. Chaque lot mélangé a ensuite été soumis à des tests pour déterminer la charge de chargement correcte pour les performances souhaitées.

Des quantités militaires d'anciennes poudres sans fumée étaient parfois retravaillées en nouveaux lots de propulseurs. Au cours des années 1920, Fred Olsen a travaillé à l'arsenal de Picatinny pour expérimenter des moyens de récupérer des tonnes de poudre de canon à base unique fabriquées pour la Première Guerre mondiale . Olsen a été employé par Western Cartridge Company en 1929 et a développé un procédé de fabrication de poudre sphérique sans fumée en 1933. La poudre retravaillée ou la pyrocellulose lavée peut être dissoute dans de l'acétate d'éthyle contenant de petites quantités de stabilisants souhaités et d'autres additifs. Le sirop résultant, combiné avec de l'eau et des tensioactifs , peut être chauffé et agité dans un récipient sous pression jusqu'à ce que le sirop forme une émulsion de petits globules sphériques de la taille souhaitée. L'acétate d'éthyle se distille lorsque la pression est lentement réduite pour laisser de petites sphères de nitrocellulose et d'additifs. Les sphères peuvent ensuite être modifiées en ajoutant de la nitroglycérine pour augmenter l'énergie, en aplatissant entre les rouleaux jusqu'à une dimension minimale uniforme, en les enduisant de phtalates pour retarder l'inflammation et/ou en glaçant avec du graphite pour améliorer les caractéristiques d'écoulement pendant le mélange.

La poudre sans fumée moderne est produite aux États-Unis par St. Marks Powder , Inc., propriété de General Dynamics .

Impacter

La poudre sans fumée rendait possible les armes à feu à chargement automatique avec de nombreuses pièces mobiles (qui autrement se bloqueraient ou se gripperaient sous un encrassement important de poudre noire). La poudre sans fumée a permis le développement d'armes à feu semi-automatiques et entièrement automatiques modernes et de culasses et de canons plus légers pour l'artillerie.

Voir également

Les références

Bibliographie

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Liens externes