Cartucho de peróxido de hidrógeno
Parece que puedes agregar a este tema? Resulta que puedes, y bastante. La lista de sustancias y sus mezclas, adecuada como propulsor líquido, es bastante grande y hay algunas opciones muy interesantes. Pero ahora nos centraremos en una sustancia conocida desde hace mucho tiempo: el peróxido de hidrógeno.
El peróxido de hidrógeno es una sustancia transparente que se parece al agua. En la foto, el peróxido de 30%, mejor conocido como perhidrol.
El peróxido de hidrógeno se usó ampliamente y ahora se usa en tecnología de cohetes. En el famoso Aggregat 4, más conocido como V2 (V-2), se usó peróxido de hidrógeno para impulsar las turbobombas que bombean combustible y el oxidante a la cámara de combustión. El peróxido de hidrógeno se utiliza en la misma calidad en muchos cohetes modernos. La misma sustancia también se usa para el lanzamiento de mortero de cohetes, incluso en sistemas de lanzamiento submarino. Además, el avión a reacción alemán Me-163 usó peróxido de hidrógeno concentrado (T-Stoff) como oxidante.
Los químicos eran bien conocidos por la capacidad del peróxido de hidrógeno, especialmente en altas concentraciones, para descomponerse instantáneamente, con una explosión y la liberación de grandes cantidades de vapor de agua y oxígeno calentado a altas temperaturas (la reacción de descomposición continúa con la liberación de calor). El 80% de peróxido de hidrógeno dio una mezcla de vapor-gas con una temperatura de aproximadamente 500 grados. Un litro de dicho peróxido de hidrógeno durante la descomposición proporciona, según diversas fuentes, litros de 5000 a 7000 de gas. Para comparar, un kilo de pólvora da litros de gases a 970.
Tales propiedades permiten completamente que el peróxido de hidrógeno actúe como un propelente líquido. Si el vapor y el gas de la descomposición del peróxido de hidrógeno pueden hacer girar las turbinas y empujar los misiles balísticos fuera del eje de lanzamiento, entonces empuje una bala o un proyectil fuera del barril y aún más. Esto daría grandes ventajas. Por ejemplo, la posibilidad de miniaturización significativa del cartucho. Sin embargo, como es bien sabido por cualquier persona versada en historias armas de fuego armasEl peróxido de hidrógeno nunca se usó como propelente ni siquiera se ofreció. Eso, por supuesto, tenía sus razones.
Primero, el peróxido de hidrógeno, especialmente concentrado, se descompone instantáneamente con una explosión cuando entra en contacto con la mayoría de los metales: hierro, cobre, plomo, zinc, níquel, cromo, manganeso. Por lo tanto, cualquier contacto con una bala o una manga es imposible. Por ejemplo, un intento de verter peróxido de hidrógeno en el manguito habría provocado una explosión. El almacenamiento seguro de peróxido de hidrógeno en el momento del nacimiento y el desarrollo más rápido de la tecnología de cartuchos solo fue posible en recipientes de vidrio, lo que puso barreras tecnológicas insuperables.
En segundo lugar, el peróxido de hidrógeno, incluso en ausencia de catalizadores, se descompone lentamente, convirtiéndose en agua. La tasa de descomposición promedio de una sustancia es del orden de 1% por mes, por lo que la vida útil de las soluciones de peróxido de hidrógeno envasadas herméticamente no es superior a dos años. Para las municiones no era demasiado conveniente; No se pudieron fabricar ni colocar durante décadas en el almacén, como los cartuchos normales.
El uso de un nuevo propelente, como el peróxido de hidrógeno, requeriría un cambio tan importante en la producción, el almacenamiento y el uso de armas de fuego y municiones, que ni siquiera se atrevieron a realizar tales experimentos.
Sin embargo, ¿por qué no intentarlo? A favor del peróxido de hidrógeno, puede hacer algunos argumentos muy pesados, sin embargo, algunas propiedades inusuales, en un mayor grado de economía militar. Si los argumentos se consideran mejor junto con el diseño propuesto del cartucho con una carga de peróxido de hidrógeno, para no repetirlos dos veces.
El primero El peróxido de hidrógeno (y algunas mezclas basadas en él) es un propulsor fabricado en su totalidad sin la participación del ácido nítrico, este reactivo indispensable para la producción de todos los tipos de polvos y explosivos utilizados. En la economía militar, el desarrollo de la producción de al menos parte de propelente o explosivos sin el uso de ácido nítrico, significa la posibilidad de aumentar la producción de municiones. Además, como lo demuestra la experiencia de Alemania en la Segunda Guerra Mundial, todo el ácido nítrico y todo el nitrato de amonio (usado en Alemania como explosivos y como componente de la pólvora) no se puede usar solo con munición. Hay que dejar algo más para la agricultura, porque el pan no es menos importante para la guerra que la pólvora y los explosivos.
Y la producción de compuestos de nitrógeno es enormes fábricas que son vulnerables a aviación o golpe de cohete. En la foto: Togliattiazot, el mayor productor de amoníaco de Rusia.
El peróxido de hidrógeno se produce principalmente por electrólisis del ácido sulfúrico concentrado, y su posterior disolución en el agua del ácido persulfúrico resultante. De la mezcla resultante de ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno por destilación, se puede obtener 30% de peróxido de hidrógeno (perhidrol), que se puede purificar a partir de agua usando dietil éter. Ácido sulfúrico, agua y alcohol etílico (que se destina a la producción de éter): son todos los componentes de la producción de peróxido de hidrógeno. Es mucho más fácil organizar la producción de estos componentes que la producción de ácido nítrico o nitrato de amonio.
Este es un ejemplo de la instalación para la producción de la empresa de peróxido de hidrógeno "Solvay" con una capacidad de hasta 15 de mil toneladas por año. Una instalación relativamente compacta que se puede ocultar en un búnker o en algún otro refugio subterráneo.
El peróxido de hidrógeno concentrado es bastante peligroso, pero los ingenieros de cohetes han desarrollado durante mucho tiempo una mezcla a prueba de explosiones en condiciones normales, que consiste en una solución acuosa de peróxido de hidrógeno al 50% con la adición de etanol al 8. Se descompone solo con la adición de un catalizador, y proporciona un gas de vapor de temperatura más alta, hasta los grados 800, con la presión correspondiente.
El segundo Aparentemente, para equipar el cartucho de peróxido de hidrógeno se requerirá mucho menos que la pólvora. Se puede suponer para los cálculos aproximados que esta sustancia produce en promedio 4 veces más gases que la pólvora, es decir, para obtener el mismo volumen de gases, se requiere el volumen de peróxido de hidrógeno de todo el 25% del volumen de pólvora. Esta es una estimación muy conservadora, ya que no pude encontrar datos más precisos, y los datos disponibles en la literatura son muy diferentes. Hasta que los cálculos y las pruebas sean más precisos, es mejor no involucrarse.
Tome el cartucho 9x19 Luger. El volumen interno del forro ocupado por el polvo es el cubo 0,57. cm (calculado por dimensiones geométricas).
Dimensiones geométricas del cartucho 9x19 Luger.
25% de este volumen constituirá el cubo 0,14. ver Si acortamos el revestimiento a un volumen de este tipo ocupado por el propelente, la longitud de la caja del cartucho se reduciría de 19,1 a 12,6 mm, y la longitud de todo el cartucho se reduciría de 29,7 a 22,8 mm.
Pero aquí se debe tener en cuenta que con el diámetro del cartucho en 9 mm, el volumen de la carga de propelente en el cubo 0,14. cm requiere una altura de sólo 2,1 mm. Y surge la pregunta: ¿realmente necesitamos una manga aquí? La longitud de la bala en este cartucho es 15,5 mm. Si la bala aumenta su longitud en 3-4 mm, la cavidad para la carga del propelente se hace desde el lado posterior, entonces es posible rechazar el manguito como tal. Las características balísticas de la bala, por supuesto, cambiarán, pero no de forma drástica.
Para una carga de pólvora, este esquema no es adecuado: la manga de bala es bastante larga y tiene características balísticas mediocres. Pero si la carga del propelente es solo una quinta parte del polvo, entonces un cartucho de este tipo en forma de bala es bastante posible.
No es necesario decir lo importante que es reducir el peso de las municiones y reducir su tamaño. Una reducción tan radical del tamaño del mismo cartucho de pistola, que se contrae, de hecho, al tamaño de una bala ligeramente mayor, crea grandes perspectivas para el desarrollo de armas. Reducir el tamaño y el peso del cartucho casi al doble significa la posibilidad de aumentar la tienda. Por ejemplo, PP 2000 en lugar de tiendas en 20 y 44 cartucho puede obtener tiendas en 40 y 80 cartuchos. Lo mismo se puede decir no solo sobre el cartucho 9х19, sino también sobre todos los otros cartuchos para brazos pequeños.
También puede recordar acerca de la pistola VAH-73 V.A. Gerasimov bajo los cartuchos sin hogar.
Tercero Los modernos tanques de almacenamiento de peróxido de hidrógeno y mezclas a base de él están hechos de polímeros: poliestireno, polietileno, cloruro de polivinilo. Estos materiales no solo proporcionan un almacenamiento seguro, sino que también hacen posible fabricar una cápsula para el equipo de municiones insertado en la cavidad de la bala. La cápsula es apretada, se suministra con una cápsula. Primer en este caso, el concepto de condicional. El peróxido de hidrógeno no necesita encenderse, como la pólvora, pero es necesario agregar una cantidad muy pequeña de catalizador. Esencialmente, la cápsula en este caso es un pequeño nido en una cápsula de plástico con un propelente, donde se coloca el catalizador. El impacto del delantero perfora este nido, su parte inferior, lo separa del propelente y presiona el catalizador en la cápsula. Además, se produce la descomposición del peróxido de hidrógeno, la rápida liberación de gas de vapor y un disparo.
La cápsula está mejor hecha de poliestireno. Es bastante duradero en condiciones normales, pero cuando se calienta fuertemente, por encima de los grados de 300, se descompone en un monómero - estireno, que, a su vez, mezclado con el oxígeno presente en el gas de vapor, quema bien e incluso explota. Así que la cápsula desaparecerá en el momento del disparo.
Cartucho de peróxido de hidrógeno en el corte. 1 es una bala. 2 - peróxido de hidrógeno. 3 - cápsula de poliestireno. 4 - "cebador" con un catalizador de descomposición.
La cápsula de poliestireno se hace incomparablemente más fácil y más simple que el forro. Es fácil estampar en termopresión cientos y miles de piezas en una sola pasada. Numerosas (¡más de cien!) Las operaciones para la fabricación de una funda de metal desaparecen por completo, el equipo tecnológico para la producción de un disparo se simplifica enormemente. La relativa simplicidad de la producción es la posibilidad de la producción en masa y su expansión, si es necesario.
Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los cartuchos equipados con peróxido de hidrógeno, tendrá que hacer inmediatamente antes de su uso, con una vida útil máxima en el mes 3-4. Cuanto más se almacene un cartucho de este tipo, más difícil será responder por el hecho de que funcionará. Pero esta circunstancia se puede sortear de la siguiente manera simple: equipe con peróxido de hidrógeno fresco o una mezcla a base de él solo aquellos lotes de cartuchos que entrarán en acción de inmediato. Será necesario cambiar el orden en que se fabrica la munición. Si en la producción de cartuchos ordinarios, el cartucho se carga con pólvora antes de que se monte la bala, en el caso del peróxido de hidrógeno, la etapa final de la fabricación de la munición consistirá en verterla en la munición ya montada. El peróxido de hidrógeno se puede verter dentro de una cápsula ya instalada en una bala con una aguja fina (aluminio o acero inoxidable, materiales que son aceptables para trabajar con esta sustancia), y luego se sella el orificio.
Por lo tanto, en tiempos de paz, es posible obtener una reserva de movilización suficiente de cartuchos "secos" para iniciar rápidamente la producción de peróxido de hidrógeno fresco y equipos acelerados de estos blancos en caso de guerra.
Sin embargo, algunos de estos cartuchos se pueden mantener en almacenes y completamente equipados. Después de la fecha de caducidad, el peróxido de hidrógeno se puede reemplazar en ellos sin desmontar las municiones: con una aguja fina, primero bombee la mezcla para arrojar que ya es digna y luego vierta la mezcla.
En general, si decide los cambios importantes asociados con el diseño del cartucho, el diseño de las armas y la tecnología de producción del cartucho, puede ingresar una nueva sustancia de lanzamiento y obtener una serie de ventajas tácticas, económicas y militares asociadas con su uso. Estas ventajas, como se puede ver, tendrán un gran alcance y afectarán todos los aspectos de la preparación para la guerra.
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