Naukowcy wydrukowali pocisk z substytutu prochu strzelniczego i osiągnęli prędkość 420 m/s

Naukowcy z Xi’an Modern Chemistry Research Institute w Chinach wydrukowali w 3D funkcjonalny materiał miotający do broni przy użyciu technologii SLA. Substancja przypominająca proch strzelniczy to starannie skonstruowana mieszanka żywicy fotopolimerowej, RDX (materiał wybuchowy) i innych reaktywnych dodatków. Wstępne testy przyniosły obiecujące wyniki, ponieważ naukowcom udało się osiągnąć śmiertelną prędkość wylotową 420 m/s. 

Drukowanie i testowanie paliwa do broni.  Zdjęcie za pośrednictwem XMCRI.

Pociski o dużej prędkości

Paliwa dział są głównym źródłem energii w broni lufowej i są siłą napędową pocisków o dużej prędkości, zwanych powszechnie pociskami. W starych muszkietach czarnoprochowych pociski zazwyczaj wychodziły z lufy z prędkością wylotową do 370 m/s. W nowoczesnych karabinach liczba ta może przekraczać 1200 m/s, ale wszystko powyżej 70 m/s może przebić ludzką skórę.

Obecnie głównymi sposobami poprawy wydajności balistycznej i potencjału uszkodzeń paliw miotających jest zwiększenie powierzchni spalania lub szybkości spalania. Odbywa się to zwykle przez spienianie propelentów, powlekanie ich lub pakowanie w ich osłonki w selektywnych warstwach. Zdaniem naukowców samo napełnienie cylindrycznej obudowy granulowanym paliwem działa, ale ma dość ograniczoną wydajność uwalniania energii. Zespół przyjrzał się więc drukowaniu 3D, aby sprawdzić, czy może mieć większe możliwości.

Paliwo do pistoletu do drukowania 3D

Pierwszym krokiem eksperymentu było sformułowanie propelentu, który składał się z trzech głównych składników. Rdzeniem całegopocisku jest światłoczuły epoksydakrylan, co wykazało doskonałą równowagę między utwardzalnością a lepkością. Następny był wybuchowy wypełniacz, a naukowcy wybrali drobny proszek RDX o średnicy ziarna 25 mikronów. Ostatecznie jako plastyfikator energetyczny zastosowano Bu-NENA, który zwiększył całkowitą wartość energetyczną paliwa bez zwiększania jego lepkości.

Wstępny test obciążenia ściskającego z propelentem.  Zdjęcia za pośrednictwem XMCRI.

Po potwierdzeniu bezpieczeństwa UV nowo opracowanego materiału wybuchowego zespół wydrukował zestaw cienkich dysków, każdy o średnicy około 40 mm. Dyski te można było układać jeden na drugim, tworząc dłuższy cylinder, przypominający korpus łuski pocisku. Każda warstwa miała strukturę podobną do plastra miodu z otworami i miała około 5 mm grubości.

Potem przyszedł czas na wielki finał – próbę broni. Cylindryczny stos został załadowany do lufy 30 mm o masie 200 g działającej jak pocisk, chociaż przy 200 g jest prawdopodobnie bliżej mini kuli armatniej. Przed naciśnięciem spustu zespół umieścił w lufie kamerę i wewnętrzny manometr. Po usunięciu dymu naukowcy obliczyli dość wysoki wykładnik ciśnienia 1,46 i prędkość wylotową 420 m/s, planując w przyszłych testach zwiększyć ciśnienie w komorze.

Dyski miotające po zapaleniu w beczce.  Zdjęcie za pośrednictwem XMCRI.

Dalsze szczegóły badania można znaleźć w artykule zatytułowanym „Produkcja i badanie materiałów miotających do broni drukowanych w 3D ”.

Dodaj komentarz