La pólvora sin humo es un tipo de propulsor utilizado en armas de fuego y artillería que produce menos humo y menos suciedad cuando se dispara en comparación con la pólvora negra . Debido a su uso similar, tanto la formulación original de pólvora negra como el propulsor sin humo que la reemplazó se describen comúnmente como pólvora . Los productos de combustión de la pólvora sin humo son principalmente gaseosos, en comparación con alrededor del 55% de productos sólidos (principalmente carbonato de potasio , sulfato de potasio y sulfuro de potasio ) de la pólvora negra. [1] Además, la pólvora sin humo no deja la espesa y pesada incrustación de material higroscópico asociada con la pólvora negra que causa la oxidación del cañón. [2]
A pesar de su nombre, la pólvora sin humo no está completamente libre de humo ; [3] : 44 Si bien el humo de las municiones de armas pequeñas puede ser poco perceptible, el humo del fuego de artillería puede ser sustancial.
Inventadas en 1884 por Paul Vieille , las formulaciones más comunes se basan en nitrocelulosa , pero el término también se usó para describir varias mezclas de picrato con oxidantes de nitrato , clorato o dicromato durante finales del siglo XIX, antes de que las ventajas de la nitrocelulosa se hicieran evidentes. [4] : 146-149
Los polvos sin humo generalmente se clasifican como explosivos de la división 1.3 según las Recomendaciones de las Naciones Unidas sobre el transporte de mercancías peligrosas : Reglamento modelo , reglamentos regionales (como el ADR ) y reglamentos nacionales. Sin embargo, se utilizan como propulsores sólidos ; en uso normal, sufren deflagración en lugar de detonación .
La pólvora sin humo hizo factibles las armas de fuego de carga automática con muchas partes móviles (que de otro modo se atascarían o atascarían bajo una fuerte contaminación de pólvora negra). La pólvora sin humo permitió el desarrollo de modernas armas de fuego semiautomáticas y totalmente automáticas y de calzones y cañones más ligeros para artillería.
Antes de la introducción generalizada de la pólvora sin humo, el uso de pólvora o pólvora negra causaba muchos problemas en el campo de batalla. Los comandantes militares desde las Guerras Napoleónicas informaron dificultades para dar órdenes en un campo de batalla oscurecido por el humo de los disparos. Las señales visuales no se podían ver a través del espeso humo de la pólvora utilizada por las armas. A menos que hubiera un viento fuerte, después de algunos disparos, los soldados que usaban munición de pólvora verían oscurecida por una enorme nube de humo. Los francotiradores y otros operadores que disparaban desde posiciones ocultas corrían el riesgo de revelar sus ubicaciones con una nube de humo. La pólvora se quema en un proceso relativamente ineficiente que produce presiones más bajas, lo que la hace aproximadamente un tercio más potente que la misma cantidad de pólvora sin humo. [5] Una parte importante de los productos de combustión de la pólvora son sólidos, que también son higroscópicos , lo que significa que atraen la humedad del aire, lo que hace que la limpieza sea obligatoria después de cada uso para evitar la acumulación de agua en el cañón que puede provocar corrosión y fallas prematuras. Estos sólidos también están detrás de la tendencia de la pólvora a producir incrustaciones graves que provocan que las acciones de retrocarga se atasquen y pueden dificultar la recarga.
La nitroglicerina fue sintetizada por el químico italiano Ascanio Sobrero en 1847. [6] : 195 Posteriormente fue desarrollada y fabricada por Alfred Nobel como explosivo industrial bajo la marca " Dinamita ", pero incluso entonces no era adecuada como propulsor: a pesar de su energía y sus cualidades sin humo, detona a velocidad supersónica , en lugar de deflagrar suavemente a velocidades subsónicas, lo que lo hace más propenso a romper el cañón de un arma en lugar de impulsar un proyectil fuera de él. La nitroglicerina también es muy sensible a los golpes, por lo que no es apta para transportarla en condiciones de campo de batalla.
Un importante paso adelante fue la invención del algodón de pólvora , un material a base de nitrocelulosa, por el químico alemán Christian Friedrich Schönbein en 1846. Promovió su uso como explosivo explosivo [7] : 28 y vendió los derechos de fabricación al Imperio austríaco . El algodón de pólvora era más potente que la pólvora, pero al mismo tiempo volvía a ser algo más inestable. John Taylor obtuvo una patente inglesa para el algodón de pólvora; y John Hall & Sons comenzaron la fabricación en Faversham .
El interés inglés languideció después de que una explosión destruyera la fábrica de Faversham en 1847. El barón austriaco Wilhelm Lenk von Wolfsberg construyó dos plantas de algodón de pólvora para producir propulsor de artillería, pero también era peligroso en condiciones de campo, y armas que podían disparar miles de balas usando pólvora negra alcanzarían el Después de unos pocos cientos de disparos con el algodón de pólvora más potente, su vida útil llega al final. Las armas pequeñas no podían resistir las presiones generadas por el algodón de pólvora.
Después de que una de las fábricas austriacas explotara en 1862, Thomas Prentice & Company comenzó a fabricar algodón de pólvora en Stowmarket en 1863; y el químico de la Oficina de Guerra Británica, Sir Frederick Abel, comenzaron una investigación exhaustiva en Waltham Abbey Royal Gunpowder Mills que condujo a un proceso de fabricación que eliminó las impurezas de la nitrocelulosa, haciéndola más segura de producir y un producto estable más seguro de manipular. Abel patentó este proceso en 1865, cuando explotó la segunda fábrica austriaca de algodón de pólvora. Después de que la fábrica de Stowmarket explotara en 1871, Waltham Abbey comenzó a producir algodón de pólvora para ojivas de torpedos y minas . [4] : 141-144
En 1863, el capitán de artillería prusiano Johann FE Schultze patentó un propulsor para armas pequeñas hecho de madera nitrada impregnada con salitre o nitrato de bario . Prentice recibió una patente en 1866 para un polvo deportivo de papel nitrado fabricado en Stowmarket, pero la uniformidad balística se vio afectada porque el papel absorbió la humedad atmosférica. En 1871, Frederick Volkmann recibió una patente austriaca para una versión coloidal de la pólvora Schultze llamada Collodin , que fabricó cerca de Viena para su uso en armas de fuego deportivas. Las patentes austriacas no se publicaron en ese momento y el Imperio austríaco consideró la operación una violación del monopolio gubernamental sobre la fabricación de explosivos y cerró la fábrica Volkmann en 1875. [4] : 141–144
En 1882, la Explosives Company de Stowmarket patentó una formulación mejorada de algodón nitrado gelatinizado mediante éter-alcohol con nitratos de potasio y bario . Estos propulsores eran adecuados para escopetas pero no para rifles, [8] : 138-139 porque el estriado produce resistencia a una expansión suave del gas, que se reduce en las escopetas de ánima lisa .
En 1884, Paul Vieille inventó un polvo sin humo llamado Poudre B (abreviatura de poudre blanche , polvo blanco, a diferencia del polvo negro ) [6] : 289–292 hecho de 68,2% de nitrocelulosa insoluble , 29,8% de nitrocelulosa soluble gelatinizada con éter y 2 % parafina. Esto fue adoptado para el rifle Lebel con recámara en Lebel 8 × 50 mmR . [8] : 139 Se pasaba a través de rodillos para formar láminas finas como papel, que se cortaban en escamas del tamaño deseado. [6] : 289–292 El propulsor resultante , conocido como pirocelulosa , contiene algo menos de nitrógeno que el algodón de pólvora y es menos volátil. Una característica particularmente buena del propulsor es que no detonará a menos que se comprima, lo que lo hace muy seguro de manejar en condiciones normales. La pólvora de Vieille revolucionó la eficacia de las armas pequeñas porque casi no desprendía humo y era tres veces más potente que la pólvora negra. Una mayor velocidad de salida significó una trayectoria más plana y menos deriva del viento y caída de la bala, lo que hizo posibles disparos de 1000 m (1094 yardas). Como se necesitaba menos pólvora para propulsar una bala, el cartucho podía hacerse más pequeño y ligero. Esto permitió a las tropas llevar más munición por el mismo peso. Además, ardería incluso si estuviera mojado. La munición de pólvora negra debía mantenerse seca y casi siempre se almacenaba y transportaba en cartuchos estancos. Otros países europeos siguieron rápidamente y comenzaron a usar sus propias versiones de Poudre B, siendo los primeros Alemania y Austria, que introdujeron nuevas armas en 1888. Posteriormente, Poudre B fue modificado varias veces con la adición y eliminación de varios compuestos. Krupp comenzó a agregar difenilamina como estabilizador en 1888. [4] : 141-144
Mientras tanto, en 1887, Alfred Nobel obtuvo una patente inglesa para una pólvora sin humo a la que llamó Ballistita . En este propulsor, la estructura fibrosa del algodón (nitrocelulosa) fue destruida por una solución de nitroglicerina en lugar de un disolvente. [8] : 140 En Inglaterra, en 1889, Hiram Maxim patentó un polvo similar , y en Estados Unidos, en 1890, Hudson Maxim . [9] La balistita fue patentada en los Estados Unidos en 1891. Los alemanes adoptaron la balistita para uso naval en 1898, llamándola WPC/98. Los italianos lo adoptaron como filita , en forma de cordón en lugar de escamas, pero al darse cuenta de sus inconvenientes cambiaron a una formulación con nitroglicerina a la que llamaron solenita . En 1891, los rusos encargaron al químico Mendeleev que encontrara un propulsor adecuado. Creó nitrocelulosa gelatinizada con éter-alcohol, que producía más nitrógeno y una estructura coloidal más uniforme que el uso francés de nitroalgodón [10] en Poudre B. Lo llamó pirocolodion . [8] : 140
Gran Bretaña llevó a cabo pruebas con todos los tipos de propulsores que se les presentaron, pero no estaban satisfechas con todos ellos y buscaron algo superior a todos los tipos existentes. En 1889, Sir Frederick Abel , James Dewar y el Dr. W Kellner patentaron (núms. 5614 y 11.664 a nombre de Abel y Dewar) una nueva formulación que se fabricó en la Royal Gunpowder Factory de Waltham Abbey. Entró en servicio británico en 1891 como Cordite Mark 1. Su composición principal era 58% nitroglicerina , 37% algodón de pólvora y 3% jalea mineral. Una versión modificada, Cordite MD, entró en servicio en 1901, con el porcentaje de algodón de pólvora aumentado al 65% y la nitroglicerina reducida al 30%. Este cambio redujo la temperatura de combustión y, por tanto, la erosión y el desgaste del cañón. Las ventajas de la cordita sobre la pólvora eran la reducción de la presión máxima en la recámara (de ahí los calzones más ligeros, etc.) pero la alta presión durante más tiempo. La cordita se puede fabricar en cualquier forma o tamaño deseado. [8] : 141 La creación de cordita condujo a una larga batalla judicial entre Nobel, Maxim y otro inventor por una supuesta infracción de patente británica .
La Anglo-American Explosives Company comenzó a fabricar pólvora para escopeta en Oakland, Nueva Jersey , en 1890. DuPont comenzó a producir algodón de pólvora en Carneys Point Township, Nueva Jersey, en 1891. [4] : 146–149 Charles E. Munroe de la Estación Naval de Torpedos en Newport, Rhode Island, patentó una formulación de algodón de pólvo coloidal con nitrobenceno, llamada Indurite , en 1891. [6] : 296–297 Varias empresas estadounidenses comenzaron a producir pólvora sin humo cuando Winchester Repeating Arms Company comenzó a cargar cartuchos deportivos con pólvora de Explosives Company en 1893. California Powder Works comenzó a producir una mezcla de nitroglicerina y nitrocelulosa con picrato de amonio como Peyton Powder , Leonard Smokeless Powder Company comenzó a producir polvos Ruby de nitroglicerina y nitrocelulosa , Laflin & Rand negoció una licencia para producir Ballistite y DuPont comenzó a producir pólvora sin humo. El ejército de los Estados Unidos evaluó 25 variedades de pólvora sin humo y seleccionó los polvos Ruby y Peyton como los más adecuados para su uso en el rifle de servicio Krag-Jørgensen . Se prefirió el rubí , porque se requería estañado para proteger los casquillos de los cartuchos de latón del ácido pícrico en el polvo Peyton . En lugar de pagar las regalías requeridas por Ballistite , Laflin & Rand financió la reorganización de Leonard como American Smokeless Powder Company. El teniente Whistler del ejército de los Estados Unidos ayudó al superintendente de fábrica de American Smokeless Powder Company, Aspinwall, a formular un polvo mejorado llamado WA por sus esfuerzos. La pólvora sin humo WA fue el estándar para los rifles del servicio militar de los Estados Unidos desde 1897 hasta 1908. [4] : 146–149
En 1897, el teniente de la Armada de los Estados Unidos, John Bernadou, patentó un polvo de nitrocelulosa coloidal con éter-alcohol. [6] : 296–297 La Marina otorgó licencias o vendió patentes para esta formulación a DuPont y California Powder Works, conservando los derechos de fabricación de la Naval Powder Factory, Indian Head, Maryland, construida en 1900. El Ejército de los Estados Unidos adoptó el modelo único de la Marina. formulación base en 1908 y comenzó su fabricación en Picatinny Arsenal . [4] : 146–149 En ese momento, Laflin & Rand se había hecho cargo de American Powder Company para proteger su inversión, y DuPont había comprado Laflin & Rand en 1902. [11] Al obtener un contrato de arrendamiento de 99 años de Explosives Company en 1903, DuPont disfrutó del uso de todas las patentes importantes de pólvora sin humo en los Estados Unidos y pudo optimizar la producción de pólvora sin humo. [4] : 146–149 Cuando la acción antimonopolio del gobierno obligó a la desinversión en 1912, DuPont retuvo las formulaciones de polvo sin humo de nitrocelulosa utilizadas por el ejército de los Estados Unidos y entregó las formulaciones de doble base utilizadas en municiones deportivas a la reorganizada Hercules Powder Company . Estos propulsores más nuevos y potentes eran más estables y, por tanto, más seguros de manejar que Poudre B.
Las propiedades del propulsor están muy influenciadas por el tamaño y forma de sus piezas. La superficie específica del propulsor influye en la velocidad de combustión, y el tamaño y la forma de las partículas determinan la superficie específica. Mediante la manipulación de la forma es posible influir en la velocidad de combustión y, por tanto, en la velocidad a la que aumenta la presión durante la combustión. La pólvora sin humo arde sólo en las superficies de las piezas. Las piezas más grandes se queman más lentamente y la velocidad de combustión se controla aún más mediante recubrimientos disuasorios de llamas que retardan ligeramente la combustión. La intención es regular la velocidad de combustión de modo que se ejerza una presión más o menos constante sobre el proyectil propulsado mientras esté en el cañón para obtener la mayor velocidad. Las perforaciones estabilizan la velocidad de combustión porque a medida que el exterior se quema hacia adentro (reduciendo así la superficie de combustión), el interior se quema hacia afuera (aumentando así la superficie de combustión, pero más rápido, para llenar el creciente volumen de barril presentado por el barril que sale). proyectil). [3] : 41–43 La pólvora de pistola de combustión rápida se elabora extruyendo formas con más área, como escamas, o aplanando los gránulos esféricos. El secado suele realizarse al vacío. Los disolventes se condensan y reciclan. Los gránulos también están recubiertos con grafito para evitar que las chispas de electricidad estática provoquen encendidos no deseados. [6] : 306
La pólvora sin humo no deja la espesa y pesada incrustación de material higroscópico asociada con la pólvora negra que causa la oxidación del cañón (aunque algunos compuestos de imprimación pueden dejar sales higroscópicas que tienen un efecto similar; los compuestos de imprimación no corrosivos se introdujeron en la década de 1920). [4] : 21 )
Los propulsores de combustión más rápida generan temperaturas y presiones más altas, pero también aumentan el desgaste de los cañones de las armas. [ cita necesaria ]
La nitrocelulosa se deteriora con el tiempo y produce subproductos ácidos. Esos subproductos catalizan un mayor deterioro, aumentando su ritmo. El calor liberado, en caso de almacenamiento a granel del polvo, o de bloques demasiado grandes de propulsor sólido, puede provocar la autoignición del material. Los propulsores de nitrocelulosa de base única son higroscópicos y más susceptibles a la degradación; Los propulsores de base doble y triple tienden a deteriorarse más lentamente. [6] : 313 Para neutralizar los productos de descomposición, que de otro modo podrían causar corrosión de los metales de los cartuchos y cañones de las armas, se añade carbonato de calcio a algunas formulaciones. [12]
Para evitar la acumulación de productos de deterioro, se añaden estabilizadores . La difenilamina es uno de los estabilizadores más utilizados. Los análogos nitrados de la difenilamina formados en el proceso de estabilización del polvo en descomposición a veces se utilizan como estabilizadores. [3] : 28 [6] : 310 Los estabilizadores se añaden en una cantidad del 0,5 al 2% de la cantidad total de la formulación; cantidades mayores tienden a degradar sus propiedades balísticas. La cantidad de estabilizador se agota con el tiempo. Los propulsores almacenados deben comprobarse periódicamente para determinar la cantidad de estabilizador restante, [3] : 46 ya que su agotamiento puede provocar la autoignición del propulsor. [6] : 308
Los propulsores que utilizan nitrocelulosa ( velocidad de detonación 7.300 m/s (23.950 pies/s), factor RE 1,10) (normalmente un coloide de nitrocelulosa de éter-alcohol) como único ingrediente propulsor explosivo se describen como polvo de base única . [6] : 297
Las mezclas de propulsores que contienen nitrocelulosa y nitroglicerina (velocidad de detonación de 7.700 m/s (25.260 pies/s), factor RE 1,54) como ingredientes propulsores explosivos se conocen como polvo de doble base . Alternativamente, el dinitrato de dietilenglicol (velocidad de detonación de 6.610 m/s (21.690 pies/s), factor RE 1,17) se puede utilizar como sustituto de la nitroglicerina cuando es importante reducir las temperaturas de la llama sin sacrificar la presión de la cámara. [6] : 298 La reducción de la temperatura de la llama reduce significativamente la erosión del cañón y, por tanto, el desgaste. [7] : 30
Durante la década de 1930, se desarrolló un propulsor de base triple que contenía nitrocelulosa, nitroglicerina o dinitrato de dietilenglicol y una cantidad sustancial de nitroguanidina (velocidad de detonación de 8.200 m/s (26.900 pies/s), factor RE de 0,95) como ingredientes propulsores explosivos. Estas mezclas de "propulsores fríos" han reducido la temperatura del flash y de la llama sin sacrificar la presión de la cámara en comparación con los propulsores de base simple y doble, aunque a costa de más humo. En la práctica, los propulsores de triple base se reservan principalmente para municiones de gran calibre, como las utilizadas en artillería (naval) y cañones de tanques , que son los que más sufren la erosión del ánima. Durante la Segunda Guerra Mundial, tuvo cierto uso por parte de la artillería británica. Después de esa guerra se convirtió en el propulsor estándar en todos los diseños de municiones británicas de gran calibre, excepto en las armas pequeñas. La mayoría de las naciones occidentales, excepto Estados Unidos, siguieron un camino similar. [ cita necesaria ]
A finales del siglo XX comenzaron a aparecer nuevas formulaciones de propulsores. Estos se basan en nitroguanidina y explosivos potentes del tipo RDX (velocidad de detonación 8.750 m/s (28.710 pies/s), factor RE 1,60). [ cita necesaria ]
Las velocidades de detonación tienen un valor limitado para evaluar las velocidades de reacción de los propulsores de nitrocelulosa formulados para evitar la detonación. Aunque la reacción más lenta a menudo se describe como combustión debido a productos finales gaseosos similares a temperaturas elevadas, la descomposición difiere de la combustión en una atmósfera de oxígeno . La conversión de propulsores de nitrocelulosa en gas a alta presión se produce desde la superficie expuesta hasta el interior de cada partícula sólida de acuerdo con la ley de Piobert . Los estudios de reacciones de propulsores sólidos de base simple y doble sugieren que la velocidad de reacción está controlada por la transferencia de calor a través del gradiente de temperatura a través de una serie de zonas o fases a medida que la reacción avanza desde la superficie hacia el sólido. La porción más profunda del sólido que experimenta transferencia de calor se funde y comienza la transición de fase de sólido a gas en una zona de espuma . El propulsor gaseoso se descompone en moléculas más simples en una zona de efervescencia circundante . La energía se libera en una zona de llama exterior luminosa donde las moléculas de gas más simples reaccionan para formar productos de combustión convencionales como vapor y monóxido de carbono . [13] La zona de espuma actúa como un aislante que ralentiza la velocidad de transferencia de calor desde la zona de llama al sólido sin reaccionar. Las velocidades de reacción varían con la presión; porque la espuma permite una transferencia de calor menos efectiva a baja presión, con una mayor transferencia de calor a medida que presiones más altas comprimen el volumen de gas de esa espuma. Los propulsores diseñados para una presión mínima de transferencia de calor pueden no mantener la zona de llama a presiones más bajas. [14]
Los componentes energéticos utilizados en los propulsores sin humo incluyen nitrocelulosa (la más común), nitroglicerina , nitroguanidina , DINA (bis-nitroxietilnitramina; dinitrato de dietanolamina, DEADN; DHE), Fivonita (tetranitrato de 2,2,5,5-tetrametilol-ciclopentanona, CyP) , DGN ( dinitrato de dietilenglicol ) y acetilcelulosa. [15]
Se utilizan elementos disuasorios (o moderadores) para reducir la velocidad de combustión. Los elementos disuasorios incluyen centralitos (difenilurea simétrica, principalmente dietilo o dimetilo), ftalato de dibutilo , dinitrotolueno (tóxico y cancerígeno), akardita (difenilurea asimétrica), orto-tolil uretano, 174 y adipato de poliéster. [15] El alcanfor se utilizaba antiguamente, pero ahora está obsoleto. [7]
Los estabilizadores previenen o ralentizan la autodescomposición. Estos incluyen difenilamina , vaselina , carbonato de calcio , óxido de magnesio , bicarbonato de sodio y éter metílico de beta-naftol [15] . Los estabilizadores obsoletos incluyen el alcohol amílico y la anilina . [6]
Los aditivos decapantes impiden la formación de residuos de cobre procedentes del estriado del cañón del arma. Estos incluyen estaño metálico y compuestos (por ejemplo, dióxido de estaño ), [7] y bismuto metálico y compuestos (por ejemplo, trióxido de bismuto , subcarbonato de bismuto , nitrato de bismuto , antimonuro de bismuto ); los compuestos de bismuto se ven favorecidos ya que el cobre se disuelve en bismuto fundido, formando una aleación quebradiza y fácilmente eliminable. Las láminas de plomo y los compuestos de plomo se han eliminado debido a su toxicidad. [15]
Se añaden materiales reductores del desgaste, como cera , talco y dióxido de titanio , para reducir el desgaste de los revestimientos del cañón del arma. Las armas grandes utilizan chaquetas de poliuretano sobre las bolsas de pólvora. [dieciséis]
Otros aditivos incluyen acetato de etilo (un disolvente para la fabricación de polvo esférico), colofonia (un tensioactivo para mantener la forma del grano del polvo esférico) y grafito (un lubricante para cubrir los granos y evitar que se peguen y para disipar la electricidad estática ). . [6]
Los reductores de flash atenúan el fogonazo , la luz emitida en las proximidades de la boca por los gases propulsores calientes y las reacciones químicas que siguen a medida que los gases se mezclan con el aire circundante. Antes de que los proyectiles salgan, puede producirse un ligero destello previo debido a los gases que se escapan a través de los proyectiles. Después de la salida del cañón, el calor de los gases suele ser suficiente para emitir radiación visible: el destello primario. Los gases se expanden pero, a medida que pasan a través del disco de Mach, se recomprimen para producir un destello intermedio. Pueden aparecer gases combustibles calientes (por ejemplo, hidrógeno y monóxido de carbono) cuando se mezclan con el oxígeno del aire circundante para producir el destello secundario, el más brillante. El destello secundario no suele ocurrir con armas pequeñas. [17] : 55–56
La nitrocelulosa contiene oxígeno insuficiente para oxidar completamente su carbono e hidrógeno. El déficit de oxígeno aumenta mediante la adición de grafito y estabilizadores orgánicos. Los productos de la combustión dentro del cañón del arma incluyen gases inflamables como hidrógeno y monóxido de carbono. A altas temperaturas, estos gases inflamables se encenderán cuando se mezclen turbulentamente con el oxígeno atmosférico más allá de la boca del arma. Durante los enfrentamientos nocturnos, el destello producido por la ignición puede revelar la ubicación del arma a las fuerzas enemigas [6] : 322–323 y causar ceguera nocturna temporal entre los tripulantes del arma debido al fotoblanqueo visual violeta . [18]
Los supresores de destello se usan comúnmente en armas pequeñas para reducir la firma del destello, pero este enfoque no es práctico para la artillería. Se ha observado un destello de boca de artillería a hasta 150 pies (46 m) de la boca, y puede reflejarse en las nubes y ser visible a distancias de hasta 30 millas (48 km). [6] : 322–323 Para la artillería, el método más eficaz es un propulsor que produce una gran proporción de nitrógeno inerte a temperaturas relativamente bajas que diluye los gases combustibles. Para ello se utilizan propulsores de base triple debido al nitrógeno de la nitroguanidina. [17] : 59–60
Los reductores de inflamación incluyen cloruro de potasio , nitrato de potasio , sulfato de potasio , [7] y bitartrato de potasio (tartrato ácido de potasio: un subproducto de la producción de vino utilizado anteriormente por la artillería francesa). [6] Antes del uso de propulsores de base triple, el método habitual de reducción de la inflamación era agregar sales inorgánicas como el cloruro de potasio para que su capacidad calorífica específica pudiera reducir la temperatura de los gases de combustión y su humo de partículas finamente divididas pudiera bloquear las longitudes de onda visibles de la energía radiante. de combustión. [6] : 323–327
Todos los reductores de llama tienen una desventaja: la producción de humo. [6]
El polvo sin humo se puede triturar en pequeñas bolas esféricas o extruirse en cilindros o tiras con muchas formas transversales (tiras con diversas proporciones rectangulares, cilindros con uno o varios orificios, cilindros ranurados) utilizando disolventes como el éter. Estas extrusiones se pueden cortar en trozos cortos ("copos") o largos ("cordones" de muchas pulgadas de largo). La pólvora de cañón tiene los trozos más grandes. [7] : 28 [3] : 41
La Armada de los Estados Unidos fabricó pólvora tubular de base única para artillería naval en Indian Head, Maryland , a partir de 1900. Se utilizaron procedimientos similares para la producción del Ejército de los Estados Unidos en el Arsenal Picatinny a partir de 1907 [6] : 297 y para la fabricación de pólvora mejorada de grano más pequeño. Polvos de rifle militar (IMR) después de 1914. La fibra de algodón de fibra corta se hirvió en una solución de hidróxido de sodio para eliminar las ceras vegetales y luego se secó antes de convertirla en nitrocelulosa mezclándola con ácidos nítrico y sulfúrico concentrados . La nitrocelulosa todavía se parece al algodón fibroso en este punto del proceso de fabricación y normalmente se identificaba como pirocelulosa porque se inflamaba espontáneamente en el aire hasta que se eliminaba el ácido que no había reaccionado. También se utilizó el término algodón de pólvora; aunque algunas referencias identifican el algodón de pólvora como un producto más ampliamente nitrado y refinado utilizado en ojivas de torpedos y minas antes del uso de TNT . [3] : 28–31
El ácido que no había reaccionado se eliminó de la pulpa de pirocelulosa mediante un proceso de drenaje y lavado con agua de múltiples etapas similar al utilizado en las fábricas de papel durante la producción de pulpa de madera química . El alcohol presurizado eliminó el agua restante de la pirocelulosa drenada antes de mezclarla con éter y difenilamina. Luego, la mezcla se alimentó a través de una prensa que extruía una forma de cordón tubular largo para cortarlo en granos de la longitud deseada. [3] : 31–35
Luego se evaporaron el alcohol y el éter de los granos de pólvora "verdes" hasta una concentración de disolvente restante de entre el 3 por ciento para pólvoras de rifle y el 7 por ciento para grandes granos de pólvora de artillería. La velocidad de combustión es inversamente proporcional a la concentración de disolvente. Los granos se recubrieron con grafito eléctricamente conductor para minimizar la generación de electricidad estática durante la mezcla posterior. Se mezclaron "lotes" que contenían más de diez toneladas de granos de polvo mediante una disposición en torre de tolvas mezcladoras para minimizar las diferencias balísticas. Luego, cada lote mezclado se sometió a pruebas para determinar la carga de carga correcta para el rendimiento deseado. [3] : 35–41 [6] : 293 y 306
A veces se transformaban cantidades militares de vieja pólvora sin humo en nuevos lotes de propulsores. [3] : 39 Durante la década de 1920, Fred Olsen trabajó en Picatinny Arsenal experimentando con formas de recuperar toneladas de pólvora de cañón de base única fabricada para la Primera Guerra Mundial. Olsen fue empleado de Western Cartucho Company en 1929 y desarrolló un proceso para fabricar pólvora esférica sin humo. en 1933. [19] El polvo reelaborado o la pirocelulosa lavada se pueden disolver en acetato de etilo que contiene pequeñas cantidades de los estabilizadores deseados y otros aditivos. El jarabe resultante, combinado con agua y tensioactivos , se puede calentar y agitar en un recipiente presurizado hasta que el jarabe forme una emulsión de pequeños glóbulos esféricos del tamaño deseado. El acetato de etilo se destila a medida que se reduce lentamente la presión para dejar pequeñas esferas de nitrocelulosa y aditivos. Las esferas se pueden modificar posteriormente agregando nitroglicerina para aumentar la energía, aplanándolas entre rodillos hasta una dimensión mínima uniforme, cubriéndolas con disuasores de ftalato para retardar la ignición y/o glasándolas con grafito para mejorar las características de flujo durante la mezcla. [6] : 328–330 [20]
La pólvora moderna sin humo es producida en los Estados Unidos por St. Marks Powder , Inc., propiedad de General Dynamics . [21]
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