Characterization of MCX-6002 and MCX-8001

Uavhengig av hva et sprengstoff skal brukes til, er det noen egenskaper som er viktige å ha kjennskap til. Virkningen til sprengstoff er avhengig av egenskaper som detonasjonshastighet og detonasjonstrykk, mens ammunisjonens følsomhet er avhengig av egenskaper som kritisk diameter for å tilfredsstille kravet til IM. MCX6002 og MCX-8001 er to nyutviklede komposisjoner med økt kritisk diameter. Hovedtrusselen for IM-testene bullet attack, fragment impact, sympathetic detonation og shaped charge jet attack er sjokk som gir sjokkinitiering av sprengstoffet. De testede komposisjonene er utviklet og produsert av Chemring Nobel. De er smeltestøpte komposisjoner som kan anvendes som hovedfylling i større kalibre som 120 mm og 155 mm granater. Vi har karakterisert komposisjonene utfra deres potensiale for bruk i denne type ammunisjon. MCX-6002 og MCX-8001 har TNT som bindemiddel. Faststoffet er en blanding av NTO og RDX for MCX-6002 og NTO og HMX for MCX-8001. Nominell sammensetning for MCX-6002 er NTO/DNAN/RDX (51/34/15) og for MCX-8001 NTO/DNAN/HMX (52/36/12). I denne rapporten har ulike prøver av MCX-6002 og MCX-8001 blitt karakterisert med hensyn på kritisk diameter, detonasjonshastighet og detonasjonstrykk. I tillegg er teoretiske beregninger av virkning ved ulike tettheter blitt utført ved bruk av Cheetah 2.0. Sylindriske ladninger med diameter fra 11mm til 37 mm er støpt for disse testene. Kvaliteten på ladningene ble undersøkt med røntgen. Røntgenbildene viser inneslutning av luft i alle legemene. Inneslutningene er observert som porøsitet og porer. For legemene med størst diameter kan også tomme rom observeres. Men alle legemene støpt for bestemmelse av detonasjonshastighet og detonasjonstrykk har akseptabel kvalitet i nedre halvdel, noe som rettferdiggjorde testing. For bestemmelse av kritisk diameter til MCX-6002 ble tre testenheter, bestående av fem sylindriske legemer med diameter fra 11mm til 26 mm, limt sammen og testet. Testresultatet viste en kritisk diameter mindre enn 11 mm. Tre koniske legemer med diameter fra 30 mm til 3-4 mm ble også støpt og testet. Disse ga en kritisk diameter på 10 mm. For MCX-8001 ble tre testenheter, bestående av fem sylindriske legemer med diameter fra 11 mm til 26 mm, limt sammen og testet. Alle testenhetene hadde en kritisk diameter mindre enn 11 mm. Detonasjonshastighet og trykk ble målt for ladninger med diameter 36+2 mm. 4 ladninger ble testet både for MCX-6002 og MCX-8001. Kun den delen av ladningene med akseptabel tetthet ble benyttet. Målte detonasjonshastigheter for MCX-6002 var: støp 1 7964 m/s (ρ =1.78 g/cm3 ), støp 2 7983 m/s (ρ =1.785 g/cm3 ), støp 3 7700 m/s (ρ =1.79 g/cm3 ) og støp 4 7859 m/s (ρ=1.796 g/cm3 ). Gjennomsnittlig målt detonasjonshastighet avviker lite fra det som er teoretisk beregnet. To målinger av detonasjonstrykket ga 244.3 kbar, et resultat litt under det teoretisk beregnede. Målte detonasjonshastigheter for MCX-8001 var: støp 1 7836 m/s (ρ =1.768 g/cm3 ), støp 2 7700 m/s (ρ =1.781 g/cm3 ), støp 3 7426 m/s (ρ=1.758 g/cm3 ) og 7790 m/s (ρ =1.778 g/cm3 ) og støp 4 7842 m/s (ρ =1.786 g/cm3 ). Gjennomsnittlig målt detonasjonshastighet er litt lavere enn det som er teoretisk beregnet. To målinger av detonasjonstrykket ga 245.8 kbar, litt under det som er teoretisk beregnet.