Cheetah calculations of GA BAMO candidate compositions

I EDA-prosjektet No B-0585-GEM2-GC “Formulation and Production of New Energetic Materials” hadde Norge som målsetting å syntetisere ulike nye energirike bindemidler oppbygd av GA- og BAMO-enheter. Før det eksperimentelle syntesearbeidet ble igangsatt, ble teoretiske beregninger med Cheetah utført. Beregninger ble utført med både BKWC- og BKWS-produktbibliotekene under standard betingelser. Hensikten var å studere hvilken effekt energirike bindemiddel/bindemiddelsystem har på virkningen til ulike komposisjoner. Pressbare komposisjoner med 96 vektprosent RDX eller HMX og med 92 vektprosent RDX eller HMX inngikk i studien, komposisjoner til erstatning for PBXW-11 og PBXN-9. PBXW-11 og PBXN-9 har et inert bindemiddelsystem av HYTEMP og DOA i forholdet 1/3. De energirike bindemidlene vi ønsket å studere, var GA/BAMO i forskjellige blandeforhold. Beregninger har vært utført for både GAP og BAMO samt en blanding av disse. I tillegg har beregninger vært utført med inert mykner. Beregnet detonasjonstrykk og detonasjonshastighet med GAP, BAMO eller GA/BAMO avviker lite for disse komposisjonene. Blandingsforholdet mellom GAP/BAMO har kun ubetydelig innvirkning på både detonasjonshastigheten og detonasjonstrykket. Forskjeller oppstår først når en inert mykner blir anvendt. For komposisjoner med 96 vektprosent HMX gir inert mykner en reduksjon i detonasjonstrykket på 1.6 GPa, og for komposisjonene med 92 vektprosent HMX 3 GPa med BKWS. Med BKWC er reduksjonen i detonasjonstrykk henholdsvis 2.3 og 4.2 GPa. Detonasjonshastigheten faller med 150 m/s og 300 m/s med BKWS og 240 m/s og 450 m/s med BKWC for de samme kombinasjonene. For komposisjoner med RDX er trenden og størrelsesorden i reduksjonen i detonasjonshastighet og trykk som for de HMX-baserte komposisjonene med inert mykner. For komposisjoner med 92 vektprosent HMX eller RDX er effekten av å bytte til energirikt bindemiddel en økt virkning lik eller bedre enn for PBXW-11 (96 vektprosent HMX/inert bindemiddel). Anvendelse av energirikt bindemiddel i komposisjoner med 96 vektprosent fyllstoff i kombinasjon med inert mykner har kun ubetydelig innvirkning på detonasjonshastigheten og detonasjonstrykket. For komposisjoner med 92 vektprosent fyllstoff oppnås en økning i detonasjonstrykket med 1 GPa og i detonasjonshastigheten med 100 m/s. Tendensen er den samme for både RDX og HMX. For støpherdbare komposisjoner med 87 vektprosent HMX (RDX) er effekten av å skifte til energirikt bindemiddel betydelig. Detonasjonstrykket øker med 7.32 GPa (BKWC) og 4.94 GPa (BKWS) for HMX og noe mindre for RDX-komposisjonen, henholdsvis 6.48 og 4.39 GPa. Detonasjonshastigheten øker tilsvarende med 820 m/s (BKWC) og 508 m/s (BKWS) for HMX og med 784/468 m/s for RDXkomposisjonen. Komposisjoner som har energirikt bindemiddel og inert mykner (DOA), har egenskaper som ligger mellom PBXN-110 og komposisjoner med energirikt bindemiddelsystem. Konklusjonen fra beregningene er at energirikt bindemiddel gir betydelig økning i virkningen for både støpherdbare og pressede komposisjoner. Den økte virkningen kan tas ut eller benyttes til reduksjon av fyllstoffinnhold og dermed følsomheten. Valg av forholdet mellom GA og BAMO i nye bindemiddel for pressede komposisjoner vil bli styrt av beleggingsegenskaper/konsistens siden energien er den samme.