TEMPER simulations of MCX-6100 filled 155 mm shell - experimental properties, sympathetic reaction and fragmentation studies

For IM-klassifisering av ammunisjon er det i STANAG 4439 (1) stilt krav til testing. Alle tester må utføres med mindre en trusselvurdering kan vise at en spesifikk trussel i STANAG-en ikke forekommer i ammunisjonens livsløp. Fullskalatesting kan i noen nasjoner erstattes med småskalatester i kombinasjon med simuleringer. I denne rapporten er resultater fra småskalatesting av sprengstoffkomposisjonen MCX-6100 benyttet som inndata for simuleringer av «Sympathetic Reaction»-test med MSIAC-programvaren TEMPER. Ammunisjonen vi har studert, er en 155 mm granat. MCX-6100 er en smeltestøpkomposisjon til bruk i denne ammunisjonstypen. TEMPER-simuleringer av «Sympathetic Reaction” med “One-on-One Warhead»-modellen er utført for bestemmelse av responsen til akseptorer med forskjellige sett av egenskaper til MCX6100-fyllingene. Egenskapene som er benyttet, er delvis hentet fra eksperimentelt målte verdier og delvis fra beregnede verdier ved bruk av Cheetah 2.0. Fragmenteringsberegninger har vært utført for å belyse hvilken effekt porøsitet og/eller sedimentering har på fragmenteringen. Fra en detonerende 155 mm granat fylt med MCX-6100 kommer fragmentene med høyest energi fra området hvor veggtykkelsen er fra 5 til 11 mm. Denne veggtykkelsen til donorgranaten er uavhengig av sjokkfølsomheten til komposisjonen. Reaksjonen i akseptorgranaten er derimot sterkt avhengig av sjokkfølsomheten til MCX-6100 CH 6079/14-fyllingene. Med en sjokkfølsomhet på 36.4 kbar vil granaten detonere for veggtykkelser opp til 20 mm. Endres sjokkfølsomheten for fyllingen til 58.5 kbar, vil kun granater med veggtykkelse mindre enn 11 mm detonere. Fragmenteringsberegninger med målte sprengstoffegenskaper gir en annen fragmentering enn med beregnede egenskaper. Med sprengstoffegenskaper menes her tetthet, detonasjonshastighet og trykk. Sammenlignes antallet fragmenter for MCX-6100 nominell sammensetning og TMD med de målte sprengstoffegenskapene, vil man med en 13 mm veggtykkelse få 2286 færre fragmenter og med 15 mm veggtykkelse 1776 færre fragmenter enn med beregnede sprengstoffegenskaper. Forskjellene i antall fragmenter på grunn av sedimentering er størst i bunn med 273, 311 og 353 for veggtykkelser på henholdsvis 15,14 og 13 mm. Effekten på fragmenteringen av porøsitet er som forventet størst for Top-komposisjonen med 660, 745 og 860 færre fragmenter for veggtykkelser på henholdsvis 15, 14 og 13 mm.