Säkrare ammunition med FOI:s forskning
Hur ser förloppet ut när explosivämnen antänds till följd av upphettning? Det undersöker FOI med hjälp av cook-off-tester. Resultaten från den termiska initieringen kan bland annat användas för att utveckla säkrare ammunition.
Småskalig försöksuppställning för att studera termisk initiering. Metallhölje som innehåller explosivämne värms med omlindat värmeband tills reaktion inträffar. Till höger i bild: Exempel på vad som kan bli kvar av höljet efter ett genomfört försök. Foto: Dan Martelin/FOI.
Oavsiktlig antändning av energetiska material, som till exempel trotyl och drivämnen som krut, kan orsaka stora materiella och personella skador. Exempelvis har allvarliga olyckor inträffat vid hantering av ammunition ombord på amerikanska hangarfartyg, och runt om i världen har bränder i eller nära ammunitionsförråd lett till explosioner med omfattande konsekvenser.
För att minska risken för den här typen av händelser och öka ammunitionssäkerheten bedriver FOI forskning kring termisk initiering, det vill säga förlopp där någon form av upphettning orsakar antändning av ett explosivt ämne.
– Dels undersöker vi vad som kan orsaka oavsiktlig initiering och tar fram modeller för att beräkna om, när och var detta i så fall sker. Dels studerar vi olika metoder och tekniska lösningar för att minska riskerna för att detta inträffar, berättar Rasmus Wedberg, förste forskare på FOI:s avdelning för försvars- och säkerhetssystem.
Försök med cook-off
I arbetet med modellering av termisk initiering använder Rasmus Wedberg och hans kollegor främst varianter av det standardiserade testet slow cook-off, SCO. Explosivämnesladdningen utsätts då för upphettning samtidigt som forskarna studerar vad som händer inuti laddningen under förloppet genom att bland annat mäta temperatur, tryckutveckling och mängden sönderfallsgaser som bildas.
– Resultaten jämför vi med våra beräkningsmodeller för att utveckla och validera dem. Modellerna kan sedan användas för att utveckla säkrare ammunition eller vid värdering av befintlig ammunition. De kan exempelvis hjälpa Försvarsmakten och Försvarets materielverk att bedöma om det är värt att investera i lågkänslig ammunition, IM, som ofta kommer med en högre prislapp.
Förloppet efter initieringen outforskat
Rasmus Wedberg ser flera frågor inom området som kan vara intressanta för framtida forskning. Exempelvis har FOI:s forskning hittills fokuserat främst på sprängämnen medan oavsiktlig initiering av drivämnen, det vill säga krut, inte har studerats i samma omfattning.
– En annan fråga som kräver mer forskning är vilka konsekvenser som termisk initiering leder till. I dag kan vi förutsäga om ett explosivämne initieras vid en viss termisk belastning samt när och hur detta sker, men det vore förstås relevant att även kunna beräkna om förbränningen kommer att bli långsam eller om det kommer att ske en detonation efter antändningen.