Propelentes líquidos cargados a granel

Los propulsores líquidos a granel (BLP, por sus siglas en inglés) son una tecnología de artillería que se desarrolló en el Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU. y en el Centro de Armamento Naval de los EE. UU . desde la década de 1950 hasta la de 1990. Las ventajas serían cañones más sencillos y una gama más amplia de opciones tácticas y logísticas. Teóricamente, una mayor precisión y flexibilidad táctica se lograrían con proyectiles estándar con cargas de propulsor variables, y una simplificación logística al eliminar las cargas de pólvora variables.

En general, las armas BLP han demostrado ser inseguras de operar y nunca han entrado en servicio.

En diversos programas se probaron varios propelentes:

Uno de los combustibles para cañones más recientes (1991) que resultó exitoso fue una solución saturada de perclorato de amonio en amoníaco . Esta tiene una presión de vapor de una atmósfera a 20 °C (68 °F) y generalmente forma un líquido conveniente, estable y fácil de manipular. La mezcla se caracteriza por su baja temperatura de combustión por impulso, lo que reduce el daño a los costosos tubos y revestimientos de los cañones o, alternativamente, aumenta la cadencia de fuego. Un impulso típico es de 388 000 ft-lb/lb. Los vapores de amoníaco son tóxicos, pero su toxicidad es fácilmente perceptible para la población general y puede manejarse con las precauciones industriales habituales. ^{[ 1 ]}  

Entre las décadas de 1950 y 1970, se utilizó una mezcla de 63 % de hidracina , 32 % de nitrato de hidracina y 5 % de agua en los disparos experimentales con cañones de 37 mm y, posteriormente, con cañones de 120 mm. La mezcla de 32 % de nitrato de hidracina se seleccionó tras extensos experimentos por tener un perfil de presión notablemente plano, lo que aumentaba la seguridad del cañón. ^{[ 2 ]}

Otto Fuel II , una mezcla de dinitrato de propilenglicol de baja potencia con un estabilizador, también se ha probado en cañones de 37 mm. ^{[ 3 ]}

En 1981, el Centro de Armamento Naval probó un cañón bipropelente cíclico de 350 disparos/minuto, que utilizaba ácido nítrico al 90 % y un hidrocarburo patentado (probablemente un alcano de bajo peso molecular , como el propano ). Se podían obtener presiones altas o bajas en la recámara variando la relación superficie-volumen del inyector. La variación de la proporción de oxidante podía modificar el rendimiento. La presión de inyección afectaba la fiabilidad del cañón, pero no su seguridad ni su funcionamiento. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Otro combustible para armas probado es el NOS-365. Se trata de una mezcla de nitrato de hidroxilamonio , nitrato de isopropilamonio y agua. ^{[ 4 ]}

En general, los efectos hidrodinámicos hacen que el proceso de ignición sea impredecible. Pueden formarse burbujas de manera incontrolada, lo que provoca variaciones en la superficie y, por lo tanto, en los perfiles de presión. El resultado pueden ser presiones muy variables en la recámara y el tubo, lo que genera tensiones inesperadas en el cañón y problemas de seguridad. La mayoría de los programas han reportado fallas, algunas espectaculares, y cada falla generalmente conlleva la finalización del programa afectado. ^{[ 3 ]}

Las variaciones en la ventilación del ignitor, la energía de ignición y la configuración de la cámara pueden hacer que la ignición sea más fiable y el perfil de presión más predecible. Sin embargo, hasta el estudio de Knapton et al. de 1993 , ningún modelo hidrodinámico diseñado de cañones BLP había sido validado. ^{[ 5 ]}

Tácticamente, la precisión en el alcance puede variar considerablemente, lo cual es justo lo contrario de la ventaja táctica esperada. Los mejores sistemas reportan variaciones de desviación estándar única (es decir, grandes) en el alcance. ^{[ 5 ]} En distancias superiores a 40 km (25 millas) , esto representa un error irreducible de 150 m (490 pies) .    

El fallo del último disparo del cañón BLP de 120 mm del Laboratorio de Investigación del Ejército, con la mezcla de hidracina, se atribuyó a una ignición incompleta. La revisión posterior al disparo reveló que un fallo en la lámina de la carga de ignición permitió la salida de gases de ignición a través del ignitor, así como hacia el propelente. La carga mal encendida desplazó parcialmente el proyectil por el tubo, aumentando la superficie del propelente. Esta mayor superficie del propelente se encendió dentro del tubo, elevando la presión en partes del cañón que no estaban diseñadas para ello. La gran sobrepresión provocó una "falla catastrófica del tubo" (una explosión que destruyó el tubo del cañón). ^{[ 6 ]}

En 1977, el Centro de Armamento Naval probó el cañón bipropelente de ácido nítrico/hidrocarburo de 25 mm (0,98 pulgadas) . En un momento dado, una mezcla "demasiado fina" provocó una falla catastrófica. ^{[ 6 ]}  

En 1981, bajo un contrato de DARPA, Pulse Power Systems Inc. desarrolló sustancialmente un cañón automático de 75 mm BLP de alto rendimiento utilizando NOS-365. El proyectil 205 presentó una aparente detonación de alto orden del propelente, lo cual se consideraba imposible. El análisis metalúrgico de los fragmentos del tubo determinó que el daño acumulativo pudo deberse a sobrepresiones de proyectiles anteriores. El análisis del perfil de presión del proyectil 206, que sufrió otra falla catastrófica, mostró presiones anómalamente bajas seguidas de un pico de presión, que parecía ser la combustión de una espuma burbujeante de monopropelente que derivó en una detonación al aumentar la presión. Esto se atribuyó a procedimientos deficientes para manipular y presurizar el combustible. ^{[ 7 ]}

• Klingenberg, Günter; Knapton, John D.; Morrison, Walter F.; Wren, Gloria P. (1997). Tecnología de cañones de propulsor líquido . Avances en Astronáutica y Aeronáutica. Vol.  175. Reston, VA, EE. UU.: Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica . doi : 10.2514/4.471964 . ISBN 1-56347-196-5.