Pólvora sem fumaça, é um tipo depropelente usado emarmas de fogo eartilharia que produz uma quantidade de fumaça quase desprezível quando queimada, diferentemente da antigapólvora negra a qual substituiu. A designaçãopólvora sem fumaça teve origem nosEstados Unidos ("smokeless powder") e geralmente não é usado em outros países de língua inglesa,[1] que inicialmente usavam nomes proprietários como "Ballistite" e "Cordite", mas gradualmente passaram a usar "propelente" ("propellant") como o termo genérico.
A base do termo "sem fumaça" é que os produtos resultantes de combustão são principalmente gasosos, em comparação com cerca de 55% de produtos sólidos (principalmentecarbonato de potássio,sulfato de potássio esulfeto de potássio) no caso depólvora negra.[2] Apesar do nome, apólvora sem fumaça não é completamente livre de fumaça;[3]:44 embora possa haver pouca fumaça perceptível na munição para armas pequenas, a fumaça do fogo da artilharia pode ser substancial. Este artigo se concentra nas formulações denitrocelulose, mas o termopólvora sem fumaça também foi usado para descrever várias misturas depicratos comoxidantes denitrato,clorato oudicromato durante o final doséculo XIX, antes que as vantagens danitrocelulose se tornassem evidentes.[4]:146–149
Assim como apólvora doséculo XIV, não era real e fisicamente um "pó", apólvora sem fumaça só pode ser produzida como materialpeletizado ouextrudido. Apólvora sem fumaça permitiu o desenvolvimento de modernasarmas de fogo semi e totalmente automáticas e culatras e canos mais leves paraartilharia. A "pólvora negra" queimada, deixa uma incrustação espessa e pesada que é higroscópica e causa ferrugem no cano. A incrustação deixada pelapólvora sem fumaça não apresenta nenhuma dessas propriedades (embora alguns compostos primários possam deixar sais higroscópicos que têm um efeito semelhante; compostos primários não corrosivos foram introduzidos na década de1920).[4]:21 Isso viabiliza uma arma de fogo de carregamento automático com muitas partes móveis (que, de outra forma, ficariam "agarradas" nas incrustações pesadas de "pólvora negra").
Aspólvoras sem fumaça são classificados tipicamente como: "explosivos da divisão 1.3" de acordo com as recomendações daONU sobre transporte de mercadorias perigosas - regulamentos mundiais, regulamentos regionais (como oADR) e regulamentos nacionais. No entanto, eles são usados comopropelentes sólidos; em uso normal, sofremdeflagração em vez dedetonação.
Antes da introdução generalizada dapólvoras sem fumaça, o uso de "pólvora" ou "pólvora negra" causava muitos problemas no campo de batalha. Os comandantes militares desde asGuerras Napoleônicas relataram dificuldade em dar ordens em um campo de batalha obscurecido pela fumaça dos disparos. Comandos verbais não podiam ser ouvidos acima do barulho das armas, e sinais visuais não podiam ser vistos através da fumaça espessa da pólvora usada pelas armas. A menos que houvesse um vento forte, depois de alguns disparos, soldados usando munição de "pólvora negra" teriam sua visão obscurecida por uma enorme nuvem de fumaça.Snipers ou outros "atiradores furtivos" ficavam impossibilitados de agir, devido a uma nuvem de fumaça sobre a posição de tiro. A pólvora é um baixo explosivo que não detona, mas deflagra (queima rapidamente em velocidade subsônica). A "pólvora" produz pressões mais baixas e é cerca de três vezes menos potente quando comparada apólvoras sem fumaça.[5] A "pólvora" também é corrosiva, tornando a limpeza obrigatória após cada uso. Da mesma forma, a tendência da "pólvora" de produzir incrustações severas causa entupimentos e travamento de mecanismos que podem dificultar a recarga.
Anitroglicerina foi sintetizada peloquímico italianoAscanio Sobrero em1847.[6]:195 Posteriormente, foi desenvolvida e fabricada por Alfred Nobel como um explosivo industrial, mas mesmo assim não era adequada comopropelente: apesar de suas qualidades energéticas e "sem fumaça", eladetonava em vez dedeflagrar suavemente, tornando-a mais propensa a explodir uma arma, em vez de impulsionar um projétil. Anitroglicerina também é altamente sensível, tornando-a imprópria para ser transportada em condições de campo de batalha.
Um grande passo adiante foi a invenção doalgodão-pólvora, um material à base denitrocelulose, pelo químico alemãoChristian Friedrich Schönbein em1846. Ele promoveu seu uso como explosivo[7]:28 e vendeu os direitos de fabricação aoImpério Austríaco. Oalgodão-pólvora era mais poderoso que apólvora, mas ao mesmo tempo era um pouco mais instável.John Taylor obteve uma patente inglesa para oalgodão-pólvora; e aJohn Hall & Sons começou a fabricá-lo emFaversham no distrito deKent.
O interesse inglês enfraqueceu depois que uma explosão destruiu a fábrica deFaversham em1847. O barão austríacoWilhelm Lenk von Wolfsberg construiu duas fábricas dealgodão-pólvora produzindopropelentes deartilharia, mas também era perigoso em condições de campo, e armas que poderiam disparar milhares de tiros compólvora negra chegavam ao fim de sua vida útil depois de apenas algumas centenas de disparos com oalgodão-pólvora mais poderoso. Armas pequenas não suportavam as pressões geradas peloalgodão-pólvora.
Depois que uma das fábricas austríacas explodiu em1862, aThomas Prentice & Company começou a fabricar oalgodão-pólvora emStowmarket em1863; e o químico doDepartamento de Guerra britânico, SirFrederick Abel, iniciou uma pesquisa minuciosa naWaltham Abbey Royal Gunpowder Mills, levando a um processo de fabricação que eliminou as impurezas da nitrocelulose, tornando o produto mais seguro e estável.Abel patenteou esse processo em1865, quando a segunda fábrica austríaca dealgodão-pólvora explodiu. Depois que a fábrica da Stowmarket explodiu em1871, aWaltham Abbey começou a produção dealgodão-pólvora para o torpedos e ogivas de minas.[4]:141–144
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Em1863, o capitão de artilharia prussianoJohann F. E. Schultze patenteou umpropelente para armas leves composto de madeira de lei nitrada impregnada com salitre ou nitrato de bário.Prentice recebeu uma patente de1866 para uma "pólvora esportiva" de papel nitrado fabricada emStowmarket, mas a uniformidade balística era ruim, pois o papel absorvia a umidade atmosférica. Em1871,Frederick Volkmann recebeu uma patente austríaca para uma versão coloidal da "pólvora de Schultze" chamada"Collodin", que ele fabricou perto deViena para uso em armas de fogo esportivas. As patentes austríacas não foram publicadas na época, e o Império Austríaco considerou a operação uma violação do monopólio do governo na fabricação de explosivos e fechou a fábrica deVolkmann em1875.[4]:141–144
Em1882, aExplosives Company emStowmarket patenteou uma formulação aprimorada de "algodão nitrado gelatinizado" poréter-álcool com nitratos depotássio ebário. Essespropelentes eram adequados paraespingardas, mas não pararifles,[8]:138–139 porque oestriamento dos canos dosrifles resulta em resistência a uma expansão suave do gás, que é reduzida emespingardas com cano dealma lisa.
Em1884,Paul Vieille inventou umapólvora sem fumaça chamada"Poudre B" (abreviação de "poudre blanche" - "pólvora branca", para distinguir bem da "pólvora negra")[6]:289–292 feita de 68,2% de nitrocelulose insolúvel, 29,8% de nitrocelulose solúvel gelatinizada cométer e 2% deparafina. Isso foi adotado para orifle Lebel.[8]:139 A mistura era passada através de rolos para formar folhas finas de papel, que era então cortadas em flocos do tamanho desejado.[6]:289–292 Opropelente resultante, hoje conhecido comopirocelulose, contém um pouco menos denitrogênio que oalgodão-pólvora e é menos volátil. Uma característica particularmente boa do propelente é que ele não detonará a menos que seja comprimido, tornando muito seguro o manuseio em condições normais.
A "pólvora de Vieille" revolucionou a eficácia de armas pequenas, porque quase não emitia fumaça e era três vezes mais poderoso que a "pólvora negra". Maiorvelocidade de saída significava uma trajetória mais plana e menos desvio do vento e queda de balas, tornando possíveis os disparos de 1.000 m (1.094 jardas). Como era necessário menos pólvora para impulsionar uma bala, o cartucho podia ser menor e mais leve. Como era necessário menos "pólvora" para impulsionar uma bala, o cartucho podia ser menor e mais leve. Isso permitiu que as tropas carregassem mais munição pelo mesmo peso. Além disso, queimaria mesmo quando molhado. A munição depólvora negra tinha que ser mantida seca e quase sempre era armazenada e transportada em cartuchos estanques.
Outros países europeus rapidamente começaram a usar suas próprias versões daPoudre B, sendo os primeiros aAlemanha e aÁustria, que introduziram novas armas em1888. Posteriormente, aPoudre B foi modificada várias vezes com vários compostos sendo adicionados e removidos. AKrupp começou a adicionardifenilamina como estabilizador em1888.[4]:141–144
Enquanto isso, em1887,Alfred Nobel obteve uma patente inglesa para umapólvora sem fumaça que ele chamava deBallistite. Nessepropelente, a estrutura fibrosa do algodão (nitro-celulose) era destruída por uma solução denitroglicerina em vez de umsolvente.[8]:140 NaInglaterra em1889, uma "pólvora" semelhante foi patenteada porHiram Maxim e nosEstados Unidos em1890 porHudson Maxim.[9] ABallistite foi patenteada nosEstados Unidos em1891.
Os alemães adotaram a"ballistite" para uso naval em1898, chamando-o deWPC/98. Os italianos a adotaram com o nome de"filito", em forma cordão, em vez de flocos, mas percebendo suas desvantagens alteraram para uma formulação comnitroglicerina que eles chamavam de"solenita". Em1891, os russos encarregaram o químicoMendeleev de encontrar umpropelente semelhante. Ele criou um, comnitrocelulose gelatinizada poréter-álcool, que produziu maisnitrogênio e estruturacoloidal mais uniforme do que o uso francês de "nitro-algodões"[10] naPoudre B, que ele chamou de"pirocollodion".[8]:140
AGrã-Bretanha conduziu ensaios com todos os vários tipos depropelentes que foram trazidos à sua atenção, mas estava insatisfeita com todos eles e buscava algo superior a todos os tipos existentes. Em1889,SirFrederick Abel,James Dewar e o Dr.W Kellner patentearam (nºs 5614 e 11.664 em nome deAbel eDewar) uma nova formulação que foi fabricada naRoyal Gunpowder Factory emWaltham Abbey. Entrou no serviço britânico em1891 como"Cordite Mark 1". Sua composição principal era de 58% denitroglicerina, 37% dealgodão-pólvora e 3% de geléia mineral. Uma versão modificada, a"Cordite MD", entrou em serviço em1901, com a porcentagem dealgodão-pólvora aumentada para 65% e anitroglicerina reduzida para 30%. Essa mudança reduziu a temperatura de combustão e, consequentemente, a erosão e o desgaste do cano. As vantagens daCordite sobre apólvora foram: a pressão máxima reduzida na câmara (daí culatras mais leves, etc.), mas a pressão alta durava mais tempo. A"Cordite" podia ser fabricada em qualquer forma ou tamanho desejado.[8]:141 A criação da"Cordite" levou a uma longa batalha judicial entreNobel,Maxim e outro inventor por suposta violação depatente britânica.
AAnglo-American Explosives Company começou a fabricar suapólvora paraespingarda emOakland,Nova Jersey em1890. ADuPont começou a produziralgodão-pólvora emCarneys Point Township,Nova Jersey em1891.[4]:146–149Charles E. Munroe daNaval Torpedo Station emNewport,Rhode Island patenteou uma formulação dealgodão-pólvoracoloidal comnitrobenzeno, chamado"Indurite", em1891.[6]:296–297 Várias empresas dosEstados Unidos começaram a produzirpólvora sem fumaça quando aWinchester Repeating Arms Company começou a carregar cartuchos esportivos com o pólvora daExplosives Company em1893. ACalifornia Powder Works começou a produzir uma mistura denitroglicerina enitrocelulose compicrato deamônio como"Peyton Powder", aLeonard Smokeless Powder Company começou a produzir pólvoras denitroglicerina-nitrocelulose como pólvoras"Ruby", aLaflin & Rand negociou uma licença para produzir"balistita" e aDuPont começou a produzir "pólvora de espingarda sem fumaça".
OExército dos Estados Unidos avaliou 25 variedades depólvora sem fumaça e selecionou a"Ruby" e a"Peyton Powder" como as mais adequadas para uso no rifle de serviçoKrag-Jørgensen. A"Ruby" era a preferida, porque era necessário o revestimento de estanho para proteger as caixas de latão do ácido pítrico da"Peyton Powder". Em vez de pagar os royalties exigidos pela Ballistite, aLaflin & Rand financiou a reorganização daLeonard comoAmerican Smokeless Powder Company. O tenenteWhistler doExército dos Estados Unidos ajudou o superintendente da fábrica daAmerican Smokeless Powder Company o Sr.Aspinwall na formulação de uma pólvora melhorada chamada "W.A." Devido aos seus esforços, apólvora sem fumaça "W.A." foi opropelente padrão para asespingardas de serviço militar dosEstados Unidos de1897 a1908.[4]:146–149
Em1897, o tenente daMarinha dos Estados UnidosJohn Bernadou patenteou umapólvora denitrocelulosecoloidal cométer-álcool.[6]:296–297 A Marinha licenciou ou vendeu patentes para esta formulação àDuPont e àCalifornia Powder Works, mantendo os direitos de fabricação na Naval Powder Factory, Indian Head, Maryland, construída em1900. OExército dos Estados Unidos adotou a formulação de base única da Marinha em1908 e começou a fabricar noPicatinny Arsenal.[4]:146–149 Naquela época, aLaflin & Rand assumiu o controle daAmerican Powder Company. para proteger seu investimento, e aLaflin & Rand foi comprada pelaDuPont em1902.[11] Ao garantir um arrendamento de 99 anos daExplosives Company em1903, aDuPont aproveitou todas as patentes significativas depólvora sem fumaça nos Estados Unidos e conseguiu otimizar a produção depólvora sem fumaça.[4]:146–149 Quando ações antitruste do governo obrigaram o desinvestimento em1912, aDuPont reteve as formulações em pólvora sem nitrocelulose usadas pelas forças armadas dos Estados Unidos e liberou as formulações de base dupla usadas em munições esportivas para a recém reorganizadaHercules Powder Company. Essespropelentes mais novos e mais poderosos eram mais estáveis e, portanto, mais seguros de manusear do que aPoudre B.
Atualmente, propulsores que usamnitrocelulose (velocidade de detonação 7 300 m/s (23 950 pés/s), fator RE 1,10) (normalmente umcoloideéter-álcool de nitrocelulose) como o único ingredientepropelente explosivo são descritos como"pólvora de base única".[6]:297
As misturas depropelentes contendonitrocelulose enitroglicerina (velocidade de detonação 7 700 m/s (25 260 pés/s), fator RE 1,54) como ingredientespropelentes explosivos são conhecidas como"pólvora de base dupla". Como alternativa, odinitrato de dietilenoglicol (velocidade de detonação 6 610 m/s (21 690 pés/s), fator RE 1,17) pode ser usado como substituto danitroglicerina quando for importante reduzir a temperatura da chama sem sacrificar a pressão da câmara.[6]:298 Redução da temperatura da chama reduz significativamente a erosão do cano e, portanto, o desgaste.
Durante a década de1930, foi desenvolvido"propelente de base tripla" contendonitrocelulose,nitroglicerina oudinitrato de dietilenoglicol e uma quantidade substancial denitroguanidina (velocidade de detonação 8 200 m/s (26 900 pés/s), fator RE 0,95) como ingredientespropelentes explosivos. Essas misturas de "propelentes a frio" reduziram a temperatura do flash e da chama sem sacrificar a pressão da câmara em comparação com os propelentes de base única e dupla, embora ao custo de mais fumaça. Na prática, ospropelentes de base tripla são reservados principalmente para munições de grande calibre, como as utilizadas em artilharia (naval) e armas de tanque. Durante aSegunda Guerra Mundial, teve algum uso pela artilharia britânica. Após essa guerra, tornou-se o propulsor padrão em todos os projetos de munição britânica de grande calibre, exceto armas de pequeno porte. A maioria das nações ocidentais, exceto osEstados Unidos, seguiu um caminho semelhante.
No final doséculo XX, novas formulações de propelentes começaram a aparecer. Estes, baseados emnitroguanidina e altos explosivos do tipoRDX (velocidade de detonação 8 750 m/s (28 710 pés/s), fator RE 1,60).
As velocidades de detonação são de valor limitado na avaliação das taxas de reação dos propelentes denitrocelulose formulados para evitar a detonação. Embora a reação mais lenta seja frequentemente descrita como queima devido a produtos finais gasosos semelhantes a temperaturas elevadas, a decomposição difere dacombustão em uma atmosfera deoxigênio. A conversão depropelentes denitrocelulose em gás de alta pressão prossegue da superfície exposta para o interior de cada partícula sólida, de acordo com aLei de Piobert. Estudos de reações de propelentes sólidos de base única e dupla sugerem que a taxa de reação é controlada pela transferência de calor através do gradiente de temperatura através de uma série de zonas ou fases, à medida que a reação prossegue da superfície para o sólido. A porção mais profunda do sólido que sofre transferência de calor derrete e inicia a transição de fase do sólido para o gás em uma zona de espuma. O propulsor gasoso se decompõe em moléculas mais simples em uma zona de efervescência circundante. A energia é liberada em uma zona de chama externa luminosa, onde as moléculas de gás mais simples reagem para formar produtos de combustão convencionais, como vapor e monóxido de carbono.[12] A zona de espuma atua como um isolador, diminuindo a taxa de transferência de calor da zona da chama para o sólido que não reagiu. As taxas de reação variam com a pressão; porque a espuma permite uma transferência de calor menos eficaz a baixa pressão, com maior transferência de calor à medida que pressões mais altas comprimem o volume de gás dessa espuma. Os propelentes projetados para uma pressão mínima de transferência de calor podem não conseguir sustentar a zona da chama a pressões mais baixas.[13]
Anitrocelulose se deteriora com o tempo, produzindo subprodutos ácidos. Esses subprodutos catalisam a deterioração adicional, aumentando sua taxa. O calor liberado, no caso de armazenamento a granel do pó ou blocos muito grandes de propelente sólido, pode causar auto-ignição do material. Os propelentes denitrocelulose de base única sãohigroscópicos e mais suscetíveis à degradação; propulsores de base dupla e tripla tendem a se deteriorar mais lentamente. Para neutralizar os produtos de decomposição, que de outra forma poderiam causar corrosão nos metais dos cartuchos e dos canos das armas, ocarbonato de cálcio é adicionado a algumas formulações.
Para evitar o acúmulo de produtos de deterioração, são adicionadosestabilizadores. Adifenilamina é um dos estabilizadores mais comuns utilizados. Os análogosnitrados dadifenilamina formados no processo de estabilização do pó em decomposição são às vezes usados como estabilizadores.[3]:28[6]:310 Os estabilizadores são adicionados na quantidade de 0,5% a 2% da quantidade total da formulação; montantes mais altos tendem a degradar suas propriedades balísticas. A quantidade do estabilizador é esgotada com o tempo. Os propulsores armazenados devem ser testados periodicamente quanto à quantidade de estabilizador restante, pois seu esgotamento pode levar à auto-ignição do propulsor.
Apólvora sem fumaça pode ser granulada em pequenas esferas ou extrudida em cilindros ou tiras com muitas formas de seção transversal (tiras com várias proporções retangulares, cilindros de um ou vários furos, cilindros com fenda) usando solventes comoéter. Essas extrusões podem ser cortadas em pedaços curtos ("flocos") ou longos ("cordas" com vários centímetros de comprimento). Pólvoras paracanhão têm os maiores grãos.
As propriedades do propelente são grandemente influenciadas pelo tamanho e formato de suas peças. A área desuperfície específica do propelente influencia a velocidade da queima, e o tamanho e a forma dos grãos determinam a área de superfície específica. Manipulando a forma, é possível influenciar a taxa de queima e, portanto, a taxa na qual a pressão aumenta durante a combustão. Apólvora sem fumaça queima apenas nas superfícies dos grãos. Grãos maiores queimam mais lentamente, e a taxa de queima é controlada ainda mais por revestimentos que impedem a chama que retardam a queima levemente. A intenção é regular a taxa de queima, de modo que uma pressão mais ou menos constante seja exercida sobre o projétil propelido, desde que esteja no cano, a fim de obter a velocidade mais alta. As perfurações nos grãos estabilizam a taxa de queima porque, como o exterior queima para dentro (diminuindo a área da superfície de queima), o interior queima para fora (aumentando a área da superfície de queima, mas mais rápido, de modo a encher o volume crescente do cano devido à partida do projétil).[3]:41–43 As pólvoras de pistola de queima rápida são feitas em formas extrudadas com mais área, como flocos ou achatando os grânulos esféricos. A secagem é geralmente realizada sob vácuo. Os solventes são condensados e reciclados. Os grânulos também são revestidos com grafite para evitar que faíscas de eletricidade estática causem ignições indesejadas.[6]:306
Os propelentes de queima mais rápida geram temperaturas e pressões mais altas, mas também aumentam o desgaste dos canos das armas.
As formulações depropelente podem conter vários componentes energéticos e auxiliares:
AMarinha dos Estados Unidos fabricou pólvora tubular de base única para artilharia naval emIndian Head,Maryland, a partir de1900. Procedimentos semelhantes foram usados para a prodição peloExército dos Estados Unidos noPicatinny Arsenal a partir de1907[6]:297 e para a fabricação de granulados menores, como a"Improved Military Rifle" (IMR) após1914. O "linter" de algodão de fibra curta é fervido em uma solução dehidróxido de sódio para remover as ceras vegetais e depois seco antes da conversão emnitrocelulose, misturando-se com os ácidosnítrico esulfúrico. A nitrocelulose ainda se assemelha ao algodão fibroso nesse ponto do processo de fabricação e era tipicamente identificada como "pirocelulose" porque inflamava espontaneamente no ar até que o ácido não reagido fosse removido. O termoalgodão-pólvora também foi usado; embora algumas referências identifiquem oalgodão-pólvora como um produto mais refinado e nitratado usado emogivas detorpedos eminas antes do uso deTNT.[3]:28–31
O ácido não reagido era removido da polpa de "pirocelulose" por um processo de drenagem e lavagem com água de vários estágios, semelhante ao usado em fábricas de papel durante a produção de polpa de madeira química. Oálcool pressurizado removia a água restante da "pirocelulose" drenada antes da mistura cométer edifenilamina. A mistura era então alimentada através de uma prensa extrudando uma forma de cordão tubular longo para ser cortada em grãos do comprimento desejado.[3]:31–35
Oálcool e oéter eram então evaporados dos grãos de pólvora "verde" para uma concentração restante de solvente entre 3% para pólvoras de rifles e 7% para pólvoras de artilharia de grãos grandes. A taxa de queima é inversamente proporcional à concentração de solvente. Os grãos eram revestidos com grafite eletricamente condutor para minimizar a geração de eletricidade estática durante a mistura subsequente. "Lotes" contendo mais de dez toneladas de grãos de pólvora eram misturados através de um arranjo em torre detremonhas para minimizar as diferenças balísticas. Cada lote misturado foi então submetido a testes para determinar a carga de carregamento correta para o desempenho desejado.[3]:35–41[6]:293 & 306
Uma quantidade de estoques militares antigos depólvora sem fumaça às vezes eram retrabalhadas em novos lotes de propelentes.[3]:39 Durante a década de1920,Fred Olsen trabalhou noPicatinny Arsenal, experimentando maneiras de recuperar toneladas de pólvora de canhão de base única fabricada para aPrimeira Guerra Mundial. Olsen foi empregado pelaWestern Cartridge Company em1929 e desenvolveu um processo para a fabricação depólvora sem fumaça esférica em1933.[16] A pólvora retrabalhada ou a pirocelulose lavada podem ser dissolvidas emacetato de etila contendo pequenas quantidades dos estabilizadores desejados e outros aditivos. O xarope resultante, combinado com água esurfactantes, pode ser aquecido e agitado em um recipiente pressurizado até o xarope formar umaemulsão de pequenos glóbulos esféricos do tamanho desejado. O acetato de etila é destilado à medida que a pressão é reduzida lentamente para deixar pequenas esferas denitrocelulose e aditivos. As esferas podem ser subsequentemente modificadas adicionandonitroglicerina para aumentar a energia, achatando os rolos para uma dimensão mínima uniforme, revestindo com dissuasores deftalato para retardar a ignição e/ou envidraçando com grafite para melhorar as características de fluxo durante a mistura.[6]:328–330[17]
Apólvora sem fumaça moderna é produzida nosEstados Unidos pelaSt. Marks Powder, Inc., de propriedade daGeneral Dynamics.[18]
Achama da boca do cano, é a luz emitida na vizinhança da boca do cano pelos gases propulsores quentes e pelas reações químicas que se seguem à medida que os gases se misturam com o ar circundante. Antes da saída dos projéteis, um ligeiro pré-flash pode ocorrer devido à fuga de gases pelos projéteis. Após asaída da boca do cano, o calor dos gases geralmente é suficiente para emitir radiação visível – o flash primário. Os gases se expandem, mas quando passam pelodisco Mach, são re-comprimidos para produzir um flash intermediário. Gases quentes e combustíveis (por exemplo, hidrogênio e monóxido de carbono) podem ocorrer quando se misturam com oxigênio no ar circundante para produzir o flash secundário, o mais brilhante. O flash secundário geralmente não ocorre com armas pequenas.[19]:55–56
Anitrocelulose contém oxigênio insuficiente para oxidar completamente seu carbono e hidrogênio. O déficit de oxigênio é aumentado pela adição de grafite e estabilizadores orgânicos. Os produtos de combustão dentro do cano da arma incluem gases inflamáveis como hidrogênio e monóxido de carbono. Em alta temperatura, esses gases inflamáveis se inflamam quando misturados turbulentamente com o oxigênio atmosférico além do cano da arma. Durante os engajamentos noturnos, o flash produzido pela ignição pode revelar a localização da arma para as forças inimigas[6]:322–323 e causar cegueira noturna temporária entre os membros da equipe armada pelo fotobranqueamento darodopsina.[20]
Osquebra-chamas são comumente usados em armas pequenas para reduzir a assinatura do flash, mas essa abordagem não é prática para a artilharia. Flashes nas bocas dos canos de artilharia chegam a cerca de 46 m (150 pés) de distância do cano e podem ser refletidom nas nuvens e ser visíveis a distâncias de até 48 km (30 milhas).[6]:322–323 Para artilharia, o método eficaz é um propelente que produz uma grande proporção de nitrogênio inerte a temperaturas relativamente baixas que diluem os gases combustíveis. Propulsores de base tripla são usados para isso por causa do nitrogênio nanitroguanidina.[19]:59–60
Antes do uso de propelentes triplos, o método usual de redução instantânea era adicionar sais inorgânicos comocloreto de potássio para que sua capacidade específica de calor reduzisse a temperatura dos gases de combustão e sua fumaça particulada finamente dividida pudesse bloquear os comprimentos de onda visíveis da energia radiante de combustão.[6]:323–327
