Сферический порох для зарядов к 5,45 мм патронам
Владельцы патента RU 2451655:
Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") (RU)
Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, в частности для зарядов к 5,45 мм патронам. Порох содержит нитроцеллюлозу, нитроглицерин, централит I, централит II, динитротолуол, дифениламин, этилацетат, графит и влагу, при этом в качестве нитроцеллюлозы содержит пироксилин 1 Пл с содержанием оксида азота 213,0-214,0 мл NO/г. Изобретение обеспечивает стабильные физико-химические и баллистические характеристики СФП в зарядах к 5,45 мм пистолетному патрону. 1 табл., 5 пр.
Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.
В патентах США [1, 2] предложены способы получения СФП для стрелкового оружия, заключающиеся в измельчении мелкозерненных пироксилиновых порохов (МЗПП) в водной среде с последующим растворением их в растворителе, диспергировании порохового лака на сферические частицы и удалением растворителя из них.
Недостатком этих способов является невозможность получения СФП для 5,45 мм патрона к автомату АК-74.
Наиболее близким техническим решением является патент [3] - прототип, по которому СФП предложен для применения в автоматных и винтовочных патронах, в том числе и калибра 5,45 мм, включающий нитроцеллюлозу (НЦ), нитроглицерин (НГц), централит I (ЦI), дифениламин (ДФА), этилацетат (ЭА) и влагу.
Недостатком прототипа является то, что применяемая НЦ не обеспечивает получения стабильных баллистических характеристик по массе порохового заряда, скорости полета пуль, разбросу скорости полета пуль и по давлению пороховых газов в канале ствола оружия.
Целью изобретения является повышение стабильности физико-химических и баллистических характеристик СФП для зарядов к 5,45 мм патронам.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве энергетической и структурирующей основы в составе СФП используют пироксилин 1 Пл с содержанием оксида азота 213,0…214,0 мл NO/г при следующем соотношении компонентов, мас.%:
нитроглицерин | 10,5…13,5 |
централит I | 4,0…5,8 |
централит II | 0,2…0,4 |
динитротолуол | 1,3…2,3 |
дифениламин | 0,5…1,1 |
этилацетат | 0,1…0,9 |
графит | 0,1…0,3 |
влага | 0,2…0,9 |
пироксилин 1 Пл с объемной | |
концентрацией оксида азота | |
213,0…214,0 мл NO/г | остальное. |
Нитроглицерин в составе СФП выполняет роль энергетической и пластифицирующей добавки. Уменьшение НГц менее 10,5 мас.% приводит к снижению энергетических характеристик пороха, а это приводит к увеличению массы порохового заряда и низкой скорости полета пуль. Увеличение НГц более 13,5 мас.% приводит к увеличению энергетических характеристик пороха и, как следствие, к снижению массы порохового заряда и повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия.
Дифениламин и централит II в составе пороха применяются в качестве стабилизаторов химической стойкости. Уменьшение ДФА менее 0,5 мас.% и централита II менее 0,2 мас.% приводит к снижению химической стойкости пороха, а увеличение ДФА более 1,1 мас.% и централита II более 0,4 мас.% приводит к снижению удельной теплоты сгорания и увеличению массы порохового заряда.
Централит I и ДНТ в составе пороха выполняют роль флегматизаторов, обеспечивающих прогрессивное горение пороховых элементов. Снижение централита I менее 4,0 мас.% и ДНТ менее 1,3 мас.% приводит к снижению массы порохового заряда и увеличению давления пороховых газов в канале ствола оружия, а увеличение централита I более 5,8 мас.% и ДНТ более 2,3 мас.% приводит к увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета пуль.
Графит используется в качестве технологической добавки, улучшающей сыпучесть пороха и электростатические свойства. Снижение графита менее 0,1 мас.% ухудшает сыпучесть пороха и повышает электризуемость пороховых элементов. Увеличение содержания графита более 0,3 мас.% приводит к пылению свободного графита в процессе мешки пороха и снаряжения патронов на роторной линии.
Влага и ЭА в составе СФП выполняют роль технологических добавок. Уменьшение влаги менее 0,2 мас.% и ЭА менее 0,1 мас.% связано с дополнительными трудозатратами в процессе отгонки растворителя и сушки пороха, а увеличение влаги и ЭА более 0,9 и 0,9 мас.%, соответственно, связано с увеличением массы порохового заряда и снижением скорости полета пуль.
Пироксилин 1 Пл с объемной концентрацией оксида азота 213,0…214,0 мл NO/г в составе СФП выполняет роль энергетической и структурирующей основы. Уменьшение содержания оксида азота менее 212 мл NO/г приводит к увеличению массы порохового заряда и, как следствие, к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия. Увеличение оксида азота более 214 мл NO/г улучшает баллистические характеристики СФП, однако изготовление пироксилина 1 Пл с содержанием азота более 214 мл NO/г связано с технологическими трудностями.
В таблице приведены характеристики разработанного состава СФП для зарядов к 5,45 мм патронам, выполненного в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5), а также по известному способу.
По техническим условиям требования для заряда к 5,45 мм патрону: масса заряда - 1,37…1,45 г; средняя скорость полета пуль - 880±5 м/с; разброс скорости полета пуль - не более 25 м/с; максимальное давление пороховых газов: среднее - не более 284,3 МПа, наибольшее - не более 299,0 МПа.
Физико-химические и баллистические характеристики изготовленных образцов пороха | ||||||
Наименование показателя | Пример (Пр.№1) | Пр. №2 | Пр. №3 | Пр. №4 | Пр. №5 | По известному способу |
Состав, мас.%: | ||||||
Нитроглицерин | 10,5 | 12,0 | 13,5 | 8,5 | 15,0 | 12,0 |
Централит I | 4,0 | 4,9 | 5,8 | 3,5 | 6,0 | 4,0 |
Централит II | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,1 | 0,5 | 0,3 |
Динитротолуол | 1,3 | 1,8 | 2,3 | 1,0 | 2,6 | 2,0 |
Дифениламин | 0,5 | 0,8 | 1,1 | 0,4 | 1,2 | 0,8 |
Этилацетат | 0,1 | 0,5 | 0,9 | 0,1 | 1,0 | 0,6 |
Графит | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,5 | 0,35 | 0,2 |
Влага | 0,2 | 0,55 | 0,9 | 0,1 | 1,0 | 0,7 |
Пироксилин 1 Пл с содержанием оксида азота 213,0…214,0 мл NO/г | 213,0 | 213,5 | 214,0 | 212,0 | 214,0 | - |
Пироксилин 1 Пл с содержанием оксида азота 212,0…212,6 мл NO/г, мас.% | - | - | - | - | - | 80,0 |
Коллоксилин «НХ», мас.% | - | - | - | - | - | 20,0 |
Насыпная плотность, кг/дм3 | 0,985 | 0,986 | 0,985 | 0,971 | 0,990 | 0,978 |
Химическая стойкость, мм рт.ст. | 29 | 29 | 29 | 29 | 29 | 29 |
Пористость, % | 4,0 | 4,2 | 4,0 | 8,0 | 9,0 | 10,0 |
Баллистические характеристики: | ||||||
Масса заряда, г | 1,41 | 1,41 | 1,41 | 1,40 | 1,42 | 1,40 |
Средняя скорость полета пуль, м/с | 882 | 881 | 883 | 879 | 870 | 880 |
Среднее отклонение скорости полета пуль, м/с | 20 | 21 | 22 | 25 | 26 | 26 |
Максимальное давление пороховых газов в баллистической группе, МПа: | ||||||
Среднее | 275,5 | 276,5 | 275,0 | 282,4 | 283,3 | 283,3 |
Наибольшее | 289,2 | 288,2 | 287,7 | 298,0 | 300,0 | 295,1 |
Из приведенных результатов таблицы видно, что по разработанному авторами составу (примеры 1…3) полученный СФП имеет стабильные баллистические характеристики по скорости полета пуль и по давлению пороховых газов в канале ствола оружия. За пределами граничных условий (примеры 4, 5) баллистические показатели не удовлетворяют как по скорости полета пуль, так и по давлению пороховых газов в канале ствола оружия. По известному способу (пример 6) получаемый СФП не удовлетворяет по разбросу скорости полета пуль и по давлению пороховых газов в канале ствола оружия.
Литература
1. Патент США №2843584.
2. Патент США №3378545.
3. Патент RU 2254312, С06В 25/24, опубл.20.06.2005.
Сферический порох для зарядов к 5,45 мм патронам, включающий нитроцеллюлозу, нитроглицерин, централит I, дифениламин, этилацетат и влагу, отличающийся тем, что сферический порох дополнительно содержит динитротолуол, централит II, графит, а в качестве нитроцеллюлозы содержит пироксилин 1 Пл при следующем соотношении компонентов, мас.%:
нитроглицерин | 10,5-13,5 |
централит I | 4,0-5,8 |
централит II | 0,2-0,4 |
динитротолуол | 1,3-2,3 |
дифениламин | 0,5-1,1 |
этилацетат | 0,1-0,9 |
графит | 0,1-0,3 |
влага | 0,2-0,9 |
пироксилин 1 Пл с объемной | |
концентрацией оксида азота | |
213,0-214,0 мл NO/г | остальное |