Сферический пироксилиновый порох для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона кольцевого воспламенения

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, в частности для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона кольцевого воспламенения. Порох включает нитроцеллюлозу, дифениламин, дибутилфталат, технический углерод, графит, этилацетат и влагу. При этом в качестве нитроцеллюлозного сырья используют высокоазотный пироксилин от пироксилиновых мелкозерненых нефлегматизированных порохов с истекшим гарантийным сроком хранения. Изобретение обеспечивает высокую скорость полета пули (до 410 м/с) при меньшем разбросе по скоростям. 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 мелкозерненых пироксилиновых порохов (МЗПП) в водной среде с последующим растворением в растворителе, диспергировании порохового лака на сферические частицы и отгонке растворителя из них.

Недостатком этих способов является невозможность получения СФП для 5,6 мм патронов кольцевого воспламенения.

Наиболее близким техническим решением является сферический пироксилиновый порох для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона [3] (прототип), включающий, мас.%: динитротолуол (ДНТ) - 0,2…1,0; дифениламин (ДФА) - 0,4…0,8; технический углерод и графит в соотношении (2:1)…(6:1)-0,3…0,8; этилацетат (ЭА) - 0,3…0,9; влага - 0,3…0,6; нитроцеллюлоза с содержанием оксида азота не менее 213,0 мл NO/г - остальное.

Недостатком данного СФП является то, что при использовании в качестве сырья вместо пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота не менее 213,0 мл NO/г мелкозерненых пироксилиновых нефлегматизированных порохов с истекшими гарантийными сроками хранения баллистические характеристики пороха не соответствуют требованиям 5,6 мм патрона кольцевого воспламенения.

Целью изобретения является получение СФП для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона кольцевого воспламенения из мелкозерненых пироксилиновых нефлегматизированных порохов с истекшими гарантийными сроками хранения с повышенной скоростью полета пули. Известно, что при изготовлении мелкозерненых пироксилиновых порохов используют среднеазотный и высокоазотный пироксилин, при этом высокоазотный пироксилин содержит 209…210,5 мл NO/г оксида азота.

Задачей изобретения является получение сферического пироксилинового пороха для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона кольцевого воспламенения из нитроцеллюлозы, которая содержит пироксилин от пироксилиновых нефлегматизированных мелкозерненых порохов с истекшим гарантийным сроком хранения, обеспечивающего скорость полета пули до 410 м/с.

Технический результат достигается тем, что в качестве исходного сырья используют нитроцеллюлозу, которая содержит пироксилин от пироксилиновых нефлегматизированных мелкозерненых порохов с истекшим гарантийным сроком хранения марки ВТМ и дибутилфталат (ДБФ) при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

- дибутилфталат - 2,0…4,0;

- дифениламин - 0,2…0,3;

- технический углерод (сажа) и графит

в соотношении по массе (2:1)…(6:1) - 0,3…0,8;

- этилацетат - 0,6…1,5;

- влага - 0,3…0,8;

- нитроцеллюлоза с содержанием

оксида азота 209…210,5 мл NO/г - остальное.

Дибутилфталат в количестве 2,0…4,0 мас.% в составе СФП выполняет роль флегматизирующей добавки, обеспечивающей прогрессивность горения пороховых элементов. Использование ДБФ менее 2,0 мас.% приводит к снижению массы порохового заряда и увеличению давления пороховых газов в канале ствола оружия. В случае ввода ДБФ более 4,0 мас.% увеличивается масса порохового заряда и снижается скорость полета пули.

Дифениламин в составе пороха применяется в качестве стабилизатора химической стойкости. Использование ДФА в количестве менее 0,2 мас.% приводит к снижению химической стойкости пороха, а увеличение его более 0,3 мас.% приводит к снижению удельной теплоты сгорания.

Технический углерод (сажа) используется в составе пороха в качестве катализатора горения, графит применяется с целью снижения электризуемости и улучшения сыпучести. В составе пороха на практике можно определить только их суммарное количество. Использование их в количестве менее 0,3 мас.% снижает скорость горения пороховых элементов и ухудшает сыпучесть. Последнее обстоятельство снижает точность дозирования пороха в гильзу патрона на линии снаряжения. Увеличение суммарного содержания графита и сажи более 0,8 мас.% вызывает пыление пороха при выгрузке в мешки и дозировании в гильзу. Учитывая высокие теплопроводные свойства сажи, ввод ее в состав пороха способствует дополнительному улучшению электропроводных свойств.

Влага и ЭА в составе СФП выполняют роль технологических добавок. Уменьшение влаги менее 0,3 мас.% и ЭА менее 0,6 мас.% связано с дополнительными трудозатратами в процессе сушки, а увеличение влаги и ЭА более 0,8 и 1,5 мас.%, соответственно, увеличивает массу порохового заряда и повышает давление пороховых газов в канале ствола оружия.

Нитроцеллюлоза в составе СФП выполняет роль энергетической и структурной основы. Уменьшение содержания оксида азота менее 209 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 210,5 мл NO/г улучшает баллистические характеристики СФП, однако верхний предел содержания оксида азота в МЗПП с истекшими гарантийными сроками хранения ограничен его изготовлением.

В таблице приведены характеристики разработанного состава СФП, выполненного в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5).

Из приведенных результатов таблицы видно, что по разработанному составу (примеры 1…3) полученный СФП обеспечивает требуемые баллистические характеристики. За пределами граничных условий (примеры 4, 5) все баллистические показатели превышают требования технических условий на СФП, предназначенный для снаряжения 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона кольцевого воспламенения

Таким образом, разработанный авторами СФП позволяет использовать в качестве исходного сырья мелкозерненые высокоазотные нефлегматизированные пороха с истекшими гарантийными сроками хранения, обеспечивая более высокие скорости полета пули при меньшем разбросе по скоростям.

Физико-химические и баллистические характеристики изготовленных образцов пороха
Наименование показателя	Пример (Пр. №1)	Пр. №2	Пр. №3	Пр. №4	Пр. №5
Состав, мас %:
Нитроцеллюлоза	96,6	94,75	92,6	98,1	90,6
Дибутилфталат	2,0	3,0	4,0	1,0	5,0
Дифениламин	0,2	0,25	0,3	0,1	0,4
Этилацетат	0,6	1,0	1,5	0,4	2,0
Технический углерод (сажа) и	0,3	0,5	0,8	0,2	1,0
графит (соотношение)	2:1	5:1	6:1	1:0,8	8:1
Влага	0,3	0,5	0,8	0,2	1,0
Содержание оксида азота в нитроцеллюлозе, мл NO/г	209	210	210,5	208	210,5
Насыпная плотность, кг/дм3	0,672	0,670	0,668	0,660	0,674
Химическая стойкость, мм рт.ст.	22	22	22	22	22
Пористость, %	24	26	28	20	45
Баллистические характеристики
Масса заряда, г	0,10	0,12	0,16	0,08	0,17
Средняя скорость полета пули, м/с	385	410	408	360	340
Разброс скорости полета пули, м/с	12	16	8	24	38
Максимальное среднее давление пороховых газов, МПа	92,2	96,1	97,0	125,5	145,1
Максимальное наибольшее давление пороховых газов, МПа	120,6	123,5	115,7	145,1	147,1
Разность между наибольшим и наименьшим значением давления пороховых газов, МПа	18,6	17,6	18,8	35,3	23,5

Примечание. По техническим условиям масса заряда 0,10…0,16 г; скорость полета пули 385…405 м/с; разброс скорости полета пули - не более 18 м/с; максимальное давление пороховых газов: среднее - не менее 88,23 МПа, наибольшее - не более 127,45 МПа, разность между наибольшим и наименьшим значением давления пороховых газов - не более 19,6 МПа.

Литература

1. Патент США №2843584.

2. Патент США №3378545.

3. Патент РФ №1808191 (С06В 25/22).

Сферический пироксилиновый порох для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона кольцевого воспламенения, включающий нитроцеллюлозу, дифениламин, технический углерод, графит, этилацетат и влагу, отличающийся тем, что содержит дибутилфталат, в качестве нитроцеллюлозы содержит высокоазотный пироксилин от пироксилиновых мелкозерненных порохов с истекшим гарантийным сроком хранения при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

дибутилфталат	2,0-4,0
дифениламин	0,2-0,3
технический углерод (сажа) и графит
в соотношении по массе (2:1)-(6:1)	0,3-0,8
этилацетат	0,6-1,5
влага	0,3-0,8
нитроцеллюлоза с содержанием
оксида азота 209-210,5 мл NO/г	остальное