Сферический пироксилиновый порох для 5,6 мм спортивного тренировочного патрона кольцевого воспламенения
Владельцы патента RU 2493140:
Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") (RU)
Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Сферический порох включает дифениламин, углерод и графит, этилацетат и влагу, а в качестве энергетической и структурирующей основы порох содержит смесь пироксилина с содержанием оксида азота 212,5-213,5 мл NO/г и пироксилина с содержанием оксида азота 209,0-210,5 мл NO/г. Изобретение обеспечивает повышение стабильности баллистических характеристик сферического пироксилинового пороха для 5,6 мм спортивных тренировочных патронов кольцевого воспламенения «Матч», «Биатлон» и «Стандарт» и снижение себестоимости сферического пироксилинового пороха на его изготовление. 1 табл., 5 пр.
Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.
В патентах США [1, 2] представлены 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 то, что полученные пороха не обеспечивают баллистические характеристики в 5,6 мм спортивном тренировочном патроне 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 - 0,3…0,8; этилацетат (ЭА) - 0,3…0,9; влага - 0,3…0,6; пироксилин с содержанием оксида азота не менее 213 мл NO/г - остальное.
Недостатком данного СФП является то, применение его в 5,6 мм спортивных тренировочных патронах «Матч», «Биатлон» и «Стандарт» не обеспечиваются стабильные баллистические характеристики, кроме того, приведенный СФП имеет высокую себестоимость.
Целью изобретения является повышение стабильности баллистических характеристик сферического пироксилинового пороха для 5,6 мм спортивных тренировочных патронов кольцевого воспламенения «Матч», «Биатлон» и «Стандарт» и снижение себестоимости сферического пироксилинового пороха на его изготовление.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве энергетической и структурирующей основы в составе пороха используется смесь пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г и пироксилина с содержанием оксида азота 209,0…210,5 мл NO/г, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- дифениламин - 0,4…0,8
- углерод и графит - 0,3…0,7
- этилацетат - 0,2…1,0
- влага - 0,3…0,9
- пироксилин с содержанием
оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г - 60…80
- пироксилин с содержанием
оксида азота 209,0…210,5 мл NO/г - остальное.
Требования баллистических характеристик 5,6 мм спортивных тренировочных патронов кольцевого воспламенения «Матч», «Биатлон» и «Стандарт»: масса пули 2,58…2,60 г, масса порохового заряда - 0,070…0,090 г, средняя скорость полета пули на расстоянии 10 м от дульного среза - 315…325 м/с, разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пуль - не более 15 м/с, максимальное давление пороховых газов, МПа: среднее - не менее 88,2, наибольшее - не более 122,5, разность между наибольшим и наименьшим значениями давления пороховых газов - не более 14,7.
Авторами установлено, что применение смеси пироксилина с различным содержанием оксида азота в отношении: 60…80 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г и 20…40 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 209,0…210,5 мл NO/г способствует получению СФП с равномерно распределенной пористостью. Это обеспечивает стабильное горение порохового заряда при заданной навеске, что в итоге обеспечивает заданную скорость полета пули и разброс скорости полета пуль между максимальным и минимальным значениями.
Увеличение пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г более 80 мас.% и уменьшение пироксилина 209,0…210,5 мл NO/г менее 20 мас.% приводит к увеличению разброса давлений пороховых газов между максимальным и минимальным значениями, а уменьшение пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г менее 60 мас.% и увеличение пироксилина с содержанием оксида азота 209,0…210,5 мл NO/г более 40 мас.% приводит к увеличению массы порохового заряда и увеличению разброса скорости полета пуль между максимальным и минимальным значениями.
Дифениламин в составе СФП в количестве 0,4…0,8 мас.% выполняет роль стабилизатора химической стойкости. Уменьшение ДФА менее 0,4 мас.% снижает химическую стойкость СФП, а увеличение ДФА в составе пороха более 0,8 мас.% приводит к снижению энергетики пороха и, как следствие, к увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета пули.
Углерод и графит в составе СФП в пределах 0,3…0,7 мас.% выполняют роль катализатора горения. При уменьшении углерода и графита менее 0,3 мас.% эффект катализатора горения снижается, а увеличение углерода и графита в составе СФП более 0,7 мас.% приводит к снижению энергетики пороха.
Этилацетат и влага в составе СФП выполняют роль технологических добавок. Снижение ЭА менее 0,2 мас.% и влаги менее 0,3 мас.% связано с технологическими трудностями, а увеличение ЭА более 1,0 мас.% и влаги более 0,9 мас.% приводит к снижению энергетических характеристик пороха, повышению массы порохового заряда и снижению скорости полета пули.
Насыпная плотность СФП является основной характеристикой, определяющей скорость горения. Снижение насыпной плотности менее 0,64 кг/дм3 приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия, а увеличение насыпной плотности более 0,74 кг/дм приводит к увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета пули.
В таблице приведены характеристики разработанного авторами состава сферического пороха для 5,6 мм спортивного тренировочного патрона кольцевого воспламенения в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5).
| Таблица | |||||
| Физико-химические и баллистические характеристики 5,6 мм спортивного тренировочного патрона кольцевого воспламенения | |||||
| Пример (Пр.№1) | |||||
| Наименование показателей | Пр.№2 | Пр.№3 | Пр.№4 | Пр.№5 | |
| Содержание в пороховом заряде пироксилина с оксидом азота 212,5…213,5 мл NO/г, мас.% | 60 | 70 | 80 | 40 | 90 |
| Содержание в пороховом заряде пироксилина с оксидом азота 209,0…210,5 мл NO/г, мас.% | 40 | 30 | 20 | 60 | 10 |
| Содержание ДФА в пороховом заряде, мас.% | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 0,2 | 1,0 |
| Содержание углерода и графита, мас.% | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,2 | 0,9 |
| Содержание ЭА, мас.% | 0,2 | 0,6 | 1,0 | 0,2 | 1,5 |
| Содержание влаги, мас.% | 0,3 | 0,6 | 0,9 | 0,3 | 1,2 |
| Насыпная плотность, кг/дм3 | 0,64 | 0,67 | 0,74 | 0,5 | 0,9 |
| Баллистические характеристики | |||||
| - масса пули, г | 2,58 | 2,59 | 2,60 | 2,58 | 2,60 |
| - масса заряда, г | 0,08 | 0,081 | 0,081 | 0,079 | 0,10 |
| - скорость полета пули, м/с | 322 | 324 | 321 | 315 | 300 |
| - Разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пули, м/с | 7 | 8 | 10 | 15 | 18 |
| Максимальное давление пороховых газов, МПа | |||||
| - среднее | 95,1 | 107,8 | 97,1 | 123,5 | 107,8 |
| - наибольшее | 107,8 | 112,7 | 102,9 | 128,4 | 122,5 |
| - Разность между наибольшим и наименьшим значениями давления пороховых газов, МПа | 6,8 | 7,8 | 9,8 | 14,7 | 16,6 |
Из приведенных данных таблицы видно, что разработанный авторами сферический порох для 5,6 мм спортивного тренировочного патрона кольцевого воспламенения в пределах граничных условий (примеры 1…3) удовлетворяет всем требованиям по баллистическим характеристикам, а за пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный СФП не удовлетворяет баллистическим характеристикам как по разбросу скорости полета пули, так и по разбросу давления пороховых газов в канале ствола оружия. Следует также отметить, что себестоимость СФП, разработанного авторами, ~на 30% дешевле по сравнению с ранее разработанными аналогами.
Литература
1. Патент США №2843584.
2. Патент США №3378545.
3. Патент РФ №1808191 (С06В 25/22).
Сферический пироксилиновый порох для зарядов к 5,6 мм спортивному тренировочному патрону кольцевого воспламенения, включающий пироксилин, дифениламин, углерод и графит, этилацетат и влагу, отличающийся тем, что в качестве энергетической и структурирующей основы в составе пороха используют смесь пироксилина с содержанием оксида азота 212,5-213,5 мл NO/г и пироксилина с содержанием оксида азота 209,0-210,5 мл NO/г при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| дифениламин | 0,4-0,8 |
| углерод и графит | 0,3-0,7 |
| этилацетат | 0,2-1,0 |
| влага | 0,3-0,9 |
| пироксилин с содержанием | |
| оксида азота 212,5-213,5 мл NO/г | 60-80 |
| пироксилин с содержанием | |
| оксида азота 209,0-210,5 мл NO/г | остальное |
