Сферический пироксилиновый порох для 5,6-мм спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения
Владельцы патента RU 2581375:
Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") (RU)
Изобретение относится к сферическим порохам для стрелкового оружия. Сферический пироксилиновый порох для 5,6-мм спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения в качестве исходного сырья содержит пироксилин с содержанием оксида азота 213,0-214,0 мл NO/г и до 30 мас.% возвратно-технологических отходов от предшествующих операций, дифениламин, технический углерод, этилацетат и влагу. Пороховые элементы с размером 0,2-0,4 мм и с насыпной плотностью 0,62-0,72 кг/дм3 флегматизируют с поверхности дибутилфталатом на глубину 10-20 мкм и графитуют с поверхности графитом. Изобретение обеспечивает получение сферического пороха для 5,6 мм спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения со скоростью полета пули 485-500 м/с без повышения давления пороховых газов в канале ствола оружия и пламенности при выстреле. 1 табл., 5 пр.
Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения.
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 отгонки растворителя из них.
Недостатком этих способов является то, что по ним невозможно получение СФП для 5,6 мм спортивно-охотничьего патрона 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;
- пироксилин с содержанием оксида азота не менее 213 мл NO/г - остальное.
Приведенный в прототипе сферический порох для 5,6 мм спортивно-охотничьего патрона концевого воспламенения массой порохового заряда 0,10-0,16 г обеспечивает скорость полета пули 385-405 м/с при давлении пороховых газов, МПа: среднее - не менее 88,2; наибольшее - не более 127,5.
Дальнейшее повышение скорости полета пули невозможно из-за повышения давления пороховых газов в канале ствола, что связано с разрывом гильз и ограниченной вместимостью сферического пороха в гильзу.
Целью данного изобретения является получение сферического пороха, обеспечивающего в 5,6 мм спортивно-охотничьем патроне кольцевого воспламенения скорость полета пули 485-500 м/с без повышения давления пороховых газов в канале ствола оружия и пламенности при выстреле.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве энергетической и структурирующей основы используют пироксилин с содержанием оксида азота 213,0-214,0 мл NO/г и до 30 мас.% возвратно-технологических отходов от предшествующих операций, пороховые элементы с размером 0,2-0,4 мм и с насыпной плотностью 0,62-0,72 кг/дм3 флегматизируют с поверхности 3,5-5,0 мас.% дибутилфталата на глубину 10-20 мкм и графитуют с поверхности графитом 0,2-0,3 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- дифениламин - 0,4-0,8;
- дибутилфталат - 3,5-5,0;
- технический углерод - 0,2-0,5;
- графит - 0,2-0,3;
- этилацетат - 0,3-0,9;
- влага - 0,1-0,7;
- пироксилин с содержанием оксида азота 213,0-214,0 мл NO/г с возвратно-технологическими отходами от предшествующих операций до 30 мас.% - остальное.
Пироксилин с содержанием оксида азота 213,0-214,0 мл NO/г и возвратно-технологические отходы от предшествующих операций в количестве до 30 мас.% в составе сферического пороха выполняют роль энергетической и структурирующей основы. Снижение в пироксилине оксида азота менее 213,0 мл NO/г приводит к увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета пули, а увеличение содержания оксида азота более 214,0 мл NO/г приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия.
Пороховые элементы с размером 0,2-0,4 мм и с насыпной плотностью 0,62-0,72 кг/дм3 обеспечивают стабильные баллистические характеристики. Уменьшение пороховых элементов менее 0,2 мм и насыпной плотности менее 0,62 кг/дм3 приводит к резкому повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия, а увеличение размера пороховых элементов более 0,4 мм и насыпной плотности более 0,72 кг/дм3 приводит к увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета пули из-за неполного сгорания порохового заряда в канале ствола оружия.
Для увеличения прогрессивности горения пороховые элементы флегматизируют с поверхности дибутилфталатом в количестве 3,5-5,0 мас.% на глубину 10-20 мкм. За счет этого снижается давление пороховых газов в канале ствола оружия и повышается скорость полета пули. Снижение дибутилфталата менее 3,5 мас.% и глубины флегматизированного слоя менее 10 мкм приводит к увеличению давления пороховых газов в канале ствола оружия, а увеличение дибутилфталата более 5,0 мас.% и глубины флегматизированного слоя более 20 мкм приводит к увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета пули. Пороховые элементы с поверхности покрывают 0,2-0,3 мас.% графита для улучшения сыпучести и снятия статического электричества. Уменьшение графита менее 0,2 мас.% приводит к снижению сыпучести пороха и накоплению статического электричества на поверхности сферических частиц. Увеличение графита более 0,3 мас.% приводит к пылению графита в процессе мешки и снаряжения патронов.
Технический углерод в количестве 0,2-0,5 мас.% в составе пороха выполняет роль катализатора горения. Уменьшение технического углерода менее 0,2 мас.% в составе сферического пороха снижает скорость горения пороховых элементов, а увеличение технического углерода более 0,5 мас.% дальнейшего эффекта по скорости горения пороховых элементов не дает.
Дифениламин в составе СФП в количестве 0,4-0,8 мас.% используется как стабилизатор химической стойкости. Уменьшение ДФА менее 0,4 мас.% приводит к снижению химической стойкости пороха, а увеличение ДФА более 0,8 мас.% приводит к снижению энергетики самого пороха.
Влага и этилацетат в составе СФП выполняют роль технологических добавок. Уменьшение влаги менее 0,1 мас.% и ЭА менее 0,3 мас.% приводит к дополнительным трудозатратам при сушке пороха и отгонке растворителя из сферических элементов, а увеличение влаги в составе пороха более 0,7 мас.% и этилацетата более 0,9 мас.% приводит к увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета пули.
В таблице приведены характеристики разработанного состава сферического пороха для 5,6 мм спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения со скоростью полета пули 485…500 м/с, выполненного в пределах граничных условий (примеры 1-3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5).
Требуемые баллистические характеристики: масса порохового заряда 0,14-0,18 г, средняя скорость полета пули 485-500 м/с, разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пули - не более 20 м/с, давление пороховых газов МПа: наибольшее - не более 161,8; разность между наибольшим и наименьшим значениями давления пороховых газов - не более 19,6.
Из приведенных данных таблицы видно, что разработанный авторами состав сферического пороха для 5,6 мм патрона кольцевого воспламенения со скоростью полета пули 485-500 м/с в пределах граничных условий (примеры 1-3) удовлетворяет всем требованиям по баллистическим характеристикам. За пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный порох не удовлетворяет как по скорости полета пули, так и по давлению пороховых газов в канале ствола оружия.
Литература
1. Патент США №2843584.
2. Патент США №3378545.
3. Патент РФ №1808191 (С06В 25/22).
Сферический пироксилиновый порох для 5,6 мм спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения, включающий пироксилин, дифениламин, технический углерод, графит, этилацетат и влагу, отличающийся тем, что в качестве энергетической и структурирующей основы используют пироксилин с содержанием оксида азота 213,0-214,0 мл NO/г и до 30 мас.% возвратно-технологических отходов от предшествующих операций, пороховые элементы с размером 0,2-0,4 мм и с насыпной плотностью 0,62-0,72 кг/дм3 флегматизируют с поверхности 3,5-5,0 мас.% дибутилфталата на глубину 10-20 мкм и графитуют с поверхности графитом 0,2-0,3 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| дифениламин | 0,4-0,8 |
| дибутилфталат | 3,5-5,0 |
| технический углерод | 0,2-0,5 |
| графит | 0,2-0,3 |
| этилацетат | 0,3-0,9 |
| влага | 0,1-0,7 |
| пироксилин с содержанием оксида азота 213,0-214,0 мл NO/г | |
| с возвратно-технологическими отходами от предшествующих операций до 30 мас.% | остальное |
