ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ УДАРНЫЙ ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПАТРОНОВ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ Российский патент 1997 года по МПК C06B25/04 C06B35/00 

Изобретение относится к патронному производству, а именно, к ударным пиротехническим составам для капсюлей-воспламенителей патронов стрелкового оружия, в том числе для спортивно-охотничьих и строительно-монтажных патронов кольцевого воспламенения.

В настоящее время перед разработчиками патронов, так же, как и в других областях техники, поставлена задача улучшения экологии, существенного уменьшения вредных для человека и окружающей среды продуктов, возникающих при стрельбе без ухудшения энергетических и баллистических характеристик.

Данная задача особенно актуальна при стрельбе в закрытых помещениях, тирах, при использовании спортивно-охотничьих, строительных и других патронов.

Известен ударный воспламенительный состав (УВС) [1] в который входят гремучая ртуть, бертолетова соль и антимоний.

Недостатком данного состава являются усиленная коррозия ствола оружия и высокая токсичность ртути, образующейся в результате химической реакции, происходящей при сгорании состава. Причем коррозия и разрушение ствола происходят как вследствие осаждения металлической ртути на ствол, вызывающего микротрещины, так и из-за интенсивного взаимодействия сернистой кислоты и ионов хлора продуктов химических реакций, вызывающих соответственно разъедание и окисление железа.

Известен УВС [2] в котором за счет замены бертолетовой соли на азотнокислый барий, а гремучей ртути на смесь тетразена и тринитрорезорцината свинца достигнуто существенное снижение оржавляющего действия продуктов сгорания на ствол.

Недостатком данного УВС, выбранного в качестве прототипа, является наличие в его составе химических соединений свинца, которые по токсичности эквивалентны соединениям ртути, и во много раз превышают требования предельно допустимых концентраций (ПДК) при стрельбе в закрытых помещениях для элементов и их соединений, образующихся при горении УВС [3]
Известен УВС [4] выбранный в качестве прототипа как наиболее близкий к предлагаемому по химическому составу. Данный УВС не содержит при сгорании наиболее опасных для человека продуктов со свинцом и ртутью, однако наличие в его продуктах сгорания марганца не позволяет считать его экологически чистым.

Кроме того, двуокись марганца имеет плотность 5,03 г/см³, что значительно выше, чем у остальных компонентов смеси (диазодинитрофенол, тетразен, стекло) и приводит к расслаиванию состава и нестабильное его работе, а следовательно, к нестабильности внутрибаллистических характеристик. Кроме того, анализ данных по скоростям горения составляющих данного УВС показывает, что данный состав не обеспечивает современных требований по скорости горения, которую обеспечивают составы на основе, например, тринитрорезорцината свинца, что также снижает стабильность баллистических характеристик и может привести к затяжным выстрелам, что недопустимо в патронах стрелкового оружия.

При разработке предлагаемого УВС решалась задача существенного повышения энергетических и баллистических характеристик при одновременном улучшении влагоустойчивости УВС и экологичности продуктов его сгорания.

Данная задача решена в предлагаемом УВС за счет того, что он содержит диазодинитрофенол, калиевую соль азидодинитрофенола, тетразен и инертный сенсибилизатор керамику, при этом компоненты взяты в следующем процентном содержании по весу:
Диазодинитрофенол 70-20
Калиевая соль азидодинитрофенола 10-30
Тетразен 5-15
Инертный сенсибилизатор 15-35
Отличительными признаками предложенного УВС являются: введение в состав калиевой соли азидодинитрофенола, использование в качестве инертного сенсибилизатора керамики и новый весовой состав УВС.

Предложенная совокупность соответствует критерию уровня изобретательского творчества, так как в совокупности обеспечивает достижение технического результата, не являющегося функцией конкретного признака.

В табл. 1 приведены расчетные составы продуктов горения предлагаемого УВС, прототипа и УВС спортивного патрона "Темп"; в табл.2 приведены результаты сравнительных испытаний отечественного спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения "Темп", этого же патрона с новым УВС и этого же патрона с новым УВС и уменьшенной навеской порохового заряда (для идентичности баллистических характеристик); в табл.3 приведены составы трех вариантов УВС с различными количественными весовыми исполнениями ингредиентов; в табл.4 приведены экспериментальные данные испытаний вышеуказанных трех вариантов УВС на чувствительность к удару, влагостойкость и термостойкость, а также данные баллистических характеристик патронов на основе отечественного патрона "Темп" с данными УВС.

Технология изготовления предложенного УВС не отличается от технологии изготовления УВС существующих спортивно-охотничьих и монтажных патронов, в том числе и патрона "Темп".

По известной технологии проводят получение диазодинитрофенола и калиевой соли азидодинитрофенола. Далее все компоненты в сухом виде перемешиваются в смесителе до получения однородной механической смеси. Затем навеска состава засыпается в гильзы патронов кольцевого воспламенения и прессуется при удельном давлении 800-1500 кг/см².

Методами равновесной термодинамики для предложенного УВС, прототипа и спортивного патрона "Темп" были рассчитаны и определены экспериментально состав продуктов горения, а также сила и температура горения, приведенные в табл.1.

Из табл.1 видно, что предложенный УВС по сравнению с прототипом содержит гораздо меньше вредных для человека и окружающей среды продуктов горения.

Состав обладает в 2 раза меньшей плотностью и 2-2,5 раза большей силой, что является положительным фактором, влияющим на стабильность воспламенения порохового заряда и баллистические характеристики.

Для проверки работоспособности и подтверждения более высоких технических характеристик были проведены экспериментальные испытания на копре с замером чувствительности и определение внутрибаллистических характеристик на баллистической установке с записью кривой давления в стволе для трех патронов: отечественного патрона "Темп" кольцевого воспламенения, этого же патрона, но с новым УВС, и патрона с новым УВС и с уменьшенным пороховым зарядом.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Из табл. 2 видно, что при одинаковом пороховом заряде предлагаемый УВС обеспечивает более высокие и стабильные баллистические характеристики, а для достижения идентичных с патроном "Темп" баллистических характеристик необходимо уменьшение массы порохового заряда при сохранении адекватности закона горения и характеристик чувствительности.

Меньшее время воспламенения порохового заряда, обеспечиваемое предложенным УВС, положительный фактор стабильности выстрела и кучности стрельбы.

В табл.3 приведены три варианта предложенного УВС, а в табл.4 даны результаты испытаний их на чувствительность к удару, влагостойкость, термостойкость и баллистические характеристики на основе патрона "Темп" кольцевого воспламенения.

Из табл. 4 видно, что во всех вариантах обеспечиваются лучшие характеристики предложенного патрона (патрона с новым УВС) по сравнению с прототипом.

Испытания показали, что при уменьшении содержания диазодинитрофенола и калиевой соли азидодинитрофенола существенно снижаются воспламенительные свойства УВС, что недопустимо.

При увеличении содержания их более указанных в составе пределов существенно уменьшается чувствительность, что влечет за собой отказы в работе патронов.

При уменьшении тетразена в УВС менее указанного предела наблюдается снижение чувствительности более допустимого, а при увеличении тетразена более указанных пределов существенно снижаются воспламенительные качества УВС.

При уменьшении инертного сенсибилизатора (керамики с плотностью 1,5-2,5 г/см³), наблюдается снижение чувствительности до недопустимых пределов, а при увеличении данного компонента более указанных пределов существенно увеличивается технологическая взрывоопасность вначале, а далее при увеличении количества сенсибилизатора УВС становится неработоспособен.

В настоящее время патроны на основе нового УВС находится в стадии промышленного освоения.

Сущность изобретения: состав содержит (в мас.%): 20-70 диазодинитрофенола, 10-30 калиевой соли азидодинитрофенола, 5-15 тетразена, 15-35 керамики. Состав получают перемешиванием компонентов. 4 табл.

Пиротехнический ударный воспламенительный состав для патронов стрелкового оружия, содержащий диазодинитрофенол, тетразен и инертный сенсибилизатор, отличающийся тем, что в его состав введена калиевая соль азидодинитрофенола, а в качестве инертного сенсибилизатора взята керамика при следующем соотношении компонентов, мас.

Диазодинитрофенол 20 70
Калиевая соль азидодинитрофенола 10 30
Тетразен 5 15
Инертный сенсибилизатор 15 35е