ПАТРОН КОЛЬЦЕВОГО ВОСПЛАМЕНЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F42B5/00 C06B25/04 C06B25/34 

Изобретение относится к боеприпасам стрелкового оружия и строительно-монтажным патронам, а именно к патронам кольцевого воспламенения.

Известны патроны кольцевого воспламенения, например "Dominator" фирмы "Lapua" ("Лапуа"), в которых используются ударные составы, содержащие в качестве основы тринитрорезорцинат свинца (ТНРС), тетразен, свинец двуокись, сурьму трехсернистую, барий азотнокислый, а также стекло, кальций углекислый и, для связки, органические вещества, растворимые в горячей воде, в частности гуммиарабик [1]
Их недостатком, кроме дефицитности или полного отсутствия отечественной сырьевой базы для некоторых материалов (в частности гуммиарабика), является необходимость использования высококачественных металлов и сложных технологий. Фактически это выражается в формировании тонкостенного дна гильзы (со средней величиной не более 0,43 мм), в обеспечении строгой геометрической формы фланца гильзы (в особенности внутренней полости), определенных и стабильных его механических свойств для минимизации механической энергии, необходимой для обеспечения возбуждения горения состава и стабилизации параметров выстрела.

Известны также патроны кольцевого воспламенения, конструктивно основанные на отечественной сырьевой и технологической базе, необладающие строгими геометрическими формами внутренней полости фланца гильзы, стабильными механическими свойствами металла, имеющими утолщенную, в сравнении с вышеуказанными аналогами донную часть гильзы (средней величиной более 0,43 мм), которые выбраны в качестве прототипа.

Использованный здесь инициирующий состав содержит следующие ингредиенты, мас.

ТНРС 40
Тетразен 3
Барий азотнокислый 42
Свинец двуокись 5
Сурьма трехсернистая (антимоний) 10
Графит карандашный (сверх 100%) 0,2^oC03 [2]
Недостатком прототипа является низкая чувствительность к удару (бойка) и неудовлетворительная надежность срабатывания состава.

Энергия срабатывания состава составляет 0,21^oC0,25 Дж, что не дает возможность использовать эти патроны для стрельбы из высококлассных спортивных пистолетов с минимальной жестокостью боевой пружины (таких как "Вальтер", "Хамерли"). Другой существенный недостаток заключается в необходимости склеивать инициирующий состав лаком внутри гильзы патрона (как в прототипе) или иметь поверх его специальной пороховой пыж (как в других отечественных патронах кольцевого воспламенения) для предохранения от разрушения в процессе транспортирования и хранения в связи с низкой механической прочностью состава.

Целью изобретения является:
обеспечение высокой чувствительности к наколу бойка;
повышение надежности и стабильности воспламенения порохового заряда;
исключение необходимости склеивания инициирующего состава или его фиксирования пороховым пыжом.

Указанная цель достигается применением в патроне в инициирующем составе, содержащем ТНРС, тетразен, барий азотнокислый, свинец двуокись, сурьму трехсернистую, графит, фторопласта при следующем соотношении ингредиентов, мас.

ТРНС 30^oC45
Тетразен 3^oC8
Свинец двуокись 5^oC15
Сурьма трехсернистая (антимоний) 10^oC18
Магний углекислый 1^oC5
Фторопласт (например 32Л) 0,2^oC8
Графит (например карандашный) 0,05^oC0,30
Барий азотнокислый Остальное
В частном случае исполнения для достижения максимального положительного эффекта инициирующий состав дополнительно содержит магний углекислый в количестве 1,0^oC5,0 мас.

Взаимное трение частиц состава при прессовании в гильзу (патрона) снижается как введением в состав фторопласта (механическое трение), так и магния углекислого (электростатическое трение). Уменьшение трения (в особенности механического) позволяет получить более высокую плотность инициирующего состава за счет:
обеспечения более плотного зажимного прилегания частиц;
уменьшения необходимой удельной нагрузки прессования состава в гильзу;
повышения безопасности прессования.

Высокая плотность инициирующего состава, запрессованного во фланец гильзы, позволяет существенно локализовать зону своей упругопластической деформации, вызванной ударом байка. Это объясняется тем, что подлежащие слои инициирующего состава удерживают от перемещения верхние, подвергнутые механическому воздействию. При этом пространственный объем состава, в котором возникло сжатие, достаточное по величине для возбуждения процесса горения, резко уменьшается, а, следовательно, уменьшается и величина механической энергии, необходимой для обеспечения такого сжатия.

Кроме того, фторопласт выполняет функцию связующего компонента и, сам, являясь высокоэнергетичным горючим, стабилизирует процесс воспламенения и горения инициирующего состава, а, следовательно, порохового заряда; магний углекислый вследствие своего разложения (MgCo₃=MgO+CO₂) при срабатывании состава улучшает вынос раскаленных частиц, увеличивает форс пламени.

На чертеже представлен патрон кольцевого воспламенения.

Патрон кольцевого воспламенения состоит из гильзы 1, во фланец которой введен инициирующий состав 2, порохового заряда 3. Инициирующий состав состоит, например, из следующих ингредиентов, мас.

ТНРС 30^oC45
Тетразен 3^oC8
Свинец двуокись 5^oC15
Сурьма трехсернистая (антимоний) 10^oC18
Магний углекислый 1^oC5
Фторопласт (например 32Л) 0,2^oC0,8
Графит (например карандашный) 0,05^oC0,30
Барий азотнокислый Остальное
Пластичность состава 2 позволяет заполнить без дефектов (трещин, полостей и т. п.) внутреннюю полость фланца гильзы 1 и тем самым обеспечить высокую плотность и прочность даже в случае узкой полости (толстая стенка гильзы 1), нестрогой геометрической формы полости (являющейся следствием вытеснения металла из внутренней поверхности при формообразовании фланца).

При ударе бойка во фланец гильзы 1 происходит деформация последнего и соответствующее этому сжатие инициирующего состава 2. При этом в отличие от прототипа имеет место полное, плотное, прочное и бездефектное заполнение составом 2 внутренней полости фланца гильзы 1. Эти факторы обусловливают локализацию деформации состава 2, а, следовательно, меньшую механическую энергию, требуемую для возбуждения горения. Стабильная прессуемость и, как следствие, плотность обеспечивает постоянство параметров воспламенения и горения состава 2 и соответственно функционирования порохового заряда 3, а наличие магния углекислого и, в определенной степени, фторопласта сильный форс пламени.

Технология приготовления состава аналогична технологии, принятой в пиротехническом производстве патронной промышленности. Например, обрабатывают барий азотнокислый эмалью, содержащей 20%-ный раствор фторопласта в смеси ацетона и нормального бутилового спирта до состояния, пригодного для гранулирования, а затем гранулируют на сите с латунной сеткой N 014. Порученные гранулы (140 мкм) высушивают с сушилке до остаточной влаги не более 0,3 мас. Затем тринитрорезорцинат свинца, свинец двуокись, сурьму трехсернистую, магний углекислый и барий азотнокислый, обработанный фторопластом, смешивают на существующем оборудовании (в смесителе типа "улитка") до получения однородной по цвету массы.

Готовые составы были исследованы как в исходном состоянии, так и в патроне. Дозирование составов и капсюлирование методом прессования производились на существующем оборудовании в серийном производстве патронов стрелкового оружия с использованием латунных и стальных гильз патронов кольцевого воспламенения. Согласно опытных результатов фторопласт и магний углекислый проявляют одинаковые (хотя и разные по силе) свойства (введение фторопласта является предпочтительным), а их взаимное использование максимизирует положительный эффект. Эксперименты показывают (см. таблицу), что заявленное техническое решение обладает (в сравнении с прототипом) значительно более высокой чувствительностью к наклону бойка (0,18^oC0,19 Джвместо 0,21^oC0,25 Дж), плотностью инициирующего состава (3,7^oC3,9 г/см³ вместо 1,8^oC 2,4 г/см³), его механической прочностью при разрушении (28^oC29 мПа вместо 19^oC21 мПа) и воспламеняющей способностью, определяемой по расстоянию безотказного воспламенения петарды из дымного пороха (15^oC17 см вместо 10 см).

Кроме того, натурные испытания из различный видов образцов спортивных пистолетов при нормальных условиях, 50^oC и минус 30^oC также показали преимущество изобретения (полное отсутствие отказов и затяжных выстрелов) над прототипом (до 15% отказов и затяжных выстрелов).

Использование: боеприпасы стрелкового оружия и строительно-монтажные патроны. Сущность изобретения: патрон содержит гильзу, во фланце которой расположен инициирующий состав, содержащий, мвс.%: 30-45 тринитрорезорцината свинца, 3-8 тетразена, 5-15 двуокиси свинца, 10-18 трехсернистой сурьмы, 0,2-0,8 графита, азотнокислый барий - остальное. Состав может содержать дополнительно 1-5 мас. % углекислого магния. Патрон обладает высокой надежностью, обеспечивает стабильность воспламенения порохового заряда и высокую чувствительность к наклону бойка. 1 з. п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Патрон кольцевого воспламенения, включающий гильзу, во фланце которой расположен инициирующий состав, включающий тринитрорезорцинат свинца, трехсернистую сурьму, графит, отличающийся тем, что инициирующий состав дополнительно содержит фторопласт при следующем соотношении компонентов, мас.

Тринитрорезорцинат свинца 30,0 45,0
Тетразен 3,0 8,0
Двуокись свинца 5,0 15,0
Трехсернистая сурьма 10,0 18,0
Фторопласт 0,2 0,8
Графит 0,05 0,30
Барий азотнокислый Остальное
2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что инициирующий состав дополнительно содержит магний углекислый в количестве 1,0 5,0 мас.