ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ УДАРНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ КАПСЮЛЕЙ-ВОСПЛАМЕНИТЕЛЕЙ ЦЕНТРАЛЬНОГО БОЯ К ПАТРОНАМ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ Российский патент 1998 года по МПК C06B25/06 

Изобретение относится к патронному производству, а именно к ударным пиротехническим составам для капсюлей-воспламенителей центрального боя патронов стрелкового оружия.

В настоящее время перед разработчиками патронов так же, как и в других областях техники, поставлена задача об улучшении экологии, существенного уменьшения вредных для человека и окружающей среды продуктов, возникающих при стрельбе.

Данная задача особо актуальна при стрельбе в зкрытых помещениях на тренировках и соревнованиях в тирах.

Известен и в настоящее время широкого используется ударный воспламенительный состав (далее УВС), в который входят гремучая ртуть, бертолева соли и антимоний (Горст А.Г. Пороха и взрывчатые вещества. М.: Оборонгиз, 1949, с. 127).

Недостатком этого состава является высокое оржавляющее действие продуктов сгорания УВС на ствол оружия.

Общим недостатком известных УВС является наличие в их составах химических соединений тяжелых металлов ртути и свинца, которые по токсичности во много раз превышают требования предельно допустимых коцентраций (ПДК) при стрельбе в закрытых помещениях для элементов и их соединений, образующихся при горении УВС (Вредные вещества в промышленности. Справочник /Под ред. Лазарева Н.В. и Гадаскиной И.Д., т. 3, Л.: Химия. 1977. с. 608).

Известен ряд зарубежных работ и патентов, в которых предлагаются относительно экологически чистые УВС на основе диазодинитрофенола, однако анализ этих составов показал, что они имеют ряд существенных недостатков и неудовлетворительную стабильность воспламенения.

Состав по US патенту 4675059 C 06 B 33/04, 1987 содержит, мас.%: диазодинитрофенол 40; тетразен 10; двуокись марганца 30; стекло 20.

Недостатком данного состава, выбранного в качестве прототипа, является низкая сила, невысокая температура горения, что не позволяет получить стабильное воспламенение зарядов и требуемые баллистические характеристики патронов с капсюлем-воспламенителем центрального боя.

Кроме того, содержание в составе MnO₂, обладающего удельным весом, значительно превосходящим удельные веса других компонентов, приводит к расслоению состава, изготавливаемого по используемой в отечественном производстве технологии, а следовательно, не обеспечивается надежная, стабильная работа капсюля-воспламенителя.

При разработке предлагаемого УВС решалась задача обеспечения экологичности продуктов его сгорания, отсутствия оржавляющего действия на ствол при одновременном повышении энергетических параметров КВ и баллистических характеристик выстрела.

Данная задача решена в предлагаемом УВС за счет того, что взрывчатая составляющая его включает диазодинитрофенол, однозамещенный стифнат калия и тетразен, а невзрывчатая - интерный сенсибилизатор, при этом компоненты взяты в следующем процентном содержании по массе:
Диазодинитрофенол - 40-60%
Однозамещенный стифнат калия - 40-5%
Тетразен - 5-10%
Инертный сенсибилизатор - 15-25%
Отличительными признаками предложенного УВС являются введение в состав взрвычатой составляющей композиции однозамещенного стифната калия и новый массовый состав УВС.

По мнению авторов предложенная совокупность соответствует критерию уровня изобретательского творчества, т.е. в совокупности обеспечивает достижения технического результата, не являющегося функцией конкретного признака.

В табл. 1 представлены результаты баллистических испытаний 9-миллиметровых патронов для пистолета Макарова со штатным КВ26 с предложенным УВС и требования чертежа (все патроны имели одинаковый пороховой заряд из пороха П-125-29/91 Т массой 0,24 г); в табл. 2 - термодинамические характеристики и составы продуктов горения предлагаемого УВС и прототипа; в табл. 3 - составы четырех вариантов УВС с различными количественными массовыми соотношениями ингредиентов; в табл. 4 - экспериментальные данные баллистических испытаний указанных четырех вариантов УВС в 9-миллиметровых пистолетных патронах при двух величинах их навесок в КВ (все заряды были из пороха П 125-29/91 Т массой 0,24 г); в табл. 5 - экспериментальные данные испытаний близкого к оптимальному варианту УВС на чувствительность к удару, влагостойкость и термостойкость.

Технология изготовления предложенного УВС не отличается от технологии изготовления УВС к штатным патронам стрелкового оружия (Карпов П. П. "Средства инициирования", М., 1945, с. 188).

По известной технологии проводят получение диазодинитрофенола и одназамещенного стифната калия (Багал Л. И. "Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ", М., 1975, с. 456).

Далее все компоненты в сухом виде перемешиваются в смесителе до получения однородной механической смеси.

Затем навеска состава засыпается в колпачок и запрессовывается при удельном давлении 800-1700 кгс/см². Сверху состав для предохранения от внешних воздействий закрывают металлической фольгой, у которой сторона, обращенная к УВС для лучшего сцепления с ним, залакирована щелочно-спиртовым лаком или его аналогом.

Дя проверки работоспособности и подтверждения более высоких технических характеристик были проведены баллистические испытания 9-миллиметровых пистолетных патронов с одинаковым пороховым зарядом, но с различными КВ.

Результаты испытаний приведены в табл. 1. Из табл. 1 видно, что при массе нового УВС, меньшей чем у УВС штатного, баллистические характеристики патрона удовлетворяют требованиям чертежа на 9-миллиметровый патрон к пистолету Макарова.

Повышение баллистических характеристик и улучшение воспламеняющей способности нового УВС в патронах с КВ центрального боя объясняется более высокими термодинамическими характеристиками нового УВС по сравнению с прототипом, что видно из табл. 2, в которой приведены термодинамические характеристики, а также составы продуктов горения УВС.

В табл. 3 приведены четыре варианта предложенного УВС, а в табл. 4 результаты их испытаний при двух уровнях масс УВС в КВ. Полученные результаты испытаний были аппроксимированы в математические модели (1-4), которые позволили адекватно описать процессы выстрела и обосновать допустимые параметры изменения компонентов в новом работоспособном УВС.

где X_i - кодированное значение:
1 - содержания диазодинитрофенола в УВС;
2 - содержания однозамещенного стефната калия в УВС;
3 - массы УВС в КВ.

Адекватность приведенных уравнений хорошо видна из табл. 4, где под знаком ^ приведены расчетные значения основных баллистических характеристик, которые можно сравнить с экспериментальными. Из табл. 4 видно, что расчетные характеристики практически совпадают с экспериментальными. Поэтому был проведен поиск границ предлагаемого УВС, которые обеспечивали требования чертежа на патрон по баллистическим характеристикам и разбросом (S_v10 и S_Pmax). При этом были приняты ограничения: S_v10 <7,8 m/c; S_Pmax <69 KGC/cm², что соответсвует допустимым требованиям по разбросам на основные характеристики 9-миллиметрового пистолетного патрона.

В результате поиска определены границы массового содержания компонентов предлагаемого УВС, в пределах которых новый УВС будет надежно работать в КВ центрального боя, обеспечивая стабильное воспламенение зарядов и получение требуемых баллистических характеристик. Изменение массового состава компонентов нового УВС за предлагаемые пределы повлечет получение нестабильных баллистических характеристик выстрелов и больших их разбросов.

Предложенный состав обеспечивает хорошую воспламеняющую способность, что дает малый разброс баллистических характеристик.

В табл. 5 приведены результаты испытаний нового УВС на чувствительность, влагостойкость и термостойкость. Из табл. 5 видно, что новый УВС по данным параметрам соответствует предъявляемым требованиям.

В настоящее время КВ центрального боя на основе нового УВС находятся в стадии промышленного освоения.

Прорабатывается возможность патентования изобретения в ряде стран.

Изобретение относится к патронам стрелкового оружия, а именно к ударным пиротехническим составам, используемым в капсюлях-воспламенителях центрального боя. Состав содержит ингредиенты, которые при сгорании образуют продукты экологически чистые, позволяющие использовать патроны в закрытых помещениях (тирах) без вредного воздействия на организм стрелка и окружающую среду. Взрывчатая составляющая содержит диазодинитрофенол, однозамещенный стифнат калия и тетразен, а инертная - сенсибилизатор. Компоненты взяты в заданном процентном соотношении по массе. Отличительными признаками предложенного состава являются введение в состав однозамещенного стифната калия и новое процентное соотношение. Кроме указанного эффекта по экологии данный состав обладает более высокими энергетическими характеристиками, а также повышенной стойкостью и увеличенными сроками хранения. 5 табл.

Пиротехнический ударный состав капсюлей-воспламенителей центрального боя к патронам стрелкового оружия, содержащий во взрывчатой составляющей тетразен и диазодинитрофенол, а в невзрывчатой - инертный сенсибилизатор, отличающийся тем, что во взрывчатую составляющую дополнительно введен однозамещенный стифнат калия, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:
Диазодинитрофенол - 40 - 60
Однозамещенный стифнат калия - 40 - 5
Тетразен - 5 - 10
Инертный сенсибилизатор - 15 - 25