ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ УДАРНЫЙ ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПАТРОНОВ КОЛЬЦЕВОГО ВОСПЛАМЕНЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК C06B25/06 C06B35/00 

Изобретение относится к области патронного производства, а именно к ударным пиротехническим составам для капсюлей-воспламенителей патронов бокового боя.

В настоящее время во всем мире уделяется большое внимание вопросам экологии производства и применения изделий новых разработок.

Это в значительной степени относится и к патронам стрелкового оружия, при стрельбе которыми образуются вредные для человека и окружающей среды продукты.

Данная задача особо актуальна при стрельбе в закрытых помещениях на тренировках, соревнованиях в тирах и проведении строительно-монтажных работ с использованием строительно-монтажных патронов.

В настоящее время известны и широко используются ударные воспламенительные составы (далее УВС), в которые входят: гремучая ртуть, хлорат калия и антимоний [1]; тринитрорезорцинат свинца, азотнокислый барий, тетразен и антимоний [2].

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

Общим недостатком штатных, известных УВС является большое количество в их составах химических соединений тяжелых металлов ртути и свинца, которые по токсичности 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 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. Это подтверждается тем, что до настоящего времени ни один из этих составов не принят в производство.

Например, состав по патенту США [4] содержит (мас.%): диазодинитрофенол - 40, тетразен - 10, двуокись марганца - 30, стекло - 20.

Недостатком данного состава является низкая сила, невысокая температура горения, что не позволяет получить стабильное воспламенение зарядов и требуемые баллистические характеристики патронов.

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

В настоящее время разработан отечественный состав, не содержащий тяжелых металлов [5].

Данный состав содержит (мас.%): диазодинитрофенол 70-20, калиевая соль азидодинитрофенола 5-15, инертный сенсибилизатор 15-35.

Недостатком данного состава, выбранного в качестве прототипа, является недостаточная стабильность характеристик в процессе хранения УВС или капсюля-воспламенителя (KB), связанная с пониженной стойкостью калиевой соли азидодинитрофенола (КАДНФ). Кроме этого, КАДНФ в больших количествах обладает повышенной чувствительностью к внешним воздействиям по сравнению со штатными компонентами, что также осложняет использование УВС прототипа, приготовляемого по существующей технологии, принятой на заводах отрасли.

При разработке предлагаемого УВС решались задачи экологической чистоты продуктов его сгорания, отсутствие оржавляющего действия на ствол, обеспечения достаточной чувствительности к удару и необходимой воспламенительной способностью, обеспечивающей безотказное воспламенение порохового заряда без затяжных выстрелов с получением нормальных баллистических данных (P_max и V₀), также стойкости и относительной безопасности УВС.

Поставленная цель достигается тем, что в состав, содержащий тетразен, инертный сенсибилизатор, введены динитробензофуроксинат калия и одноосновный стифнат калия, при этом компоненты взяты в следующем процентом содержании (мас.%):
Динитробензофуроксинат калия - 45-30
Одноосновный стифнат калия - 35-40
Тетразен - 4-6
Инертный сенсибилизатор - 16-24
Отличительными признаками предложенного УВС является введение в состав взрывчатой составляющей композиции динитробензофуроксината калия, одноосновного стифната калия и новый весовой состав УВС.

По мнению авторов, предложенная совокупность признаков соответствует критерию уровня изобретательского творчества, так как в совокупности обеспечивается достижение технического результата, не являющегося функцией конкретного признака.

К описанию приложены таблицы 1-3, в которых:
в таблице 1 приведены термодинамические характеристики и составы продуктов горения предлагаемого УВС и прототипа;
в таблице 2 представлены результаты баллистических испытаний 5,6 мм спортивных патронов кольцевого воспламенения с новым УВС, со штатным УВС и с УВС-прототипом;
в таблице 3 показаны экспериментальные данные по чувствительности к удару капсюлей с опытными УВС и результаты баллистических испытаний УВС с различными количественными весовыми соотношениями ингредиентов.

Технология изготовления предложенного УВС не отличается от технологии изготовления УВС к штатным патронам стрелкового оружия [2].

Получение одноосновного стифната калия проводят по известной технологии [6].

Получение динитробензофуроксината калия было освоено на заводе отрасли по следующей схеме:
1. Динитробензофуроксан (ДНБФ) + NaHCO₃ ---> NaДНБФ
2. NaДНБФ + KNO₃ ---> (t = 60-80^oC) промывка ---> фильтрация ---> сушка ---> отсев.

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

Затем навески состава засыпают в гильзу патрона кольцевого воспламенения и запрессовывают при удельном давлении 800 - 1700 кгс/см².

Для подтверждения возможности получения требуемых технических характеристик были проведены термодинамические расчеты нового УВС и его прототипа, а также определены составы их продуктов сгорания. Результаты расчетов приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что новый УВС и его прототип не содержат вредных для экологии элементов. Однако сила и температура горения нового состава выше, чем у прототипа. Этим обстоятельством можно объяснить более высокие и стабильные результаты баллистических испытаний, приведенных в таблице 2. При этом необходимо добавить, что новый УВС более технологичен и безопасен в производстве, а также существенно стабильней при длительном хранении КВ.

В таблице 3 приведены два варианта предложенного УВС и результаты их испытаний на чувствительность и баллистику.

Из таблицы 3 видно, что УВС в предлагаемых границах массового содержания компонентов удовлетворяет требованиям ТУ на 5,6-мм патрон кольцевого воспламенения "ОЛИМП".

Изменение массового состава компонентов нового УВС за предлагаемые пределы повлечет получение нестабильных, неудовлетворяющих требованиям ТУ баллистических характеристик выстрелов, а также неудовлетворительные характеристики по чувствительности к удару.

Таким образом, предлагаемый УВС для патронов кольцевого воспламенения обоснован и отвечает новым повышенным требованиям к УВС.

В настоящее время патроны с новым УВС находятся в стадии промышленного освоения. Прорабатывается возможность патентования изобретения в ряде стран.

Библиографические данные
1. Бубнов П.Ф., Сухов И.П. Средства инициирования. ОБОРОНГИЗ, 1945, с. 162.

2. Карпов П.П. Средства инициирования. - М., 1945, с. 128.

3. Вредные вещества в промышленности (справочник)./ Под редакцией Н.В. Лазарева и И.Д. Гадаскиной, Т.3. - Л.: Химия, 1977, с. 608.

4. Патент США N 4675059, НКИ.

5. Патент РФ N 2086523, 6 C 06 B 25/04, 35/00.

6. Багал Л.И. Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ. - М., 1975, с. 456.

Изобретение относится к ударным пиротехническим составам, используемым в патронах кольцевого воспламенения, например спортивно-охотничьих патронах. Состав содержит динитробензофуроксинат калия, одноосновный стифнат калия, тетразен и инертный сенсибилизатор. Состав обладает хорошей стойкостью и относительной безопасностью в производстве. При сгорании состава не образуется вредных для окружающей среды и человека продуктов. Это позволяет использовать патроны в закрытых помещениях. Наиболее целесообразная область применения предлагаемого УВС - патроны стрелкового оружия. 3 табл.

Пиротехнический ударный воспламенительный состав для патронов кольцевого воспламенения, содержащий тетразен и инертный сенсибилизатор, отличающийся тем, что в него дополнительно введены динитробензофуроксинат калия и одноосновный стифнат калия, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Динитробензофуроксинат калия - 45 - 30
Одноосновный стифнат калия - 35 - 40
Тетразен - 4 - 6
Инертный сенсибилизатор - 16 - 24