КАПСЮЛЬ-ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬ Российский патент 2003 года по МПК C06C7/00 C06B25/04 C06B41/00 

Изобретение относится к области патронного производства, а именно к капсюлям воспламенителям (KB) для патронов стрелкового оружия.

В настоящее время перед разработчиками стоит ряд новых задач по повышению надежности работы патронов в различных условиях, понижению опасности и улучшению экологической чистоты выстрела.

Решение этих задач в большой степени зависит от KB, примененного в патроне, и его ударно-воспламенительного состава (УВС).

Уже более ста лет производятся патроны с капсюлем-воспламенителем, содержащим гремучую ртуть [1] . Эти KB надежно воспламеняют пороховой заряд, обеспечивают его стабильное горение и удовлетворительные баллистические характеристики. Однако они имеют ряд недостатков, которые ухудшают качество патронов. К ним относятся высокое оржавляющее действие этих KB, сравнительно низкая термостойкость. Кроме этого, немалое значение приобрел и экологический фактор: дороговизна и дефицитность сырья (ртути и антимония-сульфида сурьмы Sb₂S₃). Ртуть и ее соединения относятся к вредным веществам с низкой предельно допустимой концентрацией, что также затрудняет производство УВС, и делают стрельбу с такими патронами KB опасной для здоровья. Применяемые KB с УВС на основе тринитрорезорцината свинца (ТНРС) [1] хоть и являются неоржавляющими, но их термостойкость и экологическая чистота совсем не лучше, чем у гремучих УВС. Кроме этого, УВС на основе ТНРС недостаточно устойчиво зажигают метательные заряды при отрицательных температурах. Поэтому в настоящее время актуальной стала задача создания нового термостойкого неоржавляющего KB с УВС на основе недефицитных компонентов и сырья без тяжелых металлов.

Известен ряд зарубежных работ и патентов, в которых предполагаются неоржавляющие УВС на основе диазодинитрофенола, однако анализ этих составов показал, что они имеют ряд существенных недостатков. Например, состав по патенту США [2] содержит (мас.%):
Диазодинитрофенол - 40
Тетразен - 10
Двуокись марганца - 30
Стекло - 20
Недостатком данного состава является невысокая термостойкость, невозможность его приготовления традиционным сухим методом.

Кроме того, двуокись марганца имеет плотность 5,03 г/см³, что значительно выше, чем у остальных компонентов смеси (диазодинитрофенол, тетразен, стекло), что может привести к расслаиванию УВС и к ухудшению стабильности баллистических характеристик.

Известен KB с УВС [3], выбранный в качестве прототипа, как наиболее близкий к предлагаемому. Данный УВС содержит (мас.%):
Тринитрозорцинат свинца - 60-75
Диазодинитрофенол - 20-10
Инертный сенсибилизатор - 20-15
Графит - 0,1-0,3 сверх 100
Аэросил - 0,05-0,08 сверх 100
Плотность заряжания этого капсюля-воспламенителя с указанным составом составила 0,56-0,85 г/см³. Этот KB показал хорошие результаты при проверке стабильности баллистических характеристик в диапазоне температур 15...50^oС, высокую термостойкость и влагостойкость, а также неоржавляемость выстрела.

Недостатком KB, выбранного в качестве прототипа, было заметно увеличенное время выстрела при отрицательных температурах. При температурах заряда минус 50^oС наблюдались затяжные выстрелы и осечки, что является недопустимым дефектом патронов стрелкового оружия. Кроме того, УВС в КВ-прототипе содержал в составе химические соединения свинца, которые по токсичности эквивалентны соединениям ртути и делают проблематичным применение данных KB в закрытых помещениях.

При разработке предлагаемого KB решались задачи улучшения стабильности баллистических характеристик и повышения надежности поджигания метательного заряда в диапазоне температур 50^oС...минус 50^oС при сохранении высокой термовлагостойкости, неоржавляемости и экологической чистоты КВ.

Технический результат достигается тем, что KB содержит колпачок с УВС из диазодинитрофенола, инертного сенсибилизатора, графита, аэросила, калиевой соли динитробензофураксана при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Диазодинитрофенол - 20-40
Калиевая соль динитробензофураксана - 30-70
Инертный сенсибилизатор - 15-25
Графит - 0,1-0,3 сверх 100
Аэросил - 0,05-0,08 сверх 100
При этом плотность заряжания ударного состава в капсюле составляет 0,33-0,55 г/см³.

В табл. 1...4 приведены результаты испытаний и экспериментальные данные.

В табл. 1 приведены результаты баллистических испытаний при температурах зарядов 20^oС, 50^oС и минус 50^oС 5,45•39 мм патрона с новыми KB и с КВ-прототипом.

В табл. 2 приведены замеры кривых P(t), записанных с помощью кварцевых пьезодатчиков в диапазоне температур 50^oС...минус 50^oС при стрельбе 5,45•39 мм патронами с новым KB и с КВ-прототипом.

В табл. 3 приведены характеристики выстрела 5,45•39 мм патрона с новым KB с различным содержанием калиевой соли динитробензофуроксана в УВС.

В табл. 4 показаны экспериментальные данные, полученные при стрельбе 5,45 мм патронами 5,45•39 с новым KB, имеющим различные плотности заряжания.

Технология изготовления предложенного KB не отличалась от технологии изготовления штатных KB [1] . По известным технологиям проводят получение диазодинитрофенола [4] и калиевой соли динитробензофуроксана.

Далее все компоненты перемешиваются до получения однородной механической смеси. Затем навески состава засыпают в колпачок KB и запрессовывают при удельном давлении 800-1700 кгс/см² в KB центрального боя, для предохранения от внешних воздействий сверху состав закрывают металлической фольгой или бумажным кружком.

Преимущества нового KB перед прототипом видны из табл. 1...2, в которых представлены результаты сравнительных баллистических испытаний и результаты обработки кривых P(t), полученных при стрельбе 5,45•39мм патронами в диапазоне температур 50^oС...минус 50^oС.

Из табл. 1 видно, что скорости пуль при стрельбе патронами с новыми KB выше, чем с KB-прототипом. Разбросы V₂₅ и Р_max у патронов с новым KB меньше. Меньше и изменение V₂₅ и Р_max в диапазоне температур 50^oС...минус 50^oС.

Из табл. 2 видно, что время воспламенения порохового заряда, время достижения Р_max и время выстрела у нового KB меньше, чем у КВ-прототипа, и меньше их разбросы. При этом необходимо отметить, что при температуре заряда минус 50^oС новый KB обеспечивает надежную работу выстрела, а при использовании КВ-прототипа наблюдались 4 затяжных выстрела из 10 зачетных.

Из табл. 3 видно, что изменение содержания калиевой соли динитробензофуроксана за предлагаемые пределы приводит к ухудшению баллистических характеристик и к увеличению времени выстрела.

Из табл. 4 видно, что изменение плотности заряжания KB за предлагаемые границы приводит или к ухудшению баллистических характеристик при уменьшении плотности заряжания, или к появлению пробитий KB при увеличении плотности заряжания.

Пределы содержания инертного сенсибилизатора обоснованы чувствительностью КВ. При содержании сенсибилизатора меньше 15% наблюдаются осечки и несрабатывание KB при падении стандартного груза с верхнего предела. При увеличении сенсибилизатора выше 25% чувствительность KB становится очень высокой (опасной), а энергетические характеристики уменьшаются, что приводит к ухудшению его воспламенительной способности.

Таким образом, предлагаемый KB для патронов стрелкового оружия обоснован и отвечает новым повышенным требованиям к КВ.

Достигнутым техническим результатом является разработка неоржавляющего термовлагостойкого экологически чистого KB, обеспечивающего надежную работу патронов в диапазоне температур 50^oС...минус 50^oС и получение стабильных баллистических характеристик с меньшими разбросами по сравнению с существующими КВ.

Библиографические данные
1. П.П. Карпов "Средства инициирования", Москва, 1945г., стр.128.

2. Патент США 4675059, 23.06.87.

3. Патент РФ 2175652, 10.11.01.

4. Патент РФ 2151134.

Изобретение относится к патронному производству, а именно к капсюлям-воспламенителям (КВ). Предлагается КВ для патрона стрелкового оружия, содержащий колпачок с ударным составом, состоящим из компонентов: диазонитрофенол, калиевая соль динитробензофуроксана, инертный сенсибилизатор, графит и аэросил. Плотность заряжания капсюля воспламенителя может составлять 0,33-0,55 г/см³. Изобретение направлено на создание КВ, позволяющего улучшить экологию выстрела, надежность работы патрона в диапазоне температур 50 ... - 50^oС и получить стабильные баллистические характеристики. 1 з.п.ф-лы, 4 табл.

1. Капсюль-воспламенитель для патрона стрелкового оружия, содержащий колпачок с ударным составом из диазодинитрофенола, инертного сенсибилизатора, графита, аэросила, отличающийся тем, что ударный состав дополнительно содержит калиевую соль динитробензофуроксана при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Диазодинитрофенол - 20-40
Калиевая соль динитробензофуроксана - 30-70
Инертный сенсибилизатор - 15-25
Графит - 0,1-0,3 сверх 100%
Аэросил - 0,05-0,08 сверх 100%
2. Капсюль-воспламенитель по п. 1, отличающийся тем, что ударный состав заряжен с плотностью 0,33-0,55 г/см³.