КАПСЮЛЬ-ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬ ПАТРОНА СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ Российский патент 2010 года по МПК C06B25/04 C06B33/10 C06C7/00 

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

В настоящее время перед разработчиками патронов стоят задачи по разработке надежных неоржавляющих, термостойких и неотравляющих окружающую среду составов для капсюлей - воспламенителей.

Данная задача особо актуальна для увеличения ресурса стволов стрелкового оружия, надежности работы оружия в диапазоне температур от плюс 50 до минус 50°С и получения стабильных баллистических характеристик выстрела.

В настоящее время в большом количестве в России производятся патроны с KB, содержащими гремучую ртуть [1]. Имея удовлетворительные характеристики по надежности поджигания метательных пороховых зарядов и баллистические характеристик, эти KB, тем не менее, во многом не удовлетворили потребителей своим оржавляющим эффектом и сравнительно низкой термостойкостью. Кроме этого, в последнее время немалое значение приобрел и экономический фактор: дороговизна и дефицитность ставшего заграничным сырья (ртуть, антимоний).

Применяемые в зарубежных и отечественных боеприпасах ударные составы (УС) на основе тринитрорезорцината свинца (ТНРС) [2] хоть и являются неоржавляющими, но их термостойкость и ГСХ совсем не лучше, чем у гремучертутных УС. Корме того ТНРС содержит большое количество свинца, что загрязняет окружающую среду.

Поэтому в настоящее время насущной задачей стало создание нового термостойкого, неоржавляющего, экологически чистого состава на основе недефицитных компонентов и сырья.

Известен ряд зарубежных работ и патентов, в которых предлагаются неоржавляющие УС на основе диазодинитрофенола, однако анализ этих составов показал, что они имеют ряд существенных недостатков.

Например, состав по патенту США [3] содержит (мас.%):

Диазодинитрофенол 40

Тетразен 10

Двуокись марганца 30

Стекло 20

Недостатком данного состава является невысокая термостойкость и низкие термодинамические характеристики, что существенно влияет на баллистические характеристики патронов.

В настоящее время разработаны неоржавляющие экологически чистые отечественные составы [4] [5]:

Состав [4] содержит диазодинитрофенол 20-70 мас.%, каливую соль азидодинитрофенола 10-30 мас.%, тетразен 5-15 мас.% и керамику в качестве инертного сенсибилизатора 15-35 мас.%.

Наличие калиевой соли азидодинитрофенола и тетразена в УС заметно уменьшает термостабильность КВ. Кроме этого при использовании этого УС повышается давление в KB, что приводит к ускоренному износу казенной части оружия.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является ударный состав [5], выбранный в качестве прототипа.

Данный УС содержит (мас.%):

Диазодинитрофенол 15-35 Калиевая соль азидодинитрофенола 35-50 Тетразен 3-10 Перманганат калия 5-30 Инертный сенсибилизатор 10-30 Полимер из ряда синтетических каучуков 1-2,5.

Этот УС прошел испытания по чувствительности и по определению баллистических характеристик в пистолетных малокалиберных патронах и получил удовлетворительные результаты.

Недостатком УС прототипа является его недостаточная стабильность баллистических характеристик в калибрах более 7,62 мм. УС прототипа имеет недостаточную термостойкость и в процессе хранения может разлагаться и приводить к осечкам выстрела.

При разработке предлагаемого KB решались задачи отсутствия оржавляющего действия на ствол при повышении термостойкости состава, его энергетических, баллистических характеристик, а также стойкости, относительной и экологической безопасности.

Технический результат достигается тем, что из УС удален тетразен и калиевая соль диазодинитрофенола как нетермостойкие компоненты [6].

Его функции (необходимая чувствительность) в новых составах выполняет диазодинитрофенол и калиевая соль динитробензофуроксана, которые также повышают энергетические характеристики KB, состоящих из компонентов, в мас.%:

Диазодинитрофенол (ДДФ) 15-20 одноосновный стифнат калия (ОСК) 60-70 Сенсибилизатор (сенс.) 15-20 Диазодинитрофенол 18-25 Одноосновный стифнат калия 30-60 Инертный сенсибилизатор 15-20 Калиевая соль динитробензофуроксана 4-25 (КНДБФ)

УС 1 имеет отношение массы ударно-воспламенительного состава к объему KB 0,26…0,63 г/см³ (.^..). УС 2 имеет отношение массы ударно-воспламенительного состава к объему KB 0,20…0,50 г/см³.

Отличительным признаком предложенных KB является новый весовой состав композиций и новое отношение массы ударно-воспламенительного состава к объему KB, а также новая композиция УС 2.

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

К описанию приложены таблицы 1-4, в которых:

в табл.1 представлены результаты термостойкости новых KB и KB прототипа; в табл.2 - результаты баллистических испытаний 7,62×54 мм патронов с KB 27, снаряженными штатными и новыми УС.

В табл.3 приведены результаты обработки зависимости давления при выстреле от времени P(t), полученной при стрельбе 7,62×54 мм патронами с KB 27, снаряженными штатными УС, новыми УС и УС прототипа.

В табл.4 приведены результаты работоспособности новых KB с содержанием УС в заявленных диапазонах и содержанием УС, отличающегося от заявленного.

Технология изготовления предложенного KB отличается от технологии изготовления КВС к штатным патронам стрелкового оружия [2]. По известным технологиям проводят получение диазодинитрофенола, одноосновного стифната калия и калиевой соли динитробензофуроксана [7].

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

Для подтверждения получения более высоких технических характеристик нового KB по стандартным методикам была определена термостойкость KB прототипа и предложенных составов. Из табл.1 видно, что при температуре 80°С УС прототипа распадается через 8 суток. Новые составы 1 и 2 при температуре 80°С не распадаются 180 суток. При этом новые KB обеспечивают более высокие и более стабильные характеристики выстрела в диапазоне температур от плюс 50 до минус 50°С, что дальше видно из табл.2. В табл.3 приведены время зажигания порохового заряда, время достижения максимального давления пороховых газов и время выстрела. Из табл.3 видно, что указанные времена новых УС и штатного УС близки и стабильны. Времена УС прототипа значительно больше, чем у штатных и новых УС, что приведет в затяжным выстрелам и плохому поджиганию порохового заряда.

Изменение весового состава компонентов новых УС, а также отношение их масс к объему KB за предлагаемые пределы повлечет получение нестабильных, неудовлетворительных требований по баллистическим характеристикам выстрелов, а также неудовлетворительных характеристик по чувствительности к ударам, что видно из табл.4.

Таким образом, предлагаемый УС для KB к патронам стрелкового оружия обоснован и отвечает новым повышенным требованиям к УС. Достигаемым техническим результатом является существенное увеличение термостойкости по сравнению с известными штатными УС, обеспечение устойчивого зажигания порохового заряда, получение стабильных баллистических характеристик и экологической безопасности окружающей среды.

Источники информации:

1. А.Г.Горот, «Пороха и взрывчатые вещества», М., Оборонгиз, 1949 г. стр.127.

2. П.П.Карпов, «Средства инициирования», Москва, 1949 г., стр.128.

3. Патент США №4675059, НКИ.

4. Патент РФ №2086523.

5. Патент РФ №2269503.

6. «Разработка неоржавляющих термостойких ударных составов для спортивно-охотничьих патронов». Научно-технический отчет ЦНИИТОЧМАШ и РХТУ им. Д.И.Менделеева, Климовск, 1999 г., стр.88.

7. Л.И.Багал «Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ», Москва, 1975 г., стр.456.

Таблица 1 Наименование KB Температура выдержки, °С Время выдержки, суток Количество осечек с верхнего предела копра, % Количество осечек при выстреле, % КВ1 80 180 0 0 КВ2 80 180 0 0 KB прототип 80 8 100 100

Таблица 2 Наименование KB Температура заряда 20°С 50°С минус 50°С V_25cp, м/с Δ V₂₅, м/с P_mср., кгс/см² V_{25 cp}, м/с ΔV₂₅, м/с P_mср., кгс/см² V_25cp, м/с ΔV₂₅, м/с P_{m ср.}, кгс/см² КВ1 864 10 2800 877 8 2840 815 21 2246 КВ2 871 12 2811 883 9 2865 819 22 2339 KB штатный 867 26 2774 881 17 2945 885 32 2335

Таблица 3 Наименование KB τ задержки, мс τ до P_m, мс τ выстрела, мс КВ1 0,222 1,054 1,948 КВ2 0,302 1,342 2,071 KB прототип 7,241 12,637 13,490 KB штатный 0,362 1,168 2,094

Таблица 4 Наименование KB Содержание компонентов, % .^.., г/см³ 10 шт.зачетных выстрелов ДДФ ОСК Сенс. КДНБФ оценка Стабильность характеристик КВ1 19 64 17   0,45 УД Все показатели выстрела уд. КВ1 19 64 17   0,22 неуд 3 осечки, 4 затяжных выстрела КВ2 19 60 17 4 0,42 УД Все показатели выстрела уд. КВ2 19 60 17 4 0,53 неуд 6 шт.пробитие KB; повышенное максимальное давление.

Группа изобретений относится к области патронного производства. Капсюль-воспламенитель патрона стрелкового оружия (вариант 1) включает ударно-воспламенительный состав, содержащий диазодинитрофенол, одноосновный стифнат калия и инертный сенсибилизатор, при этом отношение массы ударно-воспламенительного состава к объему капсюля воспламенителя составляет 0,26…0,63 г/см³. Капсюль-воспламенитель патрона стрелкового оружия (вариант 2) включает ударно-воспламенительный состав, содержащий диазодинитрофенол, одноосновный стифнат калия, калиевую соль динитробензфуроксана и инертный сенсибилизатор, при этом отношение массы ударно-воспламенительного состава к объему капсюля - воспламенителя составляет 0,20…0,50 г/см³. Изобретение направлено на увеличение термостойкости капсюля и позволяет обеспечить устойчивое зажигание метательных пороховых зарядов, стабильность баллистических характеристик при температурах от минус 50 до плюс 50°С. 2 н.п. ф-лы, 4 табл.

1. Капсюль-воспламенитель патрона стрелкового оружия, включающий ударно-воспламенительный состав, содержащий диазодинитрофенол и инертный сенсибилизатор, отличающийся тем, что ударно-воспламенительный состав содержит одноосновный стифнат калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
диазодинитрофенол 15-20 одноосновный стифнат калия 60-70 инертный сенсибилизатор 15-20,

при этом отношение массы ударно-воспламенительного состава к объему капсюля воспламенителя составляет 0,26…0,63 г/см³.

2. Капсюль-воспламенитель патрона стрелкового оружия, включающий ударно-воспламенительный состав, содержащий диазодинитрофенол и инертный сенсибилизатор, отличающийся тем, что ударно-воспламенительный состав содержит одноосновный стифнат калия и калиевую соль динитробензфуроксана при следующем содержании компонентов, мас.%:
диазодинитрофенол 18-25 одноосновный стифнат калия 30-50 инертный сенсибилизатор 15-20 калиевая соль динитробензофуроксана 4-25,

при этом отношение массы ударно-воспламенительного состава к объему капсюля воспламенителя составляет 0,20…0,50 г/см³.