ЗАРЯД ИЗ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА ДЛЯ ДРОБОВЫХ ПАТРОНОВ К ГЛАДКОСТВОЛЬНОМУ ОРУЖИЮ Российский патент 2013 года по МПК F42B5/16 C06B21/00 

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для зарядов к стрелковому оружию.

Известен ряд зарядов для патронов к гладкоствольному оружию, выпускаемых для охотничьих и спортивных целей, содержащих пороха РУДС (ТУ 84-859-80), «Сокол» (ГОСТ 22781-77) и «Барс» (ТУ 84-720-77).

В заряде из пороха марки «Барс» используется двухосновный СФП со средним диаметром зерен 0,45±0,05 мм, состоящий из фракций 0,25…0,5 мм, более 0,5 мм и менее 0,25 мм не более 6,0 мас.%. Данный заряд, выпускаемый отечественной промышленностью, имеет следующие недостатки:

1. Высокое дульное давление пороховых газов (54…59 кгс/см²) при норме - не более 55 кгс/см². Это приводит к тому, что до 80% промышленно изготавливаемых партий не соответствуют предъявляемым требованиям.

2. Высокое среднее давление пороховых газов в канале ствола оружия.

3. Заряд имеет массу, близкую к предельно допустимой, что обуславливает получение высокой энергоотдачи при выстреле, и как следствие, к быстрой утомляемости стрелка.

4. Высокая теплота сгорания 4,34…4,44 МДж/кг (норма по техническим условиям 4,27±0,1 МДж/кг).

5. Высокая гигроскопичность сферического пороха в заряде, что приводит к изменению баллистических характеристик при выстреле.

В качестве прототипа авторами выбран заряд из сферического пороха (заявка №4755169/40-23 (133488) от 30.10.89 г.), по которой заряд для спортивно-охотничьих патронов 12, 16, 20 калибров, содержащий пороховые сферические нефлегматизированные, с целью снижения массы порохового заряда и дульного давления пороховых газов при выстреле, выполнен из пироксилинового пороха с насыпной плотностью 0,500…0,750 кг/дм³, теплотой горения 3,70…4,15 МДж/кг, при следующем соотношении размеров зерен в процентах массы заряда:

0,4…0,315 мм 50…70% 0,315…0,2 мм 30…45% более 0,4 мм   и менее 0,2 мм 0…5%

Недостатком такого порохового заряда является то, что в процессе хранения патронов СФП в составе охотничьих патронов обладает повышенной влагопоглощаемостью за счет развитой пористой структуры, что приводит к изменению баллистических характеристик в сторону снижения скорости полета дроби, а в условиях хранения патронов в жарком климате приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия.

Целью изобретения является снижение гигроскопичности сферического пороха в пороховом заряде, а также снижение массы порохового заряда и дульного давления при выстреле.

Поставленная цель достигается тем, что пористый сферический порох для порохового заряда, состоящий из смеси 40…60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г и 40…60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 205,0…210,5 мл NO/г, 05…1,0 мас.% дифениламина, с насыпной плотностью 0,60…0,80 кг/дм³, размером пороховых элементов 0,7…0,4 мм, обработанных с поверхности по отношению к пороху 0,15…0,35 мас.% графита марки С-1 совместно с 0,05…0,10 мас.% вазелинового масла, при следующем массовом соотношении фракций, %:

0,7…0,4 мм не менее 95 более 0,7 мм и менее 0,4 мм не более 5

Вид охотничьего патрона для охотничьих ружей представлен на фиг. Патрон состоит из гильзы 1 с капсюлем-воспламенителем 2, в которую помещен пороховой заряд 3, прокладки 4, войлочного пыжа 5, дроби охотничьей 6 и прокладки 7.

Авторами установлено, что применение смеси 40…60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г и 40…60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 205,0…210,5 мл NO/г, 0,5…1,0 мас.% дифениламина обеспечивают получение СФП с равномерно распределенной пористостью. Это позволяет повысить скорость горения порохового заряда. В основном пороховой заряд сгорает в казенной части оружия, а пороховые газы работают по длине ствола оружия.

Увеличение пироксилина с содержанием оксида азота 205,0…210,5 мл NO/г более 60 мас.% и уменьшение пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г менее 40 мас.% приводит к увеличению массы порохового заряда, а уменьшение пироксилина с содержанием оксида азота 205,0…210,5 мл NO/г менее 40 мас.% и увеличение пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г более 60 мас.% приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия.

Дифениламин в составе порохового заряда выполняет роль стабилизатора химической стойкости. Снижение дифениламина менее 0,5 мас.% приводит к снижению химической стойкости порохового заряда, а увеличение дифениламина более 1,0 мас.% приводит к снижению энергетики пороха.

Насыпная плотность СФП в пределах 0,60…080 кг/дм³ обеспечивает заданную скорость горения порохового заряда. Уменьшение насыпной плотности пороха менее 0,60 кг/дм³ приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия при низкой массе порохового заряда, а увеличение насыпной плотности более 0,80 кг/дм³ приводит к увеличению массы порохового заряда и неполному его сгоранию в канале ствола оружия.

Пороховые элементы порохового заряда размером 0,7…0,4 мм обеспечивают стабильные баллистические характеристики. Увеличение пороховых элементов более 0,7 мм приводит к неполному сгоранию их в канале ствола оружия, а уменьшение пороховых элементов менее 0,4 мм приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия.

Графит в составе СФП улучшает сыпучесть и снижает электростатические характеристики, а совместно с вазелиновым маслом создает на поверхности пороховых элементов влагозащитную оболочку, препятствующую проникновению влаги во внутрь пороховых элементов.

Уменьшение графита марки С-1 менее 0,15 мас.% и вазелинового масла менее 0,05 мас.% положительного эффекта не дает, так как на поверхности пороховых элементов образуется непрочная защитная оболочка, а увеличение графита марки С-1 более 0,35 мас.% и вазелинового масла более 0,1 мас.% приводит к снижению энергетики и сыпучести пороха.

Заданные требования для охотничьего патрона к ружьям 12 калибра: масса дроби - 32 г, масса порохового заряда - 1,6…1,85 г, скорость полета дробового снаряда в баллистической группе на расстоянии 10 м от дульного среза, средняя - не менее 325 м/с, разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пули дробового снаряда в баллистической группе - не более 18 м/с, максимальное давление пороховых газов в баллистической группе, кгс/см²: среднее - 530…630, наибольшее - не более 680, дульное давление пороховых газов на срезе ствола оружия - не более 35.

Физико-химические и баллистические характеристики сферического пороха в пороховом заряде для охотничьего патрона 12 калибра с массой дроби 32 г в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.

Баллистические испытания патронов проводились с увлажненным и неувлажненным порохом. Увлажнение пороха проводилось путем его выдержки в атмосфере с 80% относительной влажностью в течение 3,5 часов.

Таблица Физико-химические и баллистические характеристики порохового заряда для охотничьего патрона 12 калибра Наименование показателей Пример (Пр. №1) Пр. №2 Пр. №3 Пр. №4 Пр. №5 Пироксилин с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г, мас.% 40 50 60 30 70 Пироксилин с содержанием оксида азота 205,0…210,5 мл NO/г, мас.% 60 50 40 70 30 Дифениламин, мас.% 0,5 0,7 1,0 0,4 1,2 Графит марки С-1, мас.% 0,15 0,25 0,35 0,1 0,4 Вазелиновое масло, мас.% 0,05 0,07 0,10 0,03 0,15 Влажность пороха, мас.% 0,8 0,7 0,9 0,6 1,2 Насыпная плотность, кг/дм³ 0,60 0,70 0,80 0,50 0,90 Фракция пороха 0,7…0,4 мм, мас.% 96 97 95 90 89 Сумма крупноты и мелочи, мас.% 4 3 5 10 11 Химическая стойкость, мм рт.ст. 30 32 31 32 34 Баллистические характеристики заряда в патроне 12 калибра с массой дроби 32 г (до увлажнения) Масса заряда, г 1,72 1,76 1,81 1,68 1,9 Средняя скорость полета дроби, м/с 326 327 329 310 319 Разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета дроби, м/с 16 17 15 20 24 Максимальное давление пороховых газов, кгс/см² Среднее 580 592 602 650 620 Наибольшее 650 654 652 690 650 Дульное давление пороховых газов на срезе ствола оружия 28 30 29 35 40 Баллистические характеристики заряда в патроне 12 калибра с массой дроби 32 г (после увлажнения) Средняя скорость полета дроби, м/с 327 329 328 312 320 Разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета дроби, м/с 17 16 14 21 24 Максимальное давление пороховых газов, кгс/см² Среднее 585 598 601 652 624 Наибольшее 652 651 654 692 628 Дульное давление пороховых газов на срезе ствола оружия 28 29 28 36 42

Как видно из таблицы, рассмотренные составы по предлагаемому авторами пороховому заряду имеют величины определенных характеристик в пределах нормативных значений.

Так, при массе заряда 1,72…1,81 г в патроне 12 калибра с массой дроби 32 г испытания патронов с неувлажненным порохом показали, что средняя скорость полета дроби составляет 326…329 м/с, разброс скорости полета пули 15…17 м/с, среднее максимальное давление пороховых газов 580…602 кгс/см², максимальное давление пороховых газов в канале ствола оружия 650…652 кгс/см² при дульном давлении на срезе ствола оружия 28…30 кгс/см².

При испытании патронов с увлажненным СФП баллистические характеристики практически не изменились и составили, соответственно: 327…329 м/с; 14…17 м/с; 585…601 кгс/см²; 651…654 кгс/см²; 28…29 кгс/см².

Таким образом, предлагаемый авторами заряд из сферического пороха для охотничьих патронов 12 калибра с массой дроби 32 г в пределах граничных условий обеспечивает требуемую влагостойкость. За пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный пороховой заряд из сферического пороха не соответствует требованиям по баллистическим характеристикам.

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия и может быть использовано при разработке зарядов для патронов к гладкоствольному оружию. Заряд из сферического пороха размещен в капсюлированной гильзе с войлочными и древесными пыжами и дробью. Пористый сферический порох состоит из смеси 40…60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г и 40…60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 205,0…210,5 мл NO/г, 05…1,0 мас.% дифениламина, насыпной плотностью 0,60…0,80 кг/дм³, размером пороховых элементов 0,7…0,4 мм, обработанных с поверхности по отношению к пороху 0,15…0,35 мас.% графита марки С1 совместно с 0,05…0,1 мас.% вазелинового масла, при следующем соотношении фракций, мас.%: 0,7…0,4 мм не менее 95, более 0,7 мм и менее 0,4 мм не более 5. Достигается снижение гигроскопичности сферического пороха в пороховом заряде. 1 табл., 1 ил.

Заряд из сферического пороха для дробового патрона к гладкоствольному оружию, размещенного в капсюлированной гильзе с войлочными и древесными пыжами и дробью, отличающийся тем, что пористый сферический порох для порохового заряда, состоящий из смеси 40…60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г и 40…60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 205,0…210,5 мл NO/г, 05…1,0 мас.% дифениламина, насыпной плотностью 0,60…0,80 кг/дм³, размером пороховых элементов 0,7…0,4 мм, обработанных с поверхности по отношению к пороху 0,15…0,35 мас.% графита марки С1 совместно с 0,05…0,1 мас.% вазелинового масла, при следующем соотношении фракций, мас.%:
0,7…0,4 мм не менее 95 более 0,7 мм и менее 0,4 мм не более 5