БОЕПРИПАС РАЗДРАЖАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2014 года по МПК F42B5/145 

Изобретение относится к правоохранительной деятельности, а именно к боеприпасам раздражающего действия, предназначенным для использования силами охраны правопорядка при пресечении массовых беспорядков, групповых нарушений общественного порядка и при освобождении заложников.

В правоохранительной деятельности находят широкое применение боеприпасы, снаряженные гранатой раздражающего действия, содержащей пиротехнический элемент, представляющий собой прессованную смесь основного пиротехнического состава с раздражающим веществом. Пиротехнический элемент воспламеняется от пороховых газов при выстреле. Горение пиротехнического элемента сопровождается образованием облака твердого аэрозоля, содержащего раздражающее вещество.

Одним из основных параметров боеприпаса раздражающего действия является эффективность воздействия. Необходимым условием эффективности воздействия является, во-первых, обеспечение непереносимой концентрации раздражающего вещества в облаке твердого аэрозоля, а, во-вторых, обеспечение высокой скорости нарастания концентрации раздражающего вещества. При низкой скорости нарастания концентрации раздражающего вещества объекты воздействия испытывают дискомфорт и симптомы раздражающего действия, но в течение определенного времени сохраняют способность к активным действиям и могут покинуть зараженную зону, воспользоваться средствами защиты, отбросить гранату на значительное расстояние, ликвидировать заложников и т.п.

Проблемы, связанные с низкой скоростью нарастания концентрации раздражающего вещества, обусловлены низкой скоростью горения пиротехнических составов, смешанных с раздражающим веществом. Для образования облака твердого аэрозоля раздражающего вещества необходимо обеспечить оптимальную температуру горения, при которой раздражающее вещество возгоняется, но не разрушается под воздействием высокой температуры. Например, возгонка молекул наиболее распространенного раздражающего вещества CS происходит при температуре около 315°С. При повышении температуры часть молекул разрушается, а полное тепловое разрушение молекул происходит при температуре около 690°С. Таким образом, температура горения пиротехнического состава, содержащего раздражающее вещество CS, должна составлять около 315°С. Пиротехнические составы, горящие при таких низких температурах, являются по определению медленногорящими.

Например, в боеприпасах раздражающего действия зарубежного производства находит широкое применение основной пиротехнический состав для образования облака твердого аэрозоля (сублимации) раздражающего вещества CS, содержащий [1,2]:

хлорат калия КСlO₃ 40% сахар 28% карбонат магния МgСО₃ 32%

100 г пиротехнического состава гранулируется 100 г 8% раствора нитроцеллюлозы в ацетоне.

Указанный основной пиротехнический состав обеспечивает оптимальную температуру горения для образования облака твердого аэрозоля раздражающего вещества CS. Линейная скорость горения указанного основного пиротехнического состава составляет около 1,2 мм/с. В боеприпасах раздражающего действия указанный основной пиротехнический состав смешивается с раздражающим веществом CS. Линейная скорость горения смеси, содержащей 80 вес.% указанного основного пиротехнического состава и 20 вес.% раздражающего вещества CS, составляет около 0,8 мм/с. Увеличение содержания раздражающего вещества CS приводит к уменьшению линейной скорости горения. Таким образом, время торцевого горения цилиндрического пиротехнического элемента, представляющего собой прессованную смесь указанного основного пиротехнического состава с раздражающим веществом CS с линейной скоростью горения 0,8 мм/с, не зависит от диаметра запрессовки и при длине запрессовки 50 мм составляет около 60 с. Соответственно, концентрация раздражающего вещества достигнет непереносимого значения только через несколько десятков секунд, и в течение всего этого времени объекты воздействия будут сохранять способность к активным действиям. Очевидно, что это время недопустимо велико. Очевидно также, что обеспечение эффективности воздействия боеприпаса раздражающего действия требует многократного повышения скорости нарастания концентрации раздражающего вещества. Эффективным следует считать боеприпас, обеспечивающий достижение непереносимой концентрации в течение 5-7 с. Очевидно, что такие показатели недостижимы для боеприпасов даже больших калибров, конструкция которых обеспечивает только торцевое горение основного пиротехнического состава.

Таким образом, необходимым условием обеспечения высокой эффективности боеприпаса раздражающего действия является конструкция боеприпаса, обеспечивающая высокую скорость нарастания концентрации раздражающего вещества.

Известен патрон нелетального поражающего действия [3], в одном из вариантов содержащий гильзу со средством инициирования, пороховой метательный заряд и метаемое снаряжение (гранату), содержащую корпус, закрепленный в корпусе основной пиротехнический элемент, представляющий собой прессованную смесь основного пиротехнического состава с раздражающим веществом, воспламенитель основного пиротехнического элемента и заднее днище с центральным отверстием. Конструкция патрона обеспечивает торцевое горение основного пиротехнического элемента.

Недостатком известного патрона является низкая эффективность, обусловленная низкой скоростью нарастания концентрации раздражающего вещества в процессе торцевого горения медленногорящей прессованной смеси основного пиротехнического состава с раздражающим веществом.

Наиболее близким к предлагаемому боеприпасу является патрон нелетального действия [4], содержащий гильзу со средством инициирования, пороховой метательный заряд и метаемое снаряжение (гранату), содержащую корпус, закрепленный в корпусе основной пиротехнический элемент, представляющий собой прессованную смесь основного пиротехнического состава с раздражающим веществом, воспламенитель основного пиротехнического элемента и заднее днище с центральным отверстием. В одном из вариантов исполнения известный патрон содержит основной пиротехнический элемент со сквозным центральным каналом. Конструкция патрона обеспечивает торцевое горение основного пиротехнического элемента.

Недостатком известного патрона является низкая эффективность, обусловленная низкой скоростью нарастания концентрации раздражающего вещества в процессе торцевого горения медленногорящей прессованной смеси основного пиротехнического состава с раздражающим веществом. Наличие осевого сквозного канала в основном пиротехническом элементе известного патрона не меняет торцевого характера горения пиротехнического состава, горящего параллельными слоями, и способно только улучшить условия выхода облака твердого аэрозоля, содержащего раздражающее вещество.

Технической задачей, решаемой в предлагаемом изобретении, является повышение эффективности боеприпаса раздражающего действия.

Указанная техническая задача достигается тем, что в боеприпасе раздражающего действия, содержащем гильзу со средством инициирования, пороховой метательный заряд и метаемое снаряжение (гранату), содержащую корпус, закрепленный в корпусе основной пиротехнический элемент со сквозным центральным каналом, представляющий собой прессованную смесь основного пиротехнического состава с раздражающим веществом, воспламенитель основного пиротехнического элемента и заднее днище с центральным отверстием, воспламенитель основного пиротехнического элемента выполнен в виде двух воспламенительных пиротехнических элементов цилиндрической формы, представляющих собой прессованные воспламенительные составы, при этом первый воспламенительный пиротехнический элемент закреплен на торцевой части основного пиротехнического элемента по всей его поверхности со стороны заднего днища с зазором по отношению к днищу, а второй воспламенительный пиротехнический элемент закреплен внутри центрального канала основного пиротехнического элемента с полным заполнением объема центрального канала, причем линейная скорость горения воспламени-тельного пиротехнического элемента, заполняющего центральный канал основного пиротехнического элемента, по крайней мере, в 5-10 раз превышает линейную скорость горения основного пиротехнического элемента.

На фиг.1 приведен боеприпас раздражающего действия. На фиг.2 приведен метаемый элемент боеприпаса раздражающего действия (граната).

Боеприпас содержит гильзу со средством инициирования 1, пороховой метательный заряд 2 и метаемое снаряжение - гранату 3, содержащую корпус 4, закрепленный в корпусе основной пиротехнический элемент 5 со сквозным центральным каналом, заднее днище 6 с центральным отверстием, первый воспламенительный пиротехнический элемент 7 и второй воспламенительный пиротехнический элемент 8.

Первый воспламенительный пиротехнический элемент 7 выполнен в форме цилиндра и закреплен на торцевой части основного пиротехнического элемента 5 по всей его поверхности со стороны заднего днища 6 с зазором по отношению к днищу. Второй воспламенительный пиротехнический элемент 8 выполнен в форме цилиндра, полностью заполняющего внутренний объем и закрепленного внутри центрального канала основного пиротехнического элемента 5.

Воспламенительные пиротехнические элементы 7 и 8 представляют собой прессованные воспламенительные пиротехнические составы, обладающие высокой чувствительностью к воздействию пороховых газов и обеспечивающие надежное воспламенение основного пиротехнического элемента 5.

Первый воспламенительный пиротехнический элемент 7, закрепленный на торцевой части основного пиротехнического элемента 5 по всей его поверхности, изолирует основной пиротехнический элемент 5 от внешней среды и исключает возможность проникновения раздражающего вещества в окружающую среду в процессе хранения и транспортирования боеприпаса.

При выстреле срабатывает средство инициирования и происходит воспламенение порохового метательного заряда 2. Пороховые газы, образовавшиеся при горении метательного заряда 2, выталкивают метаемый элемент - гранату 3 из гильзы 1. При этом пороховые газы через центральное отверстие заднего днища 6 воздействуют на открытую торцевую поверхность первого воспламенительного пиротехнического элемента 7 и воспламеняют первый воспламенительного пиротехнический элемент. Зазор между открытым торцом первого воспламенительного пиротехнического элемента 7 и задним днищем 6 обеспечивает воздействие пороховых газов на всю поверхность первого воспламенительного пиротехнического элемента 7, при этом создаются оптимальные условия для воспламенения и повышается безотказность функционирования боеприпаса.

Первый воспламенительный пиротехнический элемент 7 обеспечивает необходимое время задержки воспламенения основного пиротехнического элемента 5. После окончания горения первого воспламенительного пиротехнического элемента 7, воспламеняются торцевая поверхность основного пиротехнического элемента 5 и второй воспламенительный пиротехнический элемент 8. Второй воспламенительный пиротехнический элемент 8 с линейной скоростью горения, по крайней мере, в 5-10 раз превышающей линейную скорость горения основного пиротехнического элемента 5, сгорает с высокой скоростью и воспламеняет основной пиротехнический элемент по всей поверхности сквозного центрального канала.

Воспламенение основного пиротехнического элемента 5 по всей поверхности сквозного центрального канала обеспечивает переход от торцевого (осевого) характера горения основного пиротехнического элемента к преимущественно радиальному характеру горения. Радиус основного пиротехнического элемента может быть выбран во много раз меньше его длины. Во столько же раз уменьшаются толщина горящего свода, время горения основного пиротехнического элемента и скорость нарастания концентрации раздражающего вещества.

Наличие заднего днища 6 с центральным отверстием обеспечивает требуемый характер горения основного пиротехнического элемента 5 без доступа воздуха, а также способствует стабилизации метаемого элемента - гранаты 3 на траектории.

Закрепление первого воспламенительного пиротехнического элемента 7 на торцевой части основного пиротехнического элемента 5 по всей его поверхности, а также полное заполнение объема и закрепление второго воспламенительного пиротехнического элемента 8 внутри центрального канала основного пиротехнического элемента 5 обеспечивает необходимую механическую прочность конструкции и безотказность функционирования боеприпаса в условиях динамических нагрузок при выстреле, а также при ударах, сопровождающих падение на землю, столкновение с различными объектами, пробитие оконных и дверных проемов в случае применения боеприпаса внутри помещений.

Требуемые свойства воспламенительных пиротехнических элементов 7 и 8, включая высокую чувствительность к воздействию пороховых газов, способность к надежному воспламенению основного пиротехнического элемента и требуемую линейную скорость горения, могут достигаться введением в известный основной пиротехнический состав [1,2] дымного ружейного пороха (ДРП). Например, линейная скорость горения воспламенительного пиротехнического элемента, представляющего собой смесь известного основного пиротехнического состава с ДРП и содержащим 50 вес.% пиротехнического состава и 50 вес.% ДРП, составляет около 6 мм/с.

Высокая эффективность боеприпаса раздражающего действия обеспечивается высокой скоростью нарастания концентрации раздражающего вещества. Увеличение скорости нарастания концентрации раздражающего вещества можно рассмотреть на примере двух боеприпасов с основными пиротехническими элементами диаметром 15 мм и длиной 50 мм, с линейной скоростью горения основного пиротехнического элемента 0,8 мм/с.

Боеприпас торцевого горения имеет толщину горящего свода, равную длине основного пиротехнического элемента (50 мм), при этом время полного сгорания основного пиротехнического элемента и, соответственно, время нарастания концентрации раздражающего вещества составляет около 50-60 с.

Боеприпас радиального горения с центральным каналом основного пиротехнического элемента диаметром 4 мм, после воспламенения по всей длине центрального канала, имеет толщину горящего свода, равную разности радиусов основного пиротехнического элемента и центрального канала основного пиротехнического элемента (5,5 мм), при этом время полного сгорания основного пиротехнического элемента и, соответственно, время нарастания концентрации раздражающего вещества, составляет около 5-6 с.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Шидловский А.А. Основы пиротехники. Издание четвертое, переработанное и дополненное. М., "Машиностроение", 1973.

2. Ellern H. Military and Civilian Pyrotechnics. Chemical Publishing Company Inc., New York, 1968.

3. Патент РФ №2427787. Патрон нелетального поражающего действия (варианты).

4. Патент РФ №2329456. Патрон нелетального действия.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к боеприпасам раздражающего действия. Боеприпас раздражающего действия содержит гильзу со средством инициирования, пороховой метательный заряд и метаемое снаряжение - гранату. Граната содержит корпус, закрепленный в корпусе основной пиротехнический элемент со сквозным центральным каналом, воспламенитель основного пиротехнического элемента и заднее днище с центральным отверстием. Центральный канал представляет собой прессованную смесь основного пиротехнического состава с раздражающим веществом. Воспламенитель основного пиротехнического элемента выполнен в виде двух воспламенительных пиротехнических элементов цилиндрической формы, представляющих собой прессованные воспламенительные составы. Первый воспламенительный пиротехнический элемент закреплен на торцевой части основного пиротехнического элемента по всей его поверхности со стороны заднего днища с зазором по отношению к днищу. Второй воспламенительный пиротехнический элемент закреплен внутри центрального канала основного пиротехнического элемента с полным заполнением объема центрального канала. Линейная скорость горения воспламенительного пиротехнического элемента, заполняющего центральный канал основного пиротехнического элемента, в 5-10 раз превышает линейную скорость горения основного пиротехнического элемента. Достигается повышение эффективности боеприпаса раздражающего действия. 2 ил.

Боеприпас раздражающего действия, содержащий гильзу со средством инициирования, пороховой метательный заряд и метаемое снаряжение - гранату, содержащую корпус, закрепленный в корпусе основной пиротехнический элемент со сквозным центральным каналом, представляющий собой прессованную смесь основного пиротехнического состава с раздражающим веществом, воспламенитель основного пиротехнического элемента и заднее днище с центральным отверстием, отличающийся тем, что воспламенитель основного пиротехнического элемента выполнен в виде двух воспламенительных пиротехнических элементов цилиндрической формы, представляющих собой прессованные воспламенительные составы, при этом первый воспламенительный пиротехнический элемент закреплен на торцевой части основного пиротехнического элемента по всей его поверхности со стороны заднего днища с зазором по отношению к днищу, а второй воспламенительный пиротехнический элемент закреплен внутри центрального канала основного пиротехнического элемента с полным заполнением объема центрального канала, причем линейная скорость горения воспламенительного пиротехнического элемента, заполняющего центральный канал основного пиротехнического элемента по крайней мере в 5-10 раз превышает линейную скорость горения основного пиротехнического элемента.