СФЕРИЧЕСКИЙ ВЛАГОСТОЙКИЙ ПОРОХ ДЛЯ ДРОБОВЫХ ПАТРОНОВ К ОХОТНИЧЬЕМУ ГЛАДКОСТВОЛЬНОМУ ОРУЖИЮ Российский патент 2014 года по МПК C06B25/18 

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.

В патентах США [1, 2] представлены способы получения СФП для стрелкового оружия, заключающиеся в измельчении мелкозерненых пироксилиновых порохов в водной среде с последующим растворением в растворителе, диспергировании порохового лака на сферические частицы и отгонке растворителя из них.

Недостатком полученных СФП по указанному способу является то, что пороха не обеспечивают баллистические характеристики в дробовых охотничьих ружьях 12, 16, 20 калибров.

Наиболее близким техническим решением является способ получения сферических порохов для охотничьего оружия [3] (прототип), где СФП состоит из пироксилина 1 Пл или пироксилина 1 Пл с возвратно-технологическими отходами, 0,6…1,2 мас.% дифениламина, 0,3…1,0 мас.% технического углерода, медь (II) - свинец (II) фталат оксида в количестве 0,5…2,5 мас.% от массы пироксилина 1 Пл, этилацетата и влаги.

Недостатком такого СФП 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 канале ствола оружия.

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

Поставленная цель достигается тем, что пористый сферический порох, 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, 0,15…0,35 мас.% графита марки С-1, 0,05…0,10 мас.% вазелинового масла, с насыпной плотностью 0,60…0,80 кг/дм³, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- дифениламин 0,5…1,0 - графит марки С-1 0,15…0,35 - вазелиновое масло 0,05…0,10 - этилацетат 0,5…1,2 - влага 0,6…1,2

- пироксилин с содержанием

оксида азота 205,0…210,5 мл NO/г 40…60

- пироксилин с содержанием

оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г остальное

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/см: среднее - 530…630, наибольшее - не более 680, дульное давление пороховых газов на срезе ствола оружия - не более 35.

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 и 0,5…1,0 мас.% дифениламина обеспечивают получение СФП с равномерно распределенной пористостью. Это позволяет повысить скорость горения пороха.

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 СФП выполняет роль стабилизатора химической стойкости. Снижение дифениламина менее 0,5 мас.% приводит к снижению химической стойкости пороха, а увеличение дифениламина более 1,0 мас.% приводит к снижению энергетики пороха.

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 0,10 мас.% приводит к снижению энергетики и сыпучести пороха.

Влага и этилацетат в составе СФП выполняют роль технологических добавок. Уменьшение влаги менее 0,6 мас.% и этилацетата менее 0,5 мас.% связано с технологическими трудностями, а увеличение влаги в составе пороха более 1,2 мас.% и ЭА более 1,2 мас.% приводит к снижению энергетики пороха.

В таблице приведены физико-химические и баллистические характеристики разработанного СФП 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).

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 СФП 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, 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 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, предлагаемые авторами составы 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 состав 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 порох не соответствует требованиям по баллистическим характеристикам.

Литература

1. Патент США №2843584

2. Патент США №3378545

3. Патент РФ №1727375 (C06B 21/00)

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия, в частности для дробовых охотничьих ружей 12, 16, 20 калибров. Порох включает пироксилин, дифениламин, графит, этилацетат и влагу. При этом в качестве исходного сырья содержит смесь пироксилина с содержанием оксида азота 212,5-213,5 мл NO/г и пироксилина с содержанием оксида азота 205,0-210,5 мл NO/г. Дополнительно на поверхности пороховых элементов содержится вазелиновое масло, создающее влагозащитную оболочку, препятствующую проникновению влаги вовнутрь пороховых элементов. Изобретение обеспечивает снижение гигроскопичности сферического пороха, а также порохового заряда и дульного давления при выстреле. 1 табл., 5 пр.

Сферический порох для дробовых патронов к охотничьему гладкоствольному оружию, включающий пироксилин, дифениламин, графит, этилацетат и влагу, отличающийся тем, что сферический порох изготавливают из смеси 40-60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 212,5-213,5 мл NO/г и 60-40 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 205,0-210,5 мл NO/г, графита марки С-1, вазелинового масла, с насыпной плотностью 0,60-0,80 кг/дм³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
дифениламин 0,5-1,0 графит марки C-1 0,15-0,35 вазелиновое масло 0,05-0,10 этилацетат 0,5-1,2 влага 0,6-1,2 смесь 40-60 мас.% пироксилина с содержанием   оксида азота 212,5-213,5 мл NO/г и   60-40 мас.% пироксилина с содержанием   оксида азота 205,0-210,5 мл NO/г остальное