Неоржавляющий ударный состав Российский патент 2024 года по МПК C06B41/06 C06B41/02 

Изобретение относится к области пиротехнических производств, а именно к производству неоржавляющих ударных составов для капсюлей-воспламенителей к патронам гражданского и служебного оружия.

Неоржавляющий ударный состав в капсюле-воспламенителе патрона должен быть чувствительным к удару бойка, иметь необходимую мощность для обеспечения безотказного воспламенения порохового заряда в гильзе патрона, не вызывать нарушения герметичной целостности капсюля-воспламенителя, что обеспечивает должный уровень безотказного и безопасного применения.

В настоящее время широко распространены неоржавляющие ударные составы, где тринитрорезорцинат свинца и тетразен используются в качестве инициаторов, барий азотнокислый и двуокись свинца используются в качестве окислителей, трехсернистая сурьма (антимоний) - в качестве горючего. Продукты сгорания указанных неоржавляющих ударных составов не содержат соединений высокотоксичной ртути, но их воспламенительная способность снижается по сравнению с гремучертутными составами.

Из уровня техники известны составы:

[1] Патент RU № 2106330 с содержанием компонентов, мас. %:

Тринитрорезорцинат свинца - 20,5-27,5, тетразен - 0,5-4,0, барий азотнокислый - 42-48, свинца двуокись - 23-27, трехсернистая сурьма - 23-27, углерод технический - 0,1-0,5.

Недостатком данного состава является небольшая мощность, что приводит в ряде случаев к затяжным выстрелам из-за медленного возгорания порохового заряда в гильзе патрона.

[2] Патент RU № 2296733 с содержанием компонентов, мас. %:

Тринитрорезорцинат свинца - 16-20, тетразен - 1,5-2,0, барий азотнокислый - 20-24, ТЭН - 6-10, кальция силицид - 49-54.

Введение тэтранитратпентаэритрита (ТЭН) и кальция силицида способствует повышению температуры продуктов сгорания неоржавляющего ударного состава. Недостатком данного состава является эрозионное воздействие продуктов сгорания состава на канал ствола оружия.

В настоящее время перед разработчиками средств инициирования поставлены требования не только но разработке надежных неоржавляющих ударных составов на уровне применявшихся ранее гремучертутных составов для капсюлей-воспламенителей, обеспечивавших стабильность требуемых баллистических характеристик стрелковых патронов, но и повышению безопасности их производства.

Применение кристаллического тринитрорезорцината свинца (ТНРС) для производства неоржавляющих ударных составов и снаряжения ими капсюлей-воспламенителей чрезвычайно опасно, в связи с высокой чувствительностью к начальным импульсам (удару, трению, нагреву и т.д.), и требует комплекса дорогостоящих мер по обеспечению безопасности данного производства для исключения аварийности зданий, сооружений, оборудования в производственном цикле, травматизма работающего персонала. Поэтому большинство зарубежных стран используют влажную технологию, при которой применяются ударно-воспламенительные составы в виде густой водной пасты с последующей сушкой снаряженного капсюля-воспламенителя.

Использование данной технологии существенно повышает безопасность на всех стадиях производства, за счет меньшей чувствительности увлажненных ударно-воспламенительных составов, так как при увеличении влажности чувствительность к удару и трению в композициях такой технологии снижается от первого класса опасности до средних и низких степеней опасности, от 13 до 18 классов опасности. Это позволяет резко снизить объемы инфраструктурной защиты и увеличить компактность производства.

Известен ряд неоржавляющих ударных составов, применяющихся в увлажненном виде для снаряжения капсюлей-воспламенителей:

[3] Состав с содержанием компонентов, мас. %:

Тринитрорезорцинат свинца (ТИРС) - 40, тетразен - 2, нитрат свинца - 30, роданид свинца - 8, молотое стекло - 20.

Данный состав предназначен в основном для снаряжения патронов бокового боя, поэтому содержит много молотого стекла для повышения его чувствительности к удару. При сушке снаряженного капсюля воспламенителя происходит реакция между роданидом и нитратом свинца с образованием нерастворимой механически прочной двойной соли, скрепляющей между собой остальные компоненты и гильзу патрона.

[4] Состав с содержанием компонентов, мас. %:

Тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) - 44,2, тетразен - 3,3, стекло - 25, нитрат бария - 20,4, гипофосфит свинца - 6,8, гуммиарабик (аравийская камедь) - 0,3 сверх 100.

Недостатком составов [3] и [4] являются низкие значения энергетических характеристик из-за большого содержания в них инертных компонентов и окислителей, которые не выделяют тепловой энергии при сгорании неоржавляющего ударного состава.

[5] Состав FA-956 с содержанием компонентов, мас. %:

Тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) - 37, тетразен - 4, барий азотнокислый - 32, сурьма трехсернистая - 15, ТЭН - 5, алюминий - 7, гуммиарабик (аравийская камедь) - 0,2 сверх 100.

Недостатком приведенной рецептуры является использование алюминия в качестве добавки к основному горючему, что оказывает сильное эрозионное действие продуктов сгорания состава на поверхность канала ствола оружия, и наличие гуммиарабика - связующего природного происхождения, которое подвержено заражению грибком, что снижает гарантийный срок хранения неоржавляющих ударных составов и, соответственно, капсюлей-воспламенителей.

Состав [5] FA-956 выбран в качестве прототипа.

Особенностью состава - прототипа является то, что отверждение при высыхании состава происходит за счет его пастообразной структуры, образованной полисахаридом растительного происхождения - гуммиарабиком.

Технической задачей заявителя, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, является разработка неоржавляющего ударного состава не только обладающего высокой воспламенительной способностью при его функционировании при температуре минус 50°С, и низким эрозионным действием на поверхность канала ствола оружия, но и позволяющего уменьшить опасность производственных процессов.

Поставленная задача решена за счет того, что в предлагаемый неоржавляющий ударный состав, содержащий тринитрорезорцинат свинца и тетразен в качестве инициаторов, барий азотнокислый и двуокись свинца в качестве окислителей, трехсернистую сурьму (антимоний) в качестве горючего, вместо кристаллического тринитрорезорцината свинца введен коллоидный гелеобразный тринитрорезорцинат свинца, а в качестве связующего введена метилцеллюлоза, при следующем процентном соотношении компонентов, мас. %:

Тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) 35-45 Тетразен 1-5 Барий азотнокислый 28-42 Двуокись свинца 1-9 Трехсернистая сурьма 13-21 Метилцеллюлоза 0,2-0,6 сверх 100

Предлагаемый состав был изготовлен путем механического смешения в заводских условиях на промышленном смесителе сначала влажных компонентов - коллоидного гелеобразного тринитрорезорцината свинца, тетразена, метилцеллюлозы, а затем добавления сухих компонентов состава - азотнокислого бария, двуокиси свинца и трехсернистой сурьмы.

Коллоидный гелеобразный тринитрорезорцинат свинца, изготовленный в соответствии с патентом № 2554649 [6], разработан для влажной технологии снаряжения средств инициирования, по надежности и безопасности значительно превосходящей технологию снаряжения сухими ударно-воспламенительными составами.

В качестве связующего, вместо растительного сырья гуммиарабика, использован промышленно синтезируемый водорастворимый полимер метилцеллюлоза. Устойчивость метилцеллюлозы к грибку позволяет увеличить гарантийный срок хранения неоржавляющего ударного состава и капсюлей-воспламенителей.

Введение связующего в количествах, определяемых заявленными пределами, является достаточным условием для получения необходимого технологического эффекта, связанного с прочностью высохшего состава и адгезией к колпачку капсюля-воспламенителя.

При разработке влажной технологии изготовления неоржавляющего ударного состава, вместе с применением метилцеллюлозы также были отработаны оптимальные соотношения содержания компонентов состава, позволяющие получить состав с высокой воспламенительной способностью и низким эрозионным воздействием на поверхность канала ствола оружия.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в повышении воспламенительной способности неоржавляющего ударного состава, снижении корродирующего действия продуктов сгорания состава на канал ствола оружия, уменьшении опасности производственных процессов.

При проведении поиска по патентным и научно-техническим источникам не выявлены составы идентичные предлагаемому составу.

Для проведения сравнительных испытаний были изготовлены капсюли-воспламенители с неоржавляющими ударными составами [4], [5] и предлагаемым неоржавляющим ударным составом, имеющим средние и граничные значения из предложенных соотношений компонентов.

Сравнение составов по чувствительности к удару приведено в Таблице

Чувствительность состава [4] составляет 100% срабатываний капсюлей

- воспламенителей только при падении на них груза массой 0,250±0,001 кг с высоты 220 мм, что свидетельствует о его недостаточной мощности.

Чувствительность состава [5] составляет 100% срабатываний капсюлей

- воспламенителей при падении на них груза массой 0,250±0,001 кг с высот 180 - 220 мм. Однако из-за высокой бризантности тэтранитратнентаэритрита имел место случай разрушения капсюля-воспламенителя при падении груза с высоты 220 мм.

Чувствительность предлагаемого неоржавляющего ударного состава с вариантами исполнения 1, 2, 3, составляет 100 %) срабатываний капсюлей-воспламенителей при падении на них груза массой 0,250±0,001 кг с высот 180-220 мм.

Дополнительной характеристикой эффективности неоржавляющего ударного состава является 100 % срабатывание капсюлей - воспламенителей при температуре минус 50°С (Таблица 2).

Чувствительность состава [4] составляет 90 % срабатываний капсюлей-воспламенителей при температуре минус 50°С. Недостаточная мощность данного состава приводит к затяжным выстрелам из-за медленного возгорания порохового заряда в гильзе патрона.

Чувствительность состава [5] составляет 100 % срабатываний капсюлей-воспламенителей при температуре минус 50°С.

При испытаниях капсюлей - воспламенителей снаряженных предлагаемым неоржавляющим ударно-воспламенительным составом с вариантами исполнения 1, 2, 3, получены результаты испытаний со 100% безотказностью при температуре минус 50°С.

Изменение процентного соотношения компонентов состава за предлагаемые пределы повлекло получение нестабильных баллистических характеристик выстрелов.

Предлагаемый авторами неоржавляющий ударно-воспламенительный состав прошел полигонные испытания в штатных патронах стрелкового оружия, что подтверждает решение поставленной технической задачи и позволяет считать предложенное техническое решение соответствующим критериям изобретения "промышленная применимость" и "новизна".

Библиографические данные:

1. Патент РФ № 2106330.

2. Патент РФ № 2296733.

3. Патент США № 1905795.

4. Encyclopaedia of Explosives and Related Items, Basil T. Fedoroff. V 8, p. 373-378, 1978.

5. Справочник no взрывчатым веществам, порохам и пиротехническим составам. [Электронный ресурс] //Пиросправка. -2012. -№ 6-е. - Электрон, версия печат. публ. - URL: http://ancient.hydro.nsc.ru/chem/doc/pirosprawka2012.pdf.

6. Патент РФ № 2554649.

Изобретение относится к области пиротехнических производств, а именно к производству неоржавляющих ударных составов для капсюлей-воспламенителей к патронам гражданского и служебного оружия. Неоржавляющий ударный состав содержит тринитрорезорцинат свинца, тетразен, двуокись свинца, азотнокислый барий, трехсернистую сурьму. Тринитрорезорцинат свинца содержится в составе в виде коллоидного гелеобразного тринитрорезорцината свинца. Дополнительно состав содержит метилцеллюлозу. Соотношение компонентов в составе следующее, мас. %: тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) 35-45; тетразен 1-5; барий азотнокислый 28-42; двуокись свинца 1-9; трехсернистая сурьма 13-21; метилцеллюлоза 0,2-0,6 сверх 100. Обеспечивается повышение воспламенительной способности неоржавляющего ударного состава, снижение корродирующего действия продуктов сгорания состава на канал ствола оружия, уменьшение опасности производственных процессов. 2 табл.

Неоржавляющий ударный состав, содержащий тринитрорезорцинат свинца, тетразен, двуокись свинца, азотнокислый барий, трехсернистую сурьму, отличающийся тем, что он содержит тринитрорезорцинат свинца в виде коллоидного гелеобразного тринитрорезорцината свинца и метилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) 35-45 Тетразен 1-5 Барий азотнокислый 28-42 Двуокись свинца 1-9 Трехсернистая сурьма 13-21 Метилцеллюлоза 0,2-0,6 сверх 100