Сферический порох для спортивно-охотничьего патрона .30 carbine (7,62×33)

Сферический порох для спортивно-охотничьего патрона .30 carbine (7,62×33)

Реферат

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

В патентах США [1, 2] предложен способ получения СФП для стрелкового оружия, заключающийся в измельчении мелкозерненых пироксилиновых порохов (МЗПП) в водной среде с последующим растворением их в растворителе, диспергировании порохового лака на сферические частицы и удалении растворителя из них.

Недостатком этих способов является невозможность получения сферического пороха для спортивно-охотничьего патрона .30 CARBINE (7,62×33).

Наиболее близким техническим решением является сферический пироксилиновый порох для спортивно-охотничьего патрона [3] (прототип), включающий нитроцеллюлозу, нитроглицерин, дифениламин, централит, графит, этилацетат и влагу.

Недостатком данного сферического пороха является то, что он не обеспечивает баллистические характеристики в спортивно-охотничьем патроне .30 CARBINE (7,62×33) как по скорости полета пули, так и по давлению пороховых газов в канале ствола оружия.

Целью изобретения является получение сферического пороха для спортивно-охотничьего патрона .30 CARBINE (7,62×33) с использованием в качестве сырья мелкозерненых пироксилиновых нефлегматизированных порохов и баллиститных порохов марок НБл или НБпл с истекшими гарантийными сроками хранения. Известно, что мелкозерненые пироксилиновые пороха изготавливают из среднеазотного и высокоазотного пироксилина, при этом высокоазотный пироксилин содержит не менее 209,0 мл NO/г оксида азота, а баллиститные пороха марок НБл или НБпл в составе имеют коллоксилин (~60 мас.%) и нитроглицерин (НГц) (~40 мас.%).

Технический результат достигается тем, что в качестве исходного сырья используют пироксилиновый мелкозерненый порох марки ВТМ с истекшим гарантийным сроком хранения и баллиститные пороха марок НБл или НБпл с истекшими гарантийными сроками хранения, содержащие в составе коллоксилин и НГц, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Нитроглицерин	15,0…38,0
Централит I или централит II	3,0…9,0
Динитротолуол	0,5…2,5
Дифениламин	0,2…1,0
Этилацетат	0,6…0,8
Связанный графит,
в том числе углерод технический 0,1…0,2 мас.%	0,2…0,6
Свободный графит, не более	0,02…0,03
Влага	0,2…0,8
Нитроцеллюлоза с объемной концентрацией
оксида азота 209…210,5 мл NO/г	20,0…35,0;
Коллоксилин «Н» с объемной концентрацией
оксида азота 189… 194,5 мл NO /г	остальное

Нитроглицерин в составе пороха применяется в качестве энергетической добавки. Использование НГц в количестве менее 15 мас.% приводит к снижению энергетики пороха, что в итоге увеличивает массу порохового заряда и снижает скорость полета пули. Увеличение в составе пороха НГц более 38 мас.% невозможно, т.к. в составе порохов типа НБл или НБпл содержится не более 40 мас.% НГц.

Централит I или централит II в составе пороха в количестве 3,0…9,0 мас.% выполняют роль флегматизирующей добавки. Использование централита в количестве менее 3,0 мас.% приводит к снижению массы порохового заряда и увеличению давления пороховых газов в канале ствола оружия, а введение централита более 9,0 мас.% приводит к увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета пули.

Динитротолуол в количестве 0,5…2,5 мас.% выполняет роль флегматизирующей добавки, способствующей равномерному распределению централита по поверхности порохового элемента. Использование ДНТ в количестве менее 0,5 мас.% уменьшает глубину флегматизированного слоя, а это, в свою очередь, приводит к снижению массы порохового заряда и повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия. Введение ДНТ более 2,5 мас.% способствует увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета пули.

Дифениламин в составе пороха применяется в качестве стабилизатора химической стойкости. Использование ДФА менее 0,2 мас.% приводит к снижению химической стойкости пороха, а увеличение его более 1,0 мас.% приводит к снижению удельной теплоты сгорания.

Связанный графит, в том числе углерод технический, выполняют роль катализатора горения и добавки, улучшающей электростатические свойства и сыпучесть пороха. Использование связанного графита менее 0,2 мас.% снижает сыпучесть пороха и электростатические характеристики, а увеличение его более 0,6 мас.% приводит к пылению графита.

Свободный графит в составе пороха в количестве 0,02…0,03 мас.% обеспечивает хорошую сыпучесть пороха и не создает пыления графита на технологических фазах сушки, мешки и укупорки пороха. Использование графита в количестве менее 0,02 мас.% снижает сыпучесть пороха, а увеличение его более 0,03 мас.% приводит к пылению графита.

Влага в количестве 0,2…0,8 мас.% и ЭА в количестве 0,6…0,8 мас.% в составе пороха выполняют роль технологических добавок. Уменьшение влаги менее 0,2 мас.% и ЭА менее 0,6 мас.% связано с дополнительными трудозатратами на сушку. Использование влаги и ЭА более 0,8 и 0,8 мас.% соответственно увеличивает массу порохового заряда и повышает давление пороховых газов в канале ствола оружия.

Нитроцеллюлоза с содержанием оксида азота 209…210,5 мл NO/г и коллоксилин «Н» с содержанием оксида азота 189…194,5 мл NO/г выполняют роль энергетической и структурной основы. Уменьшение содержания оксида азота в нитроцеллюлозе менее 209 мл NO/г и коллоксилине «Н» менее 189 мл NO/г приводит к увеличению массы порохового заряда и, как следствие, повышению пороховых газов в канале ствола оружия. Увеличение оксида азота в нитроцеллюлозе более 210,5 мл NO/г и коллоксилине «Н» более 194,5 мл NO/г улучшает баллистические характеристики пороха, однако верхний предел содержания оксида азота в мелкозерненом пироксилиновом порохе и коллоксилина «Н» в баллиститном порохе марок НБл и НБпл с истекшими гарантийными сроками хранения ограничен их изготовлением.

В таблице приведены характеристики разработанного состава сферического пороха, выполненного в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5).

По техническим условиям: средняя скорость пули в баллистической группе - не менее 550 м/с; разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пуль - не более 35 м/с; максимальное давление пороховых газов в баллистической группе: среднее - не более 264,7 МПа, наибольшее - не более 313,7 МПа.

Из приведенных данных таблицы видно, что полученный по разработанному авторами составу (примеры 1…3) СФП для спортивно-охотничьего патрона .30 CARBINE (7,62×33) удовлетворяет всем требованиям по баллистическим характеристикам. За пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный СФП не удовлетворяет требованиям по скорости полета пуль, разбросу скорости полета пуль и давлению пороховых газов в канале ствола оружия.

Таблица
Физико-химические и баллистические характеристики изготовленных образцов пороха
Наименование показателя	Пример (Пр. №1)	Пр. №2	Пр. №3	Пр. №4	Пр. №5
Нитроглицерин, мас.%	15	26	38	14	38
Централит I или централит II, мас.%	3,0	6,0	9,0	2,0	10,0
Динитротолуол, мас.%	0,5	1,5	2,5	0,4	3,0
Дифениламин, мас.%	0,2	0,6	1,0	0,1	1,2
Этилацетат, мас.%	0,6	0,7	0,8	0,4	0,8
Связанный графит, в том числе углерод технический 0,1…0,2 мас.%	0,2	0,4	0,6	0,1	0,5
Графит свободный, мас.%	0,02	0,025	0,03	0,01	0,04
Влага, мас.%	0,2	0,5	0,8	0,1	1,0
Нитроцеллюлоза с объемной концентрацией оксида азота, мл NO/г	209	210	210,5	208	210
Коллоксилин «Н» с объемной концентрацией оксида азота, мл NO/г	189	191	194,5	189	194,5
Насыпная плотность, кг/дм3	0,926	0,936	0,945	0,850	0,930
Химическая стойкость, мм рт.ст.	25	25	25	25	25
Пористость, %	4	4,5	5,0	10	12
Баллистические характеристики:
Масса заряда, г	0,83	0,85	0,91	0,79	0,98
Средняя скорость пули в баллистической группе, м/с	558	553	559	530	490
Разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета пуль, м/с	13	6	15	38	40
Максимальное давление пороховых газов в баллистической группе, МПа
среднее	221	233,2	258,8	269,6	230,4
наибольшее	234,1	258,9	302	327,5	261,8

Литература

1. Патент США №2843584.

2. Патент США №3378545.

3. Патент РФ №2268869 (С06В 25/24).

Сферический порох для спортивно-охотничьего патрона .30 CARBINE (7,62×33), включающий нитроцеллюлозу, нитроглицерин, дифениламин, централит, графит, этилацетат и влагу, отличающийся тем, что сферический порох содержит динитротолуол, централит I или II, а в качестве исходного сырья содержит нитроцеллюлозу и коллоксилин «Н» при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нитроглицерин	15,0-38,0
централит I или централит II	3,0-9,0
динитротолуол	0,5-2,5
дифениламин	0,2-1,0
этилацетат	0,6-0,8
связанный графит,
в том числе углерод технический 0,1-0,2	0,2-0,6
мас.% свободный графит не более	0,02-0,03
влага	0,2-0,8
нитроцеллюлоза с объемной концентрацией
оксида азота 209-210,5 мл NO/г	20,0-35,0
коллоксилин «Н» с объемной концентрацией
оксида азота 189-194,5 мл NO/г	остальное