Сферический порох для 5,6 мм винтовочного патрона повышенной эффективности

Сферический порох для 5,6 мм винтовочного патрона повышенной эффективности

Реферат

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

Известны сферические пороха, содержащие в своем составе в качестве основных энергетических компонентов нитраты целлюлозы (НЦ) и нитроглицерин, а также стабилизатор химической стойкости, технологические добавки (этилацетат, вода), катализаторы горения или флегматизаторы [1-5]. Указанные пороха или не удовлетворяют требованиям баллистических характеристик в высокоэффективных стрелковых системах серии «Ковбой» из-за превышения давления пороховых газов или их необходимо флегматизировать, чтобы обеспечить соответствующую прогрессивность горения, а это приводит к значительным дополнительным трудозатратам или они не удовлетворяют требованиям по полноте сгорания заряда.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) [6] является сферический пироксилиновый порох для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона кольцевого воспламенения, включающий нитроцеллюлозу, дифениламин, технический углерод, графит, этилацетат и влагу, отличающийся тем, что порох содержит нитроцеллюлозу от пироксилиновых мелкозерненых порохов с истекшим гарантийным сроком хранения при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

- дифениламин - 0,2…0,3;

- технический углерод (сажа) и графит в соотношении по массе (2:1)…(6:1)-0,3…0,8;

- этилацетат - 0,6…1,5; - влага - 0,3…0,8;

- нитроцеллюлоза с содержанием оксида азота 209…210,5 мл NO/г - остальное.

Известный порох обеспечивает баллистические характеристики заряда в патронах «Снайпер», «Стандарт» с массой пули 2,58-2,60 г. Скорость пули на расстоянии 10 м от дульного среза составляет 315-325 м/с. Недостатком прототипа является невозможность использования данного пороха в охотничьих патронах «Ковбой» со скоростью пуль до 400 м/с из-за превышения давления пороховых газов при увеличении массы заряда.

Задачей изобретения является разработка СФП для 5,6 мм винтовочных патронов повышенной эффективности, имеющих скорость (V₁₀) равную 385-405 м/с.

Задача решается за счет того, что сферический порох, включающий нитраты целлюлозы, дифениламин, влагу, этилацетат, сажу и графит, дополнительно содержит динитрат диэтиленгликоля (ДНДЭГ) и гексоген при следующем соотношении компонентов, мас.%:

динитрат диэтиленгликоля	16,0-23,0
гексоген	20-50
дифениламин	0,5-1,0
этилацетат	0,1-1,0
влага	0,2-0,6
сажа	0,5-1,5
графит	0,1-0,2
нитраты целлюлозы	остальное,

а в качестве нитратов целлюлозы могут использоваться все виды НЦ, включая плотные формы устаревших порохов.

Гексоген в составе пороха выполняет функцию объемного флегматизатора - постактивного компонента, т.е. соединения, вступающего в процесс горения с определенной временной задержкой (при определнном пороговом значении температуры). За счет аккумуляции энергии в начальный момент сгорания заряда частицами гексогена интенсивность газообразования снижается на 40-50%, а это способствует платообразному горению со смещением пика максимального давления в сторону дульного среза. Поэтому при аналогичном давлении пороховых газов достигается эффект увеличения скорости пули. Чем меньше содержание гексогена, тем меньше прирост скорости. Увеличение более 50 мас.% дальнейшего эффекта не дает.

ДНДЭГ позволяет регулировать пористостью гранулы в более широких пределах и при содержании гексогена 50 мас.% за счет эффекта уплотнения позволяет обеспечить требуемые характеристики пороха. Уменьшение содержания ДНДЭГ менее 16,0 мас.% приводит к снижению плотности гранул ниже допустимого значения при максимальном вводе гексогена. А увеличение ДНДЭГ более 23,0 мас.% дальнейшего эффекта уплотнения гранул не дает.

Увеличение содержания дифениламина (ДФА) более 0,8 мас.% нецелесообразно, так как это приводит к снижению энергетических характеристик, а необходимая химическая стойкость пороха уже обеспечивается. Снижение ДФА менее 0,5 мас.% снижает химическую стойкость пороха и усложняет равномерное распределение его по объему гранулы.

Этилацетат и вода являются технологическими компонентами, остающимися в порохе после его изготовления. Их содержание определяется условиями формирования гранул. Массовая доля влаги зависит от режимов сушки, но не должна быть выше 0,8 мас.%, чтобы не снижать энергетические характеристики пороха. Уменьшение влаги менее 0,2 мас.% экономически нецелесообразно, так как при этом увеличивается время сушки.

Сажа и графит используются как антистатические добавки для снижения электризуемости пористых гранул пороха и улучшения сыпучести.

В таблице приведены составы СФП и пороха прототипа в пределах граничных условий и за их пределами.

Из данных таблицы видно, что пороха, изготовленные по заявленному составу, обеспечивают баллистические характеристики (скорость пули ≈ 400 м/с, в пределах ТУ 7506804-111) в 5,6 мм винтовочном патроне «Охотник» с массой пули 2,6 г (примеры 1-3). Скорость пороха увеличивается на 12,5% по сравнению с прототипом.

Пороха, изготовленные за пределами граничных условий, сгорают более дегрессивно (примеры 4,5), что не обеспечивает скоростные характеристики патрона или наблюдается более высокое давление пороховых газов из-за снижения насыпной плотности вследствие повышения пористости гранул при увеличении содержания наполнителя. Таким образом, полученные СФП обеспечивают баллистические характеристики винтовочных патронов «Охотник» повышенной эффективности с массой пули 2,6 г.

Таблица
Наименование показателя	Составы сферических порохов
Пример 1	Пример 2	Пример 3	Пример 4	Пример 5	Прототип
Массовая доля компонентов, %: нитраты целлюлозы	54,8	49,0	30,7	57,8	24,3	96,6
ДНДЭГ	23,0	18,2	16,0	29,7	12,8	-
гексоген	20	30	50	10	60	-
ДФА	0,8	0,7	0,5	0,8	0,7	0,6
этилацетат	0,1	0,5	1,0	0,5	0,9	1,3
влага	0,6	0,4	0,2	0,3	0,5	0,6
сажа	0,5	1,0	1,5	0,7	0,6	0,7
графит	0,2	0,2	0,1	0,2	0,2	0,2
Удельная теплота сгорания, МДж/кг	3,79	3,84	4,11	3,69	4,74	3,24
Насыпная плотность, г/см3	0,84	0,86	0,89	0,85	0,80	0,86
Плотность г/см3	1,63	1,58	1,48	1,65	1,43	1,55
Химическая стойкость при 110°С за 5 часов	19	22	15	25	15	27
Баллистические характеристики в 5,6 мм винтовочном патроне «Охотник-410Э» (масса пули 2,6 г)
Масса заряда, г	0,14	0,15	0,16	-	0,16	-
Скорость пули, V10, м/с	382	392	400	-	397	-
Давление пороховых газов, наибольшее, МПа	127,2	125,8	127,1	-	128,5	-
Баллистические характеристики в 5,6 мм винтовочном патроне «Охотник-370Э» (масса пули 2,6 г)
Масса заряда, г	0,14	0,12	0,11	0,16	0,15	-
Скорость пули, V10, м/с	365	367	380	340	345	-
Давление пороховых газов, наибольшее, МПа	120,5	122,9	123,1	125,1	128,7	-
Примечание. Требования ТУ 7506804-111: масса заряда 0,100-0,160 г, скорость V10=385-405 м/с, максимальное давление пороховых газов не более 127,7 МПа.
Требования ТУ 7506804-149: масса заряда 0,100-0,160 г, скорость V10=360-380 м/с, максимальное давление пороховых газов не более 127,7 МПа.

Источники информации

1. Патент РФ №2268869 (2006), МПК С06В 25/24. Сферический порох.

2. Патент РФ №1784117 (1992), МКИ С06В 25/18. Сферический пироксилиновый порох для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона.

3. Патент РФ №1808191 (1992), МКИ С06В 25/22. Сферический пироксилиновый порох для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона.

4. Патент РФ №2421433 (2011), МПК С06В 25/24. Сферический порох.

5. Патент РФ №2456258 (2012), МПК С06В 25/18. Сферический пироксилиновый порох для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона кольцевого воспламенения.

6. Патент РФ №2451651 (2012), МПК С06В 25/18. Сферический пироксилиновый порох для 5,6 мм спортивно-винтовочного патрона кольцевого воспламенения.

Сферический порох для 5,6 мм винтовочного патрона повышенной эффективности, включающий нитраты целлюлозы, дифениламин, влагу, этилацетат, сажу и графит, отличающийся тем, что дополнительно содержит динитрат диэтиленгликоля (ДНДЭГ) и гексоген при следующем соотношении компонентов, мас.%:

динитрат диэтиленгликоля	16,0-23,0,
гексоген	20-50
дифениламин	0,5-1,0
этилацетат	0,1-1,0
влага	0,2-0,6
сажа	0,5-1,5
графит	0,1-0,2
нитраты целлюлозы	остальное,

а в качестве нитратов целлюлозы могут использоваться все виды НЦ, включая плотные формы устаревших порохов.