ЗАРЯД ИЗ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА ДЛЯ ДРОБОВЫХ ПАТРОНОВ К ГЛАДКОСТВОЛЬНОМУ ОРУЖИЮ
CHARGE OF SPHERICAL POWDER FOR SCATTER CARTRIDGES FOR SMOOTH-BORE GUNS

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для зарядов к стрелковому оружию.
Известен ряд зарядов для патронов к гладкоствольному оружию, выпускаемых для охотничьих и спортивных целей, содержащих пороха РУДС (ТУ 84-859-80), «Сокол» (ГОСТ 22781-77) и «Барс» (ТУ 84-720-77).
В заряде из пороха марки «Барс» используется двухосновный СФП со средним диаметром зерен 0,45±0,05 мм, состоящий из фракций 0,25…0,5 мм, более 0,5 мм и менее 0,25 мм не более 6,0 мас.%. Данный заряд, выпускаемый отечественной промышленностью, имеет следующие недостатки:
2
2
1. Высокое дульное давление пороховых газов (54…59 кгс/см) при норме - не более 55 кгс/см. Это приводит к тому, что до 80% промышленно изготавливаемых партий не соответствуют предъявляемым требованиям.
2. Высокое среднее давление пороховых газов в канале ствола оружия.
3. Заряд имеет массу, близкую к предельно допустимой, что обуславливает получение высокой энергоотдачи при выстреле, и как следствие, к быстрой утомляемости стрелка.
4. Высокая теплота сгорания 4,34…4,44 МДж/кг (норма по техническим условиям 4,27±0,1 МДж/кг).
5. Высокая гигроскопичность сферического пороха в заряде, что приводит к изменению баллистических характеристик при выстреле.
3
В качестве прототипа авторами выбран заряд из сферического пороха (заявка №4755169/40-23 (133488) от 30.10.89 г.), по которой заряд для спортивно-охотничьих патронов 12, 16, 20 калибров, содержащий пороховые сферические нефлегматизированные, с целью снижения массы порохового заряда и дульного давления пороховых газов при выстреле, выполнен из пироксилинового пороха с насыпной плотностью 0,500…0,750 кг/дм, теплотой горения 3,70…4,15 МДж/кг, при следующем соотношении размеров зерен в процентах массы заряда:
0,4…0,315 мм
50…70%
0,315…0,2 мм
30…45%
более 0,4 мм
и менее 0,2 мм
0…5%
Недостатком такого порохового заряда 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 в канале ствола оружия.
Целью изобретения является снижение гигроскопичности сферического пороха в пороховом заряде, а также снижение массы порохового заряда и дульного давления при выстреле.
3
Поставленная цель достигается тем, что пористый сферический порох для порохового заряда, 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, 05…1,0 мас.% дифениламина, с насыпной плотностью 0,60…0,80 кг/дм, размером пороховых элементов 0,7…0,4 мм, обработанных с поверхности по отношению к пороху 0,15…0,35 мас.% графита марки С-1 совместно с 0,05…0,10 мас.% вазелинового масла, при следующем массовом соотношении фракций, %:
0,7…0,4 мм
не менее 95
более 0,7 мм и менее 0,4 мм
не более 5
Вид охотничьего патрона для охотничьих ружей представлен на фиг. Патрон состоит из гильзы 1 с капсюлем-воспламенителем 2, в которую помещен пороховой заряд 3, прокладки 4, войлочного пыжа 5, дроби охотничьей 6 и прокладки 7.
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, 0,5…1,0 мас.% дифениламина обеспечивают получение СФП с равномерно распределенной пористостью. Это позволяет повысить скорость горения порохового заряда. В основном пороховой заряд сгорает в казенной части оружия, а пороховые газы работают по длине ствола оружия.
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 порохового заряда выполняет роль стабилизатора химической стойкости. Снижение дифениламина менее 0,5 мас.% приводит к снижению химической стойкости порохового заряда, а увеличение дифениламина более 1,0 мас.% приводит к снижению энергетики пороха.
3
3
3
Насыпная плотность СФП в пределах 0,60…080 кг/дм обеспечивает заданную скорость горения порохового заряда. Уменьшение насыпной плотности пороха менее 0,60 кг/дм приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия при низкой массе порохового заряда, а увеличение насыпной плотности более 0,80 кг/дм приводит к увеличению массы порохового заряда и неполному его сгоранию в канале ствола оружия.
Пороховые элементы порохового заряда размером 0,7…0,4 мм обеспечивают стабильные баллистические характеристики. Увеличение пороховых элементов более 0,7 мм приводит к неполному сгоранию их в канале ствола оружия, а уменьшение пороховых элементов менее 0,4 мм приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия.
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 0,1 мас.% приводит к снижению энергетики и сыпучести пороха.
2
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.
Физико-химические и баллистические характеристики сферического пороха в пороховом заряде 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) приведены в таблице.
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 порохового заряда 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 марки С-1, 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/дм<sup>3</sup>
0,60
0,70
0,80
0,50
0,90
Фракция пороха 0,7…0,4 мм, мас.%
96
97
95
90
89
Сумма крупноты и мелочи, мас.%
4
3
5
10
11
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/см<sup>2</sup>
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/см<sup>2</sup>
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, рассмотренные составы по предлагаемому авторами пороховому заряду имеют величины определенных характеристик в пределах нормативных значений.
2
2
2
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/см, максимальное давление пороховых газов в канале ствола оружия 650…652 кгс/см при дульном давлении на срезе ствола оружия 28…30 кгс/см.
2
2
2
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/см; 651…654 кгс/см; 28…29 кгс/см.
Таким образом, предлагаемый авторами заряд из 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 пороховой заряд из сферического пороха не соответствует требованиям по баллистическим характеристикам.