СФЕРИЧЕСКИЙ ПОРОХ ДЛЯ СПОРТИВНО-ОХОТНИЧЬЕГО ПАТРОНА .30 CARBINE (7,62×33)
SPHERICAL POWDER FOR SPORTING FOWLING PIECE CARTRIDGE CARBINE (7,62×33)

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/дм<sup>3</sup>
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).