СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА ДЛЯ 9 мм ПИСТОЛЕТНОГО ПАТРОНА
METHOD TO PRODUCE SPHERICAL PYROXILIC POWDER FOR 9 mm PISTOL CARTRIDGE

Изобретение относится к области производства сферических порохов (СФП) для патронов к стрелковому оружию.
5
7
Известны способы получения СФП по эмульсионной технологии (патент США №3917767 от 4.11.1975 г., МКИ C06B 21/00; патент РФ №1727375, заявка 4804112 от 19.03.90 г., МКИ C06B 21/00, патент РФ №2201912, заявка 2001107710 от 22.03.2001 г., МПК C06B 21/00, 25/18), основные стадии которых протекают в водной среде с применением простого емкостного оборудования с мешалками, что повышает уровень безопасности производства.
Пороха, полученные по указанным способам, характеризуются низкой насыпной плотностью, в результате чего они не обеспечивают баллистические характеристики в 9 мм пистолетном патроне.
7
Наиболее близким способом к предлагаемому техническому решению является эмульсионный способ получения двухосновного СФП, который можно применять в оружии с низким допустимым максимальным давлением (патент США №3917767, МПК C06B 21/00 - прототип), включающий приготовление порохового лака в водной среде, диспергирование на сферические частицы, обезвоживание пороховых частиц сернокислым натрием и удаление растворителя.
Недостатком прототипа является то, что применение высокопористого СФП с высокой концентрацией нитроглицерина (НГц) в 9 мм пистолетном патроне приводит к резкому возрастанию среднего максимального давления пороховых газов в канале ствола оружия уже при малой массе порохового заряда.
Задачей предлагаемого изобретения является получение плотного СФП с равномерно распределенной пористостью в сферических элементах и обеспечение стабильности баллистических характеристик в 9 мм пистолетном патроне.
Технический результат достигается тем, что первоначально готовят пластифицированную пороховую массу, состоящую из 68…72 мас.% пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 212…214 мл NO/г и 28…32 мас.% НГц, 0,3…0,5 мас.% дифениламина (ДФА) и 0,2…0,4 мас.% централита II (Ц II), после чего в реактор заливают 1,7…3,6 мас.ч. воды по отношению к пороховой массе и пироксилину 1 Пл и при перемешивании загружают 78…82 мас.% пороховой массы и 18…22 мас.% пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 212…214 мл NO/г, заливают 2,5…3,5 части этилацетата (ЭА) на одну часть пороховых компонентов и в течение 40…60 минут готовят пороховой лак при температуре 58…60°C, а затем после ввода эмульгатора (клея мездрового) в количестве 0,8…4,0 мас.% по отношению к воде ведут диспергирование порохового лака при температуре 60…68°C в течение 40…60 минут, вводят обезвоживающую соль в количестве 0,8…3,0 мас.% по отношению к воде и после истечения 20…30 минут ведут отгонку растворителя известным способом.
Примеры выполнения способа получения СФП для 9 мм пистолетного патрона в пределах граничных условий (примеры 1…3), а также за их пределами (примеры 4, 5) приведены в таблице.
3
Пример 1. Предварительно готовится пластифицированная пороховая масса, состоящая из 68 мас.% пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 212 мл NO/г и 32 мас.% НГц, 0,3 мас.% ДФА и 0,2 мас.% Ц II. В реактор объемом 1,57 м заливается 170 литров воды и при перемешивании загружается 78 кг пороховой массы и 22 кг пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 212 мл NO/г, заливается 250 литров ЭА и при температуре 58°C в течение 40 минут готовится пороховой лак. После приготовления порохового лака в реактор вводится 1,36 кг клея мездрового и при температуре 60…68°C в течение 60 минут ведется дробление порохового лака на сферические частицы, а затем вводится 1,36 кг сернокислого натрия (обезвоживающая соль) и после истечения 20 минут ведут отгонку растворителя известным способом. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики СФП приведены в таблице.
3
Пример 2. Предварительно готовится пластифицированная пороховая масса, состоящая из 70 мас.% пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 213 мл NO/г и 30 мас.% НГц, 0,4 мас.% ДФА и 0,3 мас.% Ц II. В реактор объемом 1,57 м заливается 215 литров воды и при перемешивании загружается 80 кг пороховой массы и 20 кг пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 213 мл NO/г, заливается 300 литров ЭА и при температуре 59°C в течение 50 минут готовится пороховой лак. После приготовления порохового лака в реактор вводится 5,16 кг клея мездрового и при температуре 60…68°C в течение 50 минут ведется дробление порохового лака на сферические частицы, а затем вводится 4,1 кг сернокислого натрия (обезвоживающая соль) и после истечения 25 минут ведут отгонку растворителя известным способом. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики СФП приведены в таблице.
3
Пример 3. Предварительно готовится пластифицированная пороховая масса, состоящая из 72 мас.% пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 214 мл NO/г и 28 мас.% НГц, 0,5 мас.% ДФА и 0,4 мас.% Ц II. В реактор объемом 1,57 м заливается 360 литров воды и при перемешивании загружается 82 кг пороховой массы и 18 кг пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 214 мл NO/г, заливается 350 литров ЭА и при температуре 60°C в течение 60 минут готовится пороховой лак. После приготовления порохового лака в реактор вводится 14,4 кг клея мездрового и при температуре 60…68°C в течение 40 минут ведется дробление порохового лака на сферические частицы, а затем вводится 10,8 кг сернокислого натрия (обезвоживающая соль) и после истечения 30 минут ведут отгонку растворителя известным способом. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики СФП приведены в таблице.
Примечание. Требования, предъявляемые к 9 мм пистолетному патрону: масса пули 5,1…5,4 г; масса заряда не более 0,5 г; средняя скорость полета пули 445…465 м/с; разброс между наибольшим и наименьшим значением скорости полета пуль не более 30 м/с; максимальное давление пороховых газов в канале ствола оружия в группе из 10 выстрелов: среднее не более 274,5 МПа, наибольшее не более 294,1 МПа; разброс между наибольшим и наименьшим значением давления пороховых газов не более 34,3 МПа.
Из приведенных результатов таблицы видно, что по разработанному авторами способу (примеры 1…3) полученный СФП имеет высокую насыпную плотность и низкую пористость пороховых элементов, что позволило обеспечить требуемые баллистические характеристики в 9 мм пистолетном патроне. За пределами граничных условий (примеры 4, 5) баллистические показатели не удовлетворяют как по скорости полета пули, так и по давлению пороховых газов в канале ствола оружия.
Таблица
Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики изготовленных образцов пороха
Наименование показателя
Пример (Пр. №1)
Пр. №2
Пр. №3
Пр. №4
Пр. №5
Количество пироксилина 1 Пл в составе пластифицированной пороховой массы, мас.%
68
70
72
60
80
Содержанием оксида азота в пироксилине 1 Пл, мл NO/г
212
213
314
212,5
214
Количество нитроглицерина, мас.%
32
30
28
40
20
Количество дифениламина, мас.%
0,3
0,4
0,5
0,2
0,6
Количество централита II, мас.%
0,2
0,3
0,4
0,1
0,5
Объем реактора, м<sup>3</sup>
1,57
1,57
1,57
1,57
1,57
Количество воды, л
170
215
360
160
370
Количество пороховой массы, кг
78
80
82
76
80
Количество пироксилина 1 Пл, кг
22
20
18
24
20
Содержанием оксида азота в пироксилине, мл NO/г
212
213
214
214
212
Количество этилацетата, л
250
300
350
240
360
Температура среды, °C
58
59
60
57
65
Время приготовления порохового лака, мин
40
50
60
30
65
Количество клея мездрового, кг
1,36
5,16
14,4
1,24
15
Температура диспергирования порохового лака, °C
60…68
60…68
60…68
60…68
60…68
Время диспергирования порохового лака, мин.
60
50
40
65
30
Количество сернокислого натрия, кг
1,36
4,1
10,8
1,20
12
Время обезвоживания частиц, мин
20
25
30
15
35
Насыпная плотность пороха, кг/дм<sup>3</sup>
1,014
1,025
1,010
0,910
0,890
Химическая стойкость, мм рт.ст.
Пористость, %
3,0
2,0
4,0
10,0
12,0
Баллистические характеристики
Масса пули, г
5,1…5,4
5,1…5,4
5,1…5,4
5,1…5,4
5,1…5,4
Масса заряда, г
0,43
0,43
0,44
0,41
0,47
Средняя скорость пули, м/с
460
460
459
398
410
Разброс между наибольшим и наименьшим значением скорости полета пуль, м/с
8
7
10
40
38
Максимальное давление пороховых газов в баллистической группе из 10 выстрелов, МПа
Среднее
263,7
265,7
265,9
276,5
280,4
Наибольшее
268,6
270,6
272,5
299,0
308,8
Разброс между наибольшим и наименьшим значением давления пороховых газов
5,9
7,6
6,4
39,2
34,3