СФЕРИЧЕСКИЙ ПИРОКСИЛИНОВЫЙ ПОРОХ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНОГО ПАТРОНА
PYROXILINE PELLET POWDER FOR CONSTRUCTION AND INSTALLATION CARTRIDGE

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия и строительно-монтажных патронов.
В патентах США (№№ 2843584, 3378545) предложены способы получения СФП для стрелкового оружия, заключающиеся в измельчении мелкозерненых пироксилиновых порохов в водной среде с последующим растворением в растворителе, диспергировании порохового лака на сферические частицы и отгонке растворителя из них. Однако применение таких порохов в строительно-монтажном патроне не обеспечивает заданных характеристик.
2
Наиболее близким техническим решением является порох для строительно-монтажных и пистолетных патронов [патент RU 2254313 C1, C06B 25/24] - прототип, включающий пироксилин с объемной концентрацией окиси азота не менее 212 мл/г, пороховое зерно имеет отношение толщины горящего свода к диаметру в пределах 0,273…0,420, при этом удельная поверхность пороховых зерен составляет 230…290 см/г, теплота горения 1165…1210 ккал/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
пироксилин с содержанием оксида азота не менее 212 мл/г
71…75
нитроглицерин
23…28
централит
0,1…0,2
дифениламин
0,4…0,5
этилацетат
0,01…0,5
графит
0,01…0,1
этилацетат
0,6…1,5
вода
остальное
Использование данного СФП в строительно-монтажных патронах не обеспечивает заданных характеристик по дымообразованию и загрязненности ствола в строительно-монтажном пистолете.
Техническим результатом изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик строительно-монтажного патрона за счет снижения дымообразования в процессе выстрела и загрязненности ствола строительно-монтажного пистолета.
Технический результат достигается в сферическом пироксилиновом порохе для строительно-монтажного патрона, включающем нитроцеллюлозу, дифениламин (ДФА), графит, этилацетат (ЭА) и влагу за счет того, что сферический порох выполнен из НЦ с содержанием оксида азота 212,5…214,0 мл NO/г, с размером пороховых элементов 0,2…0,4 мм, пористостью 26…30%, насыпной плотностью 0,65…0,70 кг/дм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
дифениламин
0,5…1,1
графит
0,1…0,3
этилацетат
0,4…0,9
влага
0,2…0,9
нитроцеллюлоза с содержанием оксида азота 212,5…214,0 мл NO/г
остальное
Сферический порох, состоящий из НЦ с содержанием оксида азота 212,5…214,0 мл NO/г, 0,5…1,1 мас.% ДФА, 0,1…0,3 мас.% графита, 0,4…0,9 мас.% ЭА и 0,2…0,9 мас.% влаги, обеспечивает стабильные баллистические характеристики в строительно-монтажном пистолете.
Нитроцеллюлоза в составе СФП выполняет роль энергетической и структурирующей основы. Снижение содержания оксида азота в составе пороха менее 212,5 мл NO/г приводит к увеличению массы порохового заряда и задымленности при выстрелах, а увеличение оксида азота более 214,0 мл NO/г связано с технологическими трудностями и увеличением трудозатрат на его изготовление.
Дифениламин в составе СФП выполняет роль стабилизатора химической стойкости. Уменьшение ДФА менее 0,4 мас % приводит к снижению химической стойкости пороха, а увеличение ДФА более 1,1 мас.% приводит к снижению энергетических характеристик пороха.
Графит в составе пороха выполняет роль технологической добавки, которая улучшает сыпучесть пороха и снижает электростатические характеристики. Снижение графита менее 0,1 мас.% ухудшает сыпучесть и электростатические характеристики пороха, а увеличение графита более 0,3 мас.% приводит к пылению графита в процессе снаряжения патронов на роторных линиях.
Этилацетат и влага выполняют роль технологических добавок. Снижение ЭА в составе пороха менее 0,4 мас.% и влаги менее 0,2 мас.% связано с технологическими трудностями и опасностью ведения технологического процесса, а увеличение ЭА более 0,9 мас.% и влаги более 0,9 мас.% приводит к увеличению массы порохового заряда и, как следствие, к увеличению задымленности.
3
3
3
Пористость пороховых элементов составляет 26…30%, а насыпная плотность 0,65…0,70 кг/дм. Увеличение пористости более 30% и уменьшение насыпной плотности менее 0,65 кг/дм приводит к высокому давлению пороховых газов в канале ствола пистолета, а уменьшение пористости менее 26% и увеличение насыпной плотности более 0,70 кг/дм приводит к увеличению массы порохового заряда и дымообразованию.
В таблице приведены характеристики разработанного СФП, выполненного в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5).
По таблице выпускаются 4 вида коротких строительно-монтажных патрона: К-1 - слабый, К-2 - средний, К-3 - сильный, К-4 - сверхсильный. Масса заряда для К-1 - ω≤0,2 г; для К-2 - ω≤0,22 г; для К-3 - ω≤0,25 г; для К-4 - ω≤0,27 г.
При испытании величина проглубления в стальной пластине для K-1 - 3±0,5 мм; для K-2 - 3,5±0,5 мм; для K-3 - 4±0,5 мм; для K-4 - 4,5±0,5 мм.
Из приведенных данных таблицы следует, что разработанный авторами заряд из пироксилинового СФП с пористостью от 26 до 30% (примеры 1…3) удовлетворяет всем требованиям для короткого строительно-монтажного патрона K-1, K-2, K-3, K-4. При этом масса заряда была снижена на 0,04…0,07 г. Разброс между максимальным и минимальным проглублением не превышает 0,84 мм. Чистка строительно-монтажных пистолетов от копоти проводилась через 1000…1200 выстрелов.
За пределами граничных условий заряд из СФП для строительно-монтажного патрона не обеспечивает заданных характеристик (примеры 4, 5).
Заряд, полученный по прототипу (пример 6), имеет высокую массу порохового заряда (0,27 г), большой разброс между максимальным и минимальным проглублением (0,88 мм). Выстрелы сопровождаются дымообразованием, и чистка строительно-монтажного пистолета от копоти проводится через 600 выстрелов.
Таким образом, разработанный авторами заряд для строительно-монтажного патрона позволит:
- снизить массу заряда для всех типов коротких строительно-монтажных патронов (K-1, K-2, K-3, K-4);
- уменьшить разброс между максимальной и минимальной величиной проглубления;
- уменьшить дымообразование в процессе выстрела;
- увеличить ресурс без чистки строительно-монтажного пистолета до 1000…1200 выстрелов.
Характеристики порохового заряда из СФП для строительно-монтажного патрона
Показатели
Разработанный заряд
ПрототипПр.№6
Пример (Пр.№1)
Пр.№2
Пр.№3
Пр.№4
Пр.№5
Нитроцеллюлоза, мл NO/г
212,5
213,0
214,0
210,0
214,0
213,5
Дифениламин, мас.%
0,5
0,6
1Д
0,3
1,5
1,3
Графит, мас.%
0,1
0,2
0,3
0,08
0,5
0,4
Этилацетат, мас.%
0,4
0,6
0,9
0,4
1,5
1,2
Влага, мас.%
0,2
0,6
0,9
0,2
1,6
1,0
Насыпная плотность,кг/дм<sup>3</sup>
0,65
0,67
0,70
0,61
0,75
0,72
Пористость сферических частиц, %
26
28
30
20
40
5
Количество вводимого графита, %
од
0,15
0,3
0,05
0,4
0,8
Содержание влаги в СФП, %
0,5
0,4
0,1
0,1
0,8
0,6
Строительно-монтажный патрон
К-1-короткий слабый
масса заряда, г
0,141
0,141
0,141
0,21
0,22
0,18
средняя величина проглубления, мм
3,25
3,26
3,28
2,41
2,52
2,9
наибольшая величина проглубления, мм
3,51
3,48
3,45
2,68
6,72
3,2
наименьшая величина проглубления, мм
3,01
3,12
3,11
1,34
4,41
2,1
разброс величины проглубления, мм
0,51
0,36
0,35
1,34
1,31
1Д
К-2-короткий средний
масса заряда, г
0,159
0,158
0,159
0,28
0,25
0,21
средняя величина проглубления, мм
3,62
3,72
3,71
2,61
2,81
3,5
наибольшая величина проглубления, мм
3,95
4,00
3,98
3,01
3,21
3,82
наименьшая величина проглубления, мм
3,11
3,65
3,72
1,91
1,96
2,41
разброс величины проглубления, мм
0,84
0,35
0,28
1,10
1,25
1,41
Продолжение таблицы
К-3-короткий сильный
масса заряда, г
0,18
0,181
0,18
0,27
0,26
0,25
средняя величина проглубления, мм
4,51
4,50
4,52
3,51
3,68
4,32
наибольшая величина проглубления, мм
4,77
4,75
4,78
3,81
3,90
4,68
наименьшая величина проглубления, мм
4,07
4,50
4,42
2,21
2,46
3,21
разброс величины проглубления, мм
0,70
0,25
0,36
1,60
1,44
1,47
К-4-короткий сверхсильный
масса заряда, г
0,200
0,200
0,200
0,32
0,31
0,27
средняя величина проглубления, мм
5,03
5,00
5,01
3,9
4,2
4,95
наибольшая величина проглубления, мм
5,21
5,23
5,12
4,6
4,8
5,10
наименьшая величина проглубления, мм
4,95
4,98
4,72
3,1
3,1
3,22
разброс величины проглубления, мм
0,26
0,25
0,40
1,5
1,7
1,88
Дымообразование
отс.
отс.
отс.
имеет
имеет
имеет
Количество выстрелов без чистки пистолета
1000
1200
1100
400
500
600