СФЕРИЧЕСКИЙ ПОРОХ ДЛЯ ДРОБОВЫХ ОХОТНИЧЬИХ РУЖЕЙ 12, 16, 20 КАЛИБРОВ
SPHERICAL GUNPOWDER FOR HUNTING SHOTGUNS OF 12, 16, 20 CALIBRES

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.
В патентах США [1, 2] представлены 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.
Недостатком полученных порохов по указанному способу является то, что пороха не обеспечивают баллистические характеристики в дробовых охотничьих ружьях 12, 16, 20 калибров.
Наиболее близким техническим решением (прототип) является способ получения СФП для охотничьего оружия [3], где СФП состоит из пироксилина №1 или пироксилина №1 с возвратно-технологическими отходами, 0,6…1,2 мас.% дифениламина (ДФА), 0,3…1,0 мас.% технического углерода, медь (II)-свинец (II) фталат оксида (ФМС) в количестве 0,5…2,5 мас.% от массы пироксилина №1, этилацетата (ЭА), влаги.
Недостатком полученного СФП является то, что он обеспечивает низкую стабильность баллистических характеристик в охотничьих патронах для дробовых ружей 12, 16, 20 калибров.
Целью изобретения является разработка СФП к патронам для охотничьих ружей 12, 16, 20 калибров с низкой массой порохового заряда, низким дульным давлением, низкой пламенностью и звуком при выстреле.
Поставленная цель достигается тем, что СФП к патрону для охотничьих ружей 12, 16 и 20 калибров выполнен из смеси 70…90 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 209,0…210,5 мл NO/г и 10…30 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- дифениламин
0,3…1,0
- графит
0,1…0,6
- этилацетат
0,3…0,8
- влага
0,4…0,9
- смесь 70-90 мас.% пироксилина с содержанием
оксида азота 209,0…210,5 мл NO/г и
10-30 мас.% пироксилина с содержанием
оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г
остальное.
Авторами установлено, что применение смеси пироксилина с различным содержанием оксида азота: 70…90 мас.% с содержанием оксида азота 209,0…210,5 мл NO/г и 10…30 мас.% с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г обеспечивает получение СФП с равномерно распределенной пористостью. При этом пороховой заряд сгорает в казенной части оружия, а пороховые газы работают по длине канала оружия. В данном случае догорание пороховых элементов за срезом ствола оружия не происходит.
Увеличение пироксилина с содержанием оксида азота 209,0…210,5 мл NO/г более 90 мас.% и уменьшение пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г менее 10 мас.% приводит к увеличению массы порохового заряда, а уменьшение пироксилина с содержанием оксида азота 209,0…210,5 мл NO/г менее 70 мас.% и пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г более 30 мас.% приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия.
Дифениламин в количестве 0,3…1,0 мас.% в составе СФП выполняет роль стабилизатора химической стойкости. Уменьшение ДФА менее 0,3 мас.% приводит к снижению химической стойкости СФП, а увеличение ДФА более 1,0 мас.% приводит к снижению энергетики пороха.
Графит в составе СФП в количестве 0,1…0,6 мас.% выполняет роль катализатора горения, улучшает сыпучесть пороха и электростатические характеристики. Уменьшение графита менее 0,1 мас.% положительного эффекта не дает, а увеличение графита более 0,6 мас.% приводит к снижению энергетики пороха.
Этилацетат и влага в составе СФП выполняют роль технологических добавок. Уменьшение ЭА менее 0,3 мас.% и влаги менее 0,4 мас.% связано с технологическими трудностями, а увеличение ЭА более 0,8 мас.% и влаги более 0,9 мас.% приводит к снижению энергетики пороха.
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, МПа: среднее 551,9…61,7, наибольшее не более 66,7, дульное давление пороховых газов на срезе ствола оружия не более 3,4.
В таблице приведены результаты физико-химических и баллистических характеристик СФП для охотничьего патрона 12 калибра в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5).
Физико-химические и баллистические характеристики СФП для охотничьего патрона 12 калибра
Наименование показателей
Пример (Пр. №1)
Пр. №2
Пр. №3
Пр. №4
Пр. №5
Пироксилин с содержанием оксида азота 209,0…210,5 мл NO/г, мас.%
70
80
90
60
95
Пироксилин с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г, мас.%
30
20
10
40
5
Дифениламин, мас.%
0,3
0,6
1,0
0,2
1,2
Графит, мас.%
0,1
0,4
0,6
0,05
0,6
Этилацетат, мас.%
0,3
0,5
0,8
0,2
1,2
Влага, мас.%
0,4
0,6
0,9
0,2
1,2
Насыпная плотность, кг/дм<sup>3</sup>
0,52
0,60
0,65
0,48
0,8
Баллистические характеристики
Масса дроби, г
32
32
32
32
32
Масса порохового заряда
1,85
1,84
1,85
1,8
2,1
Скорость полета дробового заряда в баллистической группе на расстоянии 10 мм от дульного среза, м/с
325
326
325
318
321
Разность между наибольшим и наименьшим значениями скорости полета дробового снаряда в баллистической группе, м/с
16
14
15
20
30
Максимальное давление пороховых газов, МПа
Среднее максимальное давление пороховых газов в баллистической группе
55,8
56,8
58,4
66,7
70,5
Наибольшее максимальное давление пороховых газов в баллистической группе
30,4
31,4
30,9
70,6
74,5
Дульное давление
2,4
2,5
2,2
3,3
3,5
Из приведенных данных таблицы видно, что разработанный авторами СФП для охотничьего патрона 12 калибра в пределах граничных условий (примеры 1…3) удовлетворяет всем заданным требованиям. Так масса порохового заряда для патрона 12 калибра снижена до 1,84 г при скорости полета дробового снаряда 325 м/с и среднем минимальном давлении 57,8 МПа. При этом дульное давление пороховых газов на срезе ствола оружия не превышает 2,5 МПа. Это позволяет снизить отдачу при выстреле, повысить кучность и снизить пламенность.
За пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный СФП не удовлетворяет требованиям баллистических характеристик.
Источники информации
1. Патент США №2843584
2. Патент США №3378545
3. Патент РФ №1727375 (C06B 21/00)