Электровоспламенительный состав для патронных капсюлей к нелетальному оружию
ELECTRIC IGNITION COMPOSITION FOR CARTRIDGE PRIMERS TO NON-LETHAL WEAPONS

Изобретение относится к области пиротехнических производств, а именно к производству электровоспламенительных составов (ЭВС), используемых при изготовлении электрических средств инициирования (СИ) для систем нелетального оружия.
В настоящее время возрос определенный спрос на специальные виды боеприпасов к оружию нелетального действия. Это оружие, на основе физических принципов воздействия на объекты, делится на несколько групп. Наиболее распространенная группа характеризуется действием механического элемента (специально разработанных резиновых пуль) с ограниченной кинетической энергией, что вызывает при применении сильные болевые ощущения. Использование в данном виде оружия патронов травматического действия с электрическим воспламенением, требует разработки специального патронного капсюля и ЭВС, оптимизированного под характеристики нового оружия (должен обеспечивать минимальную задержку между подачей напряжения и воспламенением). Существующие технологии изготовления ЭВС не обеспечивают необходимую точность, надежность и безопасность, а также постоянство технологических характеристик для использования их в патронном капсюле для систем нелетального оружия [ГОСТ Р 51611-2000, ГОСТ Р 51589-2000]. При изготовлении ЭВС и снаряжении изделий сохраняется высокая опасность производства практически на всех этапах технологического процесса. Технологии изготовления отечественных ЭВС имеют первый класс опасности, так как содержат компоненты чувствительные ко всем видам возможных технологических воздействий, таких как удар, трение, электростатика, нагрев и т.д. [ОСТ 3-6609, ОСТ В 84-9447].
Известен воспламенительный состав, содержащий бертолетову соль, роданид свинца, свинцовый сурик при следующем соотношении компонентов, мас. %:
бертолетова соль
49,5
роданид свинца
49,5
свинцовый сурик
1,0
[Бубнов П.Ф., Сухов И.П. Средства инициирования. Оборонгиз; 1945, стр. 139].
Изготовление этого состава заключается в измельчении и смешивании вышеуказанных компонентов в среде связующего, нитроцеллюлозного лака, который наносится на мостик электровоспламенителя. Процесс подготовки исходных компонентов и их смешивание является пожаро - взрывоопасным (первого или второго класса опасности). Высокая опасность производства состава и снаряжения им изделий сказывается на его технико-экономической эффективности и дополнительных затратах по обеспечению безопасности. У данного состава более низкие показатели безопасного и минимального тока срабатывания по сравнению с требуемым уровнем к электровоспламенителям. Состав обладает разбросом по скорости метаемых элементов от 10 до 15 м/сек, который превышает диапазон допустимой стабильности уровней кинетической энергии метаемого элемента, обеспечиваемой кинетикой горения состава, в рамках уверенного поражения, но без тяжелого травматического или летального исхода на дистанции поражения.
Наиболее близким по технической сущности является воспламенительный состав по патенту RU 2422756, F42B 3/12, F42C 19/12, 20.11.2006, содержащий роданид свинца, перхлорат калия, хромат свинца, полимерное связующее, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
роданид свинца
40-60
перхлорат калия
35-55
хромат свинца
7-30
полимерное связующее
1-2 сверх 100%.
Изготовление этого состава происходит в водной среде в аппарате с мешалкой, что говорит о его сниженной пожаро-взрывобезопасности. Состав более надежен по безопасному и минимальному току. Воспламенительный состав обеспечивает минимальный разброс по скорости метаемых элементов 5 м/сек, что поддерживает стабильность кинетической энергии метаемого элемента, обеспечиваемой кинетикой горения состава.
Указанный состав принят за прототип.
Недостатком данного состава является сложность стабильного поддержания и воспроизводимости воспламенительной смеси по компонентному составу. Данная смесь является продуктом реакций совместного осаждения трех исходных компонентов, а химическая кинетика реакций между собой - сложный и многоступенчатый процесс, компонентный состав которого на выходе не всегда стабилен.
Технической задачей заявителя, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, является разработка ЭВС на основе водосодержащих инициирующих взрывчатых веществ, позволяющих повысить безопасность изготовления состава и снаряжения изделий за счет меньшей чувствительности влажных составов ко всем видам возможных технологических воздействий.
ЭВС разработан на основе коллоидного гелеобразного тринитрорезорцината свинца [Патент RU 2554649, С06В 41/02, 27.06.2015]. Данный продукт является базой создания и применения влажной технологии снаряжения СИ, по надежности и безопасности значительно превосходящей технологию снаряжения сухими воспламенительными составами.
Поставленная задача решена за счет того, что ЭВС содержит коллоидный гелеобразный тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) и метилцеллюлозу в качестве водорастворимого связующего, в виде метилцеллюлозного лака на водной основе 4% концентрации, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
ТНРС коллоидный гелеобразный или смесь
47-49
ТНРС коллоидного гелеобразного
28-30
и ТНРС мелкокристаллического
18-20
Метилцеллюлоза
0,5-1,5
Вода (сумма вод ТНРС коллоидного гелеобразного и лака 4% метилцеллюлозного на водной основе)
50-52
Соотношение: сухие компоненты/вода
48-50 / 50-52.
При разработке ЭВС были отработаны оптимальные соотношения содержания компонентов в составе, позволяющие стабильно воспламенять СИ с электрическим воспламенением. При заявленных параметрах получается состав, сохраняющий свои свойства не менее шести месяцев.
Таким образом для решения поставленной технической задачи предлагается использовать в ЭВС:
- базовый компонент ТНРС коллоидный гелеобразный, соответствующий патенту RU 2554649, С06В 41/02, 27.06.2015;
- метилцеллюлозу как водорастворимое связующее, в виде метилцеллюлозного лака на водной основе 4% концентрации;
- наполнитель ТНРС мелкокристаллический, соответствующий требованиям ГОСТ В 1944-78 с размером частиц менее 40 мкм (только для альтернативного варианта ввода ТНРС).
Характеристики заявленного ЭВС и состава по прототипу приведены в таблице 1.
Использование данного ЭВС, с содержанием влаги 51±1%, снижает его чувствительность до 16 класса низкой степени опасности (при энергии удара от 45 до 49 Дж), которая резко возрастает до 1 класса очень высокой степени опасности (при энергии удара до 2,5 Дж) при его высушивании до влаги не более 0,1% [ОСТ В 84-9447] и превращает в ксерогель с плотностью от 70 до 90% от максимальной плотности состава. Состав на основе коллоидного гелеобразного ТНРС, находящийся в водно-суспензионном гелеобразном состоянии низкой степени чувствительности к санкционированным или случайным несанкционированным технологическим воздействиям, является оптимальным по функциональным и энергетическим характеристикам воспламенения, позволяет улучшить характеристики изделия - увеличить точность, надежность и безопасность срабатывания патронного капсюля.
Использование данного состава для снаряжения СИ с электрическим воспламенением позволяет исключить особоопасные операции, снизить технологическую трудоемкость, повысить технологическую и экологическую безопасность путем исключения пылеобразования, а так же улучшить характеристики электрических СИ.
ЭВС после высушивания в изделии обладает минимальным разбросом по скорости метаемых элементов 5 м/с со среднеквадратическим отклонением скорости метаемого элемента не более 1,5 м/с, что поддерживает стабильность кинетической энергии метаемого элемента, обеспечиваемой кинетикой горения состава, с уверенным поражением без тяжелого травматического исхода.
Характеристики патронного капсюля с данными ЭВС соответствуют требованиям технической документации для применяемых электрических СИ к системам нелетального оружия.
Предлагаемый ЭВС прошел промышленные испытания и применен в электрических СИ для систем нелетального оружия, что подтверждает решение поставленной технической задачи и позволяет считать предложенное техническое решение соответствующим критериям изобретения «промышленная применимость» и «новизна».
Источники информации:
1. Бубнов П.Ф., Сухов И.П. Средства инициирования, Оборонгиз, 1945, стр. 139
2. ГОСТ Р 51589-2000. Оружие самообороны бесствольное огнестрельное (комплекс "ОСА"). Общие технические требования и методы испытаний
3. ОСТ 3-6609-90 «Составы пиротехнические. Методы определения опасных условий при воздействии трением»
4. ОСТ В 84-9447-90 «Составы пиротехнические. Методы определения опасности при воздействии ударом».
5. Патент RU 2422756, F42B 3/12, F42C 19/12, 20.11.2006.
6. Патент RU 2554649, С06В 41/02, 27.06.2015.