ЗАРЯД ДЛЯ ДРОБОВЫХ ПАТРОНОВ К ГЛАДКОСТВОЛЬНОМУ СПОРТИВНО-ОХОТНИЧЬЕМУ ОРУЖИЮ 12, 16 И 20 КАЛИБРОВ
CHARGE FOR SHOT-GUN CARTRIDGES FOR SMOOTH-BORE SPORT AND HUNTING WEAPONS OF 12, 16 AND 20 GAUGE

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для зарядов к стрелковому оружию.
Известен ряд зарядов для патронов указанных калибров, выпускаемых для охотничьих и спортивных целей, содержащих порох «Сокол» (ГОСТ 22781-77) и «Барс» (ТУ 84-720-77).
Заряд для патрона «Сокол» имеет массу порохового заряда 2,0…2,4 г и состоит из пластинчатого пороха толщиной 0,11…0,14 мм и длиной ребер 1,24…1,6 мм. Суммарное количество крупных и мелких пластинок, оставшихся на сите 1,4 и прошедших через сито 0,56 для указанного заряда, составляет не более 0,5 мас.%. В заряде из пороха марки «Барс» используется двухосновный СФП со средним диаметром зерен 0,45±0,05 мм, состоящий из фракций 0,25…0,5 мм, более 0,5 мм и менее 0,25 мм не более 6,0 мас.%. Все перечисленные пороховые заряды, в основном, удовлетворяют по баллистическим характеристикам требованиям к спортивно-охотничьему оружию, но имеют высокую массу порохового заряда, низкую скорость полета дроби, высокое давление пороховых газов, высокое дульное давление пороховых газов на срезе ствола оружия, высокую пламенность и высокий уровень звука при выстреле.
3
В качестве прототипа авторами выбран патент RU 2445570 C2, по которому пороховой заряд для 9 мм пистолетного патрона выполнен с насыпной плотностью пороховых элементов 0,930…1,120 кг/дм, из частиц, графитованных с поверхности 0,1…0,3 мас.% графита, с содержанием влаги 0,2…0,8 мас.% и этилацетата (ЭА) 0,6…0,8 мас.%, при следующем массовом соотношении фракций, %:
0,2…0,4 мм
не менее 90
менее 0,2 мм и более 0,4 мм
не более 10
Недостатком прототипа является то, что заряд из СФП для дробовых патронов к гладкоствольному спортивно-охотничьему оружию 12, 16 и 20 калибров не удовлетворяет по баллистическим характеристикам из-за высокой плотности пороховых элементов и низкой скорости горения порохового заряда.
Целью изобретения является снижение массы порохового заряда из сферического пороха, повышение скорости полета пули дробового заряда, снижение давления пороховых газов в канале ствола оружия, снижение дульного давления пороховых газов на срезе ствола оружия при выстреле, снижение пламенности и уровня звука при выстреле для дробовых патронов к гладкоствольному спортивно-охотничьему оружию 12, 16 и 20 калибров.
3
Поставленная цель достигается тем, что заряд выполнен из сферических пороховых элементов, состоящих из нитроцеллюлозы (НЦ) с содержанием оксида азота 212…214 мл NO/г, 1,2…1,8 мас.% свинец (II) - медь (II) фталат оксида (ФМС), 0,4…0,8 мас.% дифениламина (ДФА), 0,4…0,8 мас.% технического углерода (сажа) и графита, 0,4…0,5 мас.% этилацетата (ЭА) и 0,2… 0,6 мас.% влаги, с насыпной плотностью пороховых элементов 0,59…0,71 кг/дм, при следующем соотношении фракций, мас.%:
массовая доля пороха, прошедшего
через сетку 0,4 и оставшегося на
сетке 0,2,
не менее 92
массовая доля крупных зерен,
оставшихся на сетке 0,4 и прошедших
через сетку 0,2,
не более 8
10ср
2
Требования по баллистическим характеристикам порохового заряда из СФП для дробовых патронов к гладкоствольному спортивно-охотничьему оружию 12, 16 и 20 калибров: в качестве базового варианта испытание СФП проводят на спортивно-охотничьем оружии 12 калибра, где масса порохового заряда 1,4…1,8 г, масса дроби от 7 до 28 г, средняя скорость дробового снаряда, V, - не менее 343 м/с, давление пороховых газов в канале ствола оружия, кгс/см: наибольшее - не более 970, дульное давление на срезе ствола оружия - не более 35.
3
3
3
Авторами установлено, что для обеспечения стабильных баллистических характеристик дробовых патронов к гладкоствольному спортивно-охотничьему оружию 12, 16 и 20 калибров заряд из СФП выполнен с насыпной плотностью пороховых элементов 0,59…0,71 кг/дм, с вводом в состав пороха 1,2…1,8 мас.% ФМС, с размером пороховых элементов 0,2…0,4 мм. Снижение насыпной плотности СФП менее 0,59 кг/дм приводит к снижению массы порохового заряда и повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия, а увеличение насыпной плотности более 0,71 кг/дм приводит к увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета пули. ФМС выполняет роль катализатора горения. Уменьшение ФМС менее 1,2 мас.% не дает полного каталитического эффекта, а увеличение ФМС более 1,8 мас.% приводит к снижению энергетических характеристик самого пороха. Уменьшение пороховых элементов в составе заряда менее 0,2 мм приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия, а увеличение размера пороховых элементов более 0,4 мм приводит к увеличению массы порохового заряда и неполному сгоранию пороховых элементов в канале ствола оружия.
Дифениламин в составе пороха применяется в качестве стабилизатора химической стойкости. Использование ДФА менее 0,4 мас.% приводит к снижению химической стойкости пороха, а увеличение ДФА более 0,8 мас.% приводит к снижению удельной теплоты сгорания.
Технический углерод (сажа) используется в составе пороха в качестве катализатора горения, графит применяется с целью снижения электризуемости и улучшения сыпучести. В составе пороха на практике можно применить только их суммарное количество. Использование их в количестве менее 0,4 мас.% снижает скорость горения пороховых элементов и ухудшает сыпучесть. Последнее обстоятельство снижает точность дозирования пороха в гильзу патрона на линии снаряжения. Увеличение суммарного содержания графита и сажи более 0,8 мас.% вызывает пыление пороха при выгрузке в мешки и дозировании в гильзу. Учитывая высокие теплопроводные свойства сажи, ввод ее в состав пороха способствует дополнительному улучшению электропроводных свойств.
Этилацетат и влага в составе СФП выполняют роль технологических добавок. Уменьшение ЭА менее 0,4 мас.% и влаги менее 0,2 мас.% связано с дополнительными трудозатратами в процессе сушки, а увеличение влаги более 0,6 мас.% и ЭА более 0,5 мас.% увеличивает массу порохового заряда и повышает давление пороховых газов в канале ствола оружия.
Нитроцеллюлоза в составе СФП выполняет роль структурирующей и энергетической основы. Уменьшение содержания оксида азота менее 212 мл NO/г приводит к увеличению массы порохового заряда и, как следствие, к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия. Увеличение оксида азота более 214 мл NO/г улучшает баллистические характеристики СФП, однако верхний предел содержания оксида азота ограничен большими трудностями при изготовлении.
В таблице приведены характеристики разработанного состава СФП, выполненного в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5).
Характеристики порохового заряда для дробовых патронов к гладкоствольному спортивно-охотничьему оружию 12, 16 и 20 калибров
Наименование показателей
Пример (Пр. №1)
Пр. №2
Пр. №3
Пр. №4
Пр. №5
Состав, мас.%
НЦ
97,4
96,4
95,5
98,0
94,2
ФМС
1,2
1,6
1,8
1,0
2,0
ДФА
0,4
0,6
0,8
0,2
1,0
Технический углерод и графит
0,4
0,6
0,8
0,2
1,0
ЭА
0,4
0,45
0,5
0,4
1,0
Влажность пороха, мас.%
0,2
0,4
0,6
0,2
0,8
Содержание азота в нитроцеллюлозе, мл NO/г
212
213
214
210
214
Насыпная плотность, кг/дм<sup>3</sup>
0,59
0,62
0,71
0,58
0,82
Химическая стойкость, мм рт.ст.
28
28
28
28
28
Пористость, %
26
28
29
24
30
Баллистические характеристики
Масса порохового заряда, г
1,4
1,6
1,8
1,2
2,1
Масса дроби от 7, г
28
28
28
28
28
Средняя скорость дробового снаряда, м/с
350
354
351
340
339
Максимальное наибольшее давление пороховых газов в канале ствола оружия, кгс/см<sup>2</sup>
960
956
951
980
975
Дульное давление пороховых газов на срезе ствола оружия, кгс/см<sup>2</sup>
28
26
27
37
40
2
Из приведенных данных таблицы видно, что разработанный авторами пороховой заряд из СФП для дробовых патронов к гладкоствольному спортивно-охотничьему оружию 12, 16 и 20 калибров в пределах граничных условий (примеры 1…3) позволяет получать стабильные баллистические характеристики с низким дульным давлением пороховых газов на срезе ствола оружия, не превышающим 35 кгс/см, что обеспечивает при выстреле небольшую отдачу, незначительный шумовой эффект и низкую пламенность. За пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный СФП не удовлетворяет баллистическим характеристикам.
Стабильные баллистические характеристики СФП обеспечиваются, когда пороховой заряд состоит из фракций пороха 0,2…0,4 мм - не менее 92 мас.%, сумма крупноты и мелочи - не более 8 мас.%. Увеличение фракции пороха с размером пороховых элементов менее 0,2 мм и уменьшение фракции пороха с размером пороховых элементов 0,4 мм приводит к снижению массы порохового заряда и повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия, а увеличение пороховых элементов в пороховом заряде более 0,2 мм и более 0,4 мм приводит к увеличению массы порохового заряда и снижению скорости полета дробового заряда.