СФЕРИЧЕСКИЙ ПОРОХ ДЛЯ ПАТРОНОВ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ
SPHERICAL POWDER FOR SMALL ARMS CARTRIDGES

Изобретение относится к области производства порохов, в частности, одноосновного сферического пороха (СФП), предназначенного для снаряжения 5,6-мм мелкокалиберных патронов кольцевого воспламенения (далее 5,6-мм патронов).
Известен двухосновный СФП для снаряжений 5,6-мм патронов (ОСТ 84–876. Порох сферический для патронов кольцевого воспламенения калибра 5,6-мм), включающий нитраты целлюлозы, нитроглицерин, централит II, динитротолуол, дифениламин (ДФА), графит, этилацетат (ЭА), при следующем соотношении компонентов, масс. %:
- нитроглицерин - 12,0-14,0,
- централит II - 0,1-1,1,
- ДНТ - 1,5-2,0
- ДФА - 0,5-1,5,
- ЭА - 0,5-1,5,
- влага - 0,2-0,8,
- графит связанный - 0,1-0,5,
- пироксилин 1 Пл с содержанием оксида азота
не менее 210,0 мл/г - остальное.
Недостаток пороха состоит в низком уровне баллистических характеристик, в частности, неоднородности баллистических характеристик, связанной с повышенными значениями насыпной плотности и массы метательного заряда (МЗ; 0,10-0,12 г).
Известен также СФП (аналог) для 5,6-мм патронов (Патент № 2451651 от. Сферический порох для 5,6-мм спортивно-винтовочного патрона кольцевого воспламенения), включающий нитраты целлюлозы от пироксилиновых мелкозерненых порохов с истекшим гарантийным сроком хранения, ДФА, технический углерод, графит, ЭА, содержащий компоненты при следующем соотношении, масс.%:
- дифениламин (ДФА) - 0,2-0,3,
- технический углерод (сажа) и графит в соотношении
по массе (2:1)-(6:1) - 0,3-0,8,
- этилацетат (ЭА) - 0,6-1,5,
- влага - 0,3-0,8,
- пироксилин 1Пл с содержанием окиси азота
209-210,5 мл/г - остальное.
Из известного уровня найден одноосновный СФП для 5,6-мм патронов (ТУ 7277–124–07506808–2011. Порох лаковый ПС 690/4,23), включающий ДФА, ЭА, влагу, графит, сажу, пироксилин при следующем их соотношении, масс. %:
- ДФА - 0,4-1,0,
- ЭА - 1,5, не более,
- влага - 0,3-0,9,
- графит связанный и сажа, суммарно - 0,1-0,7,
- пироксилин 1 Пл с содержанием оксида азота
не менее 210,5 мл/г - остальное.
Данный патент по совокупности существенных признаков принят нами в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является относительно низкий уровень баллистических характеристик в составе 5,6-мм патрона, который выражается в неоднородности баллистических характеристик, обусловленной повышенной толщиной горящего свода пороховых гранул (диаметр гранул 0,31-0,45 мм) и повышенным содержанием инертных составляющих.
Целью заявленного технического решения является повышение уровня баллистических характеристик СФП для 5,6-мм патрона.
Технический результат достигается тем, что одноосновный СФП для 5,6-мм патронов, включающий ДФА, ЭА, влагу, графит, пироксилин, отличающийся тем, что компоненты содержит в следующем соотношении, масс. %:
- ДФА -  0,4-0,6,
- ЭА - 1,0, не более,
- влага - 0,3-0,5,
- графит - 0,1-0,3,
- пироксилин 1 Пл с содержанием оксида азота
не менее 210,5 мл/г - остальное;
при этом гранулы СФП имеют диаметр 0,2-0,4 мм, толщину горящего свода 0,15-0,18 мм.
Как следует из приведенного, предлагаемый СФП отличается следующим. Во-первых, предлагаемый СФП характеризуется меньшим содержанием инертных, снижающих удельную теплоту сгорания, компонентов (ДФА, ЭА, графит, сажа отсутствует), что способствует увеличению удельной теплоты сгорания пороха и, соответственно, повышению уровня баллистических характеристик. Так, согласно расчетам, удельная теплота сгорания прототипа и предлагаемого пороха при максимальном содержании инертных компонентов имеют значения 1039 и 1091 ккал/кг, соответственно. Во-вторых, пороховые гранулы имеют менее дегрессивную форму- форму диска, точнее, вписанного в полутор диска, с толщиной горящего свода 0,15-0,18 мм. Указанные предложения (отличия) вкупе способствуют достижению положительного эффекта, что находит подтверждение в результатах физико-химических, баллистических испытаний пороха, представленных в таблице:
Наименование показателя
Значение показателя на примерах
1
2
3
прототип
1 Физико-химические характеристики (максимальные значения)1.1 Содержание компонентов, масс.%:- пироксилин 1Пл с содержаниемоксида азота 210,5 мл/г- ДФА- ЭА- влага- графит1.2 Плотность насыпная, кг/дм<sup>3</sup>1.3 Геометрические размеры, ср., мм:- диаметр- толщина горящего свода1.4 Удельная теплота сгорания, ккал/кг2 Баллистические характеристики(при массе заряда, г)2.1 V<sub>10 СР</sub>, м/с2.2 ΔV<sub>10 </sub>, м/с2.3 Р<sub>МАКС</sub><sub>СР</sub>, кгс/см<sup>2</sup>2.4 Р<sub>МАКС</sub><sub>НБ</sub>, кгс/см<sup>2</sup>
97,60,61,00,50,30,740,400,151091(0,08)32389071122
98.20,50,70,40,20,740,300,171109(0,075)32179131035
98,70,40,50,30,10,740,200,181124(0,07)32069201047
96,11,01,50,90,70,740,40-1039(0,09)315139021160
Примечания: 1- V<sub>10 СР</sub>- скорость пуль средняя на расстоянии 10 м от дульного среза; 2- ΔV<sub>10 </sub>- разброс скоростей пуль в группе из 10-ти выстрелов (однородность баллистических характеристик); 3- Р<sub>МАКС</sub><sub>СР </sub>, Р<sub>МАКС</sub><sub>НБ</sub>- максимальное среднее и наибольшее давления пороховых газов в канале ствола оружия, соответственно; 4- масса пули 2,6 г.
Положительные результаты наблюдаются на примерах 1-3.
3
Образцы СФП изготавливались по водно-дисперсионной технологии (Ю.М. Михайлов Сферические пороха / Ю.М. Михайлов, Н.М. Ляпин,      В.Ф. Сопин и др.// Черноголовка: ИПХФ РАН, 2003.-204 с.) в реакторе объемом 1,57 м, снабженном мешалкой,  рубашкой для обогрева. При этом получение пороховых гранул в форме диска с установленными значениями толщины горящего свода достигалось за счет управления соотношением в реакторе объемов водной и лаковой фаз.
Пример 1
10 СР
10
Инертные компоненты содержатся в максимально возможном количестве (верхний предел). При этом посредством увеличения доли пироксилина удельная теплота сгорания имеет значение 1091ккал/кг, что превышает соответствующий показатель прототипа. Толщина горящего свода (п.1.3) имеет минимальное значение 0,15 мм. В результате баллис-тические характеристики СФП достигаются при малом значении массы МЗ- 0,08 г (п.2); значения V и соответствует требованиям нормативной документации (НД; по НД 315-325 м/с); ΔVневысокое- меньше, чем у прототипа, и равно 8 м/с (по НД не более 15 м/с).
Пример 2
10 СР
10
Инертные компоненты содержатся в номинальном количестве. При этом удельная теплота сгорания имеет значение 1109 ккал/кг, что превышает соответствующий показатель прототипа. Толщина горящего свода (п.1.3) имеет значение 0,18 мм. В результате баллистические характеристики СФП достигаются при малом значении массы МЗ- 0,075 г (п.2); V соответствует требованиям, значение ΔVневысокое невысокое - меньше, чем у прототипа, и равно 7 м/с.
Пример 3
10 СР
10
Компоненты содержатся в минимальном количестве. При этом удельная теплота сгорания имеет значение 1124ккал/кг, что существенно превышает соответствующий показатель прототипа. Толщина горящего свода (п.1.3) имеет значение 0,17 мм. В результате баллистические характеристики СФП достигаются при малом значении массы МЗ- 0,07 г (п.2); V соответствует требованиям НД, значение ΔVнизкое невысокое - меньше, чем у прототипа, и равно 7 м/с.
Увеличение содержания инертных компонентов будет снижать уровень баллистических характеристик СФП, приближая его к прототипу. Уменьшение содержания ДФА не обеспечит достаточной химической стойкости, графита - сыпучести и антистатических характеристик СФП; минимальное содержание  влаги и ЭА ограничено технологией.
Таким образом, заявленное технические решения позволяет повысить уровень баллистических характеристик СФП для 5,6-мм мелкокалиберных патронов кольцевого воспламенения и соответствует критериям патентоспособности изобретения: новизна, изобретательский уровень и промышленная применимость.