Результат интеллектуальной деятельности: ЗАРЯД ИЗ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА ДЛЯ ДРОБОВЫХ ПАТРОНОВ К ГЛАДКОСТВОЛЬНОМУ ОРУЖИЮ

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для зарядов к стрелковому оружию.

Известен ряд зарядов для патронов к гладкоствольному оружию, выпускаемых для охотничьих и спортивных целей, содержащих пороха РУДС (ТУ 84-859-80), «Сокол» (ГОСТ 22781-77) и «Барс» (ТУ 84-720-77).

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.%. Данный заряд, выпускаемый отечественной промышленностью, имеет следующие недостатки:

1. Высокое дульное давление пороховых газов (54…59 кгс/см²) при норме - не более 55 кгс/см². Это приводит к тому, что до 80% промышленно изготавливаемых партий не соответствуют предъявляемым требованиям.

2. Высокое среднее давление пороховых газов в канале ствола оружия.

3. Заряд имеет массу, близкую к предельно допустимой, что обуславливает получение высокой энергоотдачи при выстреле, и как следствие, к быстрой утомляемости стрелка.

4. Высокая теплота сгорания 4,34…4,44 МДж/кг (норма по техническим условиям 4,27±0,1 МДж/кг).

5. Высокая гигроскопичность сферического пороха в заряде, что приводит к изменению баллистических характеристик при выстреле.

В качестве прототипа авторами выбран заряд из сферического пороха (заявка №4755169/40-23 (133488) от 30.10.89 г.), по которой заряд для спортивно-охотничьих патронов 12, 16, 20 калибров, содержащий пороховые сферические нефлегматизированные, с целью снижения массы порохового заряда и дульного давления пороховых газов при выстреле, выполнен из пироксилинового пороха с насыпной плотностью 0,500…0,750 кг/дм³, теплотой горения 3,70…4,15 МДж/кг, при следующем соотношении размеров зерен в процентах массы заряда:

Недостатком такого порохового заряда является то, что в процессе хранения патронов СФП в составе охотничьих патронов обладает повышенной влагопоглощаемостью за счет развитой пористой структуры, что приводит к изменению баллистических характеристик в сторону снижения скорости полета дроби, а в условиях хранения патронов в жарком климате приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия.

Целью изобретения является снижение гигроскопичности сферического пороха в пороховом заряде, а также снижение массы порохового заряда и дульного давления при выстреле.

Поставленная цель достигается тем, что пористый сферический порох для порохового заряда, состоящий из смеси 40…60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г и 40…60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 205,0…210,5 мл NO/г, 05…1,0 мас.% дифениламина, с насыпной плотностью 0,60…0,80 кг/дм³, размером пороховых элементов 0,7…0,4 мм, обработанных с поверхности по отношению к пороху 0,15…0,35 мас.% графита марки С-1 совместно с 0,05…0,10 мас.% вазелинового масла, при следующем массовом соотношении фракций, %:

Вид охотничьего патрона для охотничьих ружей представлен на фиг. Патрон состоит из гильзы 1 с капсюлем-воспламенителем 2, в которую помещен пороховой заряд 3, прокладки 4, войлочного пыжа 5, дроби охотничьей 6 и прокладки 7.

Авторами установлено, что применение смеси 40…60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г и 40…60 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 205,0…210,5 мл NO/г, 0,5…1,0 мас.% дифениламина обеспечивают получение СФП с равномерно распределенной пористостью. Это позволяет повысить скорость горения порохового заряда. В основном пороховой заряд сгорает в казенной части оружия, а пороховые газы работают по длине ствола оружия.

Увеличение пироксилина с содержанием оксида азота 205,0…210,5 мл NO/г более 60 мас.% и уменьшение пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г менее 40 мас.% приводит к увеличению массы порохового заряда, а уменьшение пироксилина с содержанием оксида азота 205,0…210,5 мл NO/г менее 40 мас.% и увеличение пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г более 60 мас.% приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия.

Дифениламин в составе порохового заряда выполняет роль стабилизатора химической стойкости. Снижение дифениламина менее 0,5 мас.% приводит к снижению химической стойкости порохового заряда, а увеличение дифениламина более 1,0 мас.% приводит к снижению энергетики пороха.

Насыпная плотность СФП в пределах 0,60…080 кг/дм³ обеспечивает заданную скорость горения порохового заряда. Уменьшение насыпной плотности пороха менее 0,60 кг/дм³ приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия при низкой массе порохового заряда, а увеличение насыпной плотности более 0,80 кг/дм³ приводит к увеличению массы порохового заряда и неполному его сгоранию в канале ствола оружия.

Пороховые элементы порохового заряда размером 0,7…0,4 мм обеспечивают стабильные баллистические характеристики. Увеличение пороховых элементов более 0,7 мм приводит к неполному сгоранию их в канале ствола оружия, а уменьшение пороховых элементов менее 0,4 мм приводит к повышению давления пороховых газов в канале ствола оружия.

Графит в составе СФП улучшает сыпучесть и снижает электростатические характеристики, а совместно с вазелиновым маслом создает на поверхности пороховых элементов влагозащитную оболочку, препятствующую проникновению влаги во внутрь пороховых элементов.

Уменьшение графита марки С-1 менее 0,15 мас.% и вазелинового масла менее 0,05 мас.% положительного эффекта не дает, так как на поверхности пороховых элементов образуется непрочная защитная оболочка, а увеличение графита марки С-1 более 0,35 мас.% и вазелинового масла более 0,1 мас.% приводит к снижению энергетики и сыпучести 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, кгс/см²: среднее - 530…630, наибольшее - не более 680, дульное давление пороховых газов на срезе ствола оружия - не более 35.

Физико-химические и баллистические характеристики сферического пороха в пороховом заряде для охотничьего патрона 12 калибра с массой дроби 32 г в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.

Баллистические испытания патронов проводились с увлажненным и неувлажненным порохом. Увлажнение пороха проводилось путем его выдержки в атмосфере с 80% относительной влажностью в течение 3,5 часов.

Как видно из таблицы, рассмотренные составы по предлагаемому авторами пороховому заряду имеют величины определенных характеристик в пределах нормативных значений.

Так, при массе заряда 1,72…1,81 г в патроне 12 калибра с массой дроби 32 г испытания патронов с неувлажненным порохом показали, что средняя скорость полета дроби составляет 326…329 м/с, разброс скорости полета пули 15…17 м/с, среднее максимальное давление пороховых газов 580…602 кгс/см², максимальное давление пороховых газов в канале ствола оружия 650…652 кгс/см² при дульном давлении на срезе ствола оружия 28…30 кгс/см².

При испытании патронов с увлажненным СФП баллистические характеристики практически не изменились и составили, соответственно: 327…329 м/с; 14…17 м/с; 585…601 кгс/см²; 651…654 кгс/см²; 28…29 кгс/см².

Таким образом, предлагаемый авторами заряд из сферического пороха для охотничьих патронов 12 калибра с массой дроби 32 г в пределах граничных условий обеспечивает требуемую влагостойкость. За пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный пороховой заряд из сферического пороха не соответствует требованиям по баллистическим характеристикам.