Результат интеллектуальной деятельности: СФЕРИЧЕСКИЙ ПИРОКСИЛИНОВЫЙ ПОРОХ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНОГО ПАТРОНА

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия и строительно-монтажных патронов.

В патентах США (№№ 2843584, 3378545) предложены 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. Однако применение таких порохов в строительно-монтажном патроне не обеспечивает заданных характеристик.

Наиболее близким техническим решением является порох для строительно-монтажных и пистолетных патронов [патент RU 2254313 C1, C06B 25/24] - прототип, включающий пироксилин с объемной концентрацией окиси азота не менее 212 мл/г, пороховое зерно имеет отношение толщины горящего свода к диаметру в пределах 0,273…0,420, при этом удельная поверхность пороховых зерен составляет 230…290 см²/г, теплота горения 1165…1210 ккал/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Использование данного СФП в строительно-монтажных патронах не обеспечивает заданных характеристик по дымообразованию и загрязненности ствола в строительно-монтажном пистолете.

Техническим результатом изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик строительно-монтажного патрона за счет снижения дымообразования в процессе выстрела и загрязненности ствола строительно-монтажного пистолета.

Технический результат достигается в сферическом пироксилиновом порохе для строительно-монтажного патрона, включающем нитроцеллюлозу, дифениламин (ДФА), графит, этилацетат (ЭА) и влагу за счет того, что сферический порох выполнен из НЦ с содержанием оксида азота 212,5…214,0 мл NO/г, с размером пороховых элементов 0,2…0,4 мм, пористостью 26…30%, насыпной плотностью 0,65…0,70 кг/дм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сферический порох, состоящий из НЦ с содержанием оксида азота 212,5…214,0 мл NO/г, 0,5…1,1 мас.% ДФА, 0,1…0,3 мас.% графита, 0,4…0,9 мас.% ЭА и 0,2…0,9 мас.% влаги, обеспечивает стабильные баллистические характеристики в строительно-монтажном пистолете.

Нитроцеллюлоза в составе СФП выполняет роль энергетической и структурирующей основы. Снижение содержания оксида азота в составе пороха менее 212,5 мл NO/г приводит к увеличению массы порохового заряда и задымленности при выстрелах, а увеличение оксида азота более 214,0 мл NO/г связано с технологическими трудностями и увеличением трудозатрат на его изготовление.

Дифениламин в составе СФП выполняет роль стабилизатора химической стойкости. Уменьшение ДФА менее 0,4 мас % приводит к снижению химической стойкости пороха, а увеличение ДФА более 1,1 мас.% приводит к снижению энергетических характеристик пороха.

Графит в составе пороха выполняет роль технологической добавки, которая улучшает сыпучесть пороха и снижает электростатические характеристики. Снижение графита менее 0,1 мас.% ухудшает сыпучесть и электростатические характеристики пороха, а увеличение графита более 0,3 мас.% приводит к пылению графита в процессе снаряжения патронов на роторных линиях.

Этилацетат и влага выполняют роль технологических добавок. Снижение ЭА в составе пороха менее 0,4 мас.% и влаги менее 0,2 мас.% связано с технологическими трудностями и опасностью ведения технологического процесса, а увеличение ЭА более 0,9 мас.% и влаги более 0,9 мас.% приводит к увеличению массы порохового заряда и, как следствие, к увеличению задымленности.

Пористость пороховых элементов составляет 26…30%, а насыпная плотность 0,65…0,70 кг/дм³. Увеличение пористости более 30% и уменьшение насыпной плотности менее 0,65 кг/дм³ приводит к высокому давлению пороховых газов в канале ствола пистолета, а уменьшение пористости менее 26% и увеличение насыпной плотности более 0,70 кг/дм³ приводит к увеличению массы порохового заряда и дымообразованию.

В таблице приведены характеристики разработанного СФП, выполненного в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5).

По таблице выпускаются 4 вида коротких строительно-монтажных патрона: К-1 - слабый, К-2 - средний, К-3 - сильный, К-4 - сверхсильный. Масса заряда для К-1 - ω≤0,2 г; для К-2 - ω≤0,22 г; для К-3 - ω≤0,25 г; для К-4 - ω≤0,27 г.

При испытании величина проглубления в стальной пластине для K-1 - 3±0,5 мм; для K-2 - 3,5±0,5 мм; для K-3 - 4±0,5 мм; для K-4 - 4,5±0,5 мм.

Из приведенных данных таблицы следует, что разработанный авторами заряд из пироксилинового СФП с пористостью от 26 до 30% (примеры 1…3) удовлетворяет всем требованиям для короткого строительно-монтажного патрона K-1, K-2, K-3, K-4. При этом масса заряда была снижена на 0,04…0,07 г. Разброс между максимальным и минимальным проглублением не превышает 0,84 мм. Чистка строительно-монтажных пистолетов от копоти проводилась через 1000…1200 выстрелов.

За пределами граничных условий заряд из СФП для строительно-монтажного патрона не обеспечивает заданных характеристик (примеры 4, 5).

Заряд, полученный по прототипу (пример 6), имеет высокую массу порохового заряда (0,27 г), большой разброс между максимальным и минимальным проглублением (0,88 мм). Выстрелы сопровождаются дымообразованием, и чистка строительно-монтажного пистолета от копоти проводится через 600 выстрелов.

Таким образом, разработанный авторами заряд для строительно-монтажного патрона позволит:

- снизить массу заряда для всех типов коротких строительно-монтажных патронов (K-1, K-2, K-3, K-4);

- уменьшить разброс между максимальной и минимальной величиной проглубления;

- уменьшить дымообразование в процессе выстрела;

- увеличить ресурс без чистки строительно-монтажного пистолета до 1000…1200 выстрелов.