Капсюль-воспламенитель
Изобретение относится к капсюлям-воспламенителям (KB) для патронов стрелкового оружия. Капсюль-воспламенитель содержит металлический колпачок с навеской ударно-воспламенительного состава, прикрытого сверху защитным слоем, при этом навеска ударно-воспламенительного состава выполнена в виде двух слоев, слоя ударного состава, выполненного из взрывчатого вещества со скоростью горения 1,3...25 м/с и расположенного у дна колпачка, слоя воспламенительного состава, выполненного из быстрогорящего взрывчатого вещества с низкой чувствительностью к удару, при этом весовое соотношение слоя ударного состава к слою воспламенительного состава составляет 0,04...0,95. Использование нового KB, например, в 7,62-мм винтовочном патроне с различными вариантами ударно-воспламенительного состава обеспечивает стабильные баллистические характеристики и надежность выстрела в диапазоне температур от 50 до минус 50°С. 6 з.п. ф-лы, 4 табл.
Изобретение относится к области патронного производств, а именно к патронным капсюлям-воспламенителям (КВ), предназначенным для воспламенения пороховых зарядов патронов стрелкового оружия, а также для капсюльных и запальных втулок, действующих от удара бойка. KB представляют собой металлический колпачок, в который впрессована навеска ударного состава, прикрытая сверху металлической фольгой, пергаментной бумагой или лаком.
Перед разработчиками KB стоит ряд задач, решение которых должно обеспечить:
- безотказность срабатывания KB при ударе бойка;
- безотказность воспламенения порохового заряда и его стабильные баллистические показатели (v. Р);
- безопасность в обращении и стойкость при хранении.
Решение вышеуказанных задач в большей степени зависит от KB, примененного в патроне, и его ударно-воспламенительного состава (УВС).
В России уже более ста лет производятся патроны с KB, содержащими УВС на основе гремучей ртути /1/. Эти KB надежно воспламеняют пороховой заряд, обеспечивают его стабильное горение и удовлетворительные баллистические характеристики. Однако они имеют ряд недостатков, которые ухудшают качество патронов. К ним относятся: высокое оржавляющее действие этих KB и сравнительно низкая термостойкость. Кроме этого, немалое значение приобрел фактор дефицитности ртути и ее вредного воздействия на окружающую среду.
В развитых зарубежных странах для патронов стрелкового оружия используются неоржавляющие KB на основе тринитрорезорцината свинца (ТНРС) и тетразена (1, 2).
Основным недостатком таких KB является неустойчивое зажигание ряда пороховых зарядов при отрицательных температурах.
В России разработан и используется для спортивно-охотничьих патронов неоржавляющий KB (3), выбранный в качестве прототипа, как наиболее близкий к предлогаемому.
Данный KB содержит УВС следующего состава (мас.%):
| ТНРС | 40 |
| Антимоний | 10 |
| Тетразеп | 3 |
| Барий азотно-кислый | 42 |
| Двуокись свинца | 5 |
| Графит | 0,2 сверх 100%. |
Этот KB показал удовлетворительные результаты по неоржавляемости выстрела и по баллистическим показателям патронов при нормальной температуре зарядов из легко воспламеняющихся пористых и нефлегматизированных порохов.
Недостатком KB, выбранного в качестве прототипа, является недопустимо увеличенное время выстрела для патронов с зарядами из плотных или флегматизированных порохов. При температуре заряда минус 50°C наблюдались затяжные выстрелы и осечки, что является недопустимым дефектом для патронов стрелкового оружия.
При разработке предлагаемого KB решались задачи повышения надежности поджигания метательных зарядов к патронам стрелкового оружия всех калибров и классов в диапазоне температур от минус 50°С до 50°С, улучшения стабильности баллистических характеристик, повышения чувствительности при сохранении безопасности, термостойкости и неоржавляемости.
Технический результат достигается тем, что KB содержит металлический колпачок с навеской ударно-воспламенительного состава, который выполнен в виде двух слоев, слоя ударного состава, расположенного у дна колпачка, и слоя воспламенительного состава. Весовое соотношение слоев ударного состава к воспламенительному составу составляет 0,04...0,95. В качестве слоя ударного состава могут использоваться композиции или инициирующие взрывчатые вещества со скоростью горения от 1,3 до 25 м/с. Например, в качестве слоя ударного состава могут быть использованы композиции на основе тринитрорезорцината свинца, тетразена и сенсибилизатора. В малых весовых соотношениях слоев в качестве слоя ударного состава может быть использована гремучая ртуть или композиции на ее основе. В таком варианте KB общее количество ртути в УВС резко сокращается, и существенно уменьшаются отрицательные свойства KB на выстрел. Предпочтительно, в качестве слоя ударного состава, использовать смесь калиевой соли динитробензофуроксана с сенсибилизатором, так как этот состав обладает требуемой чувствительностью, термовлагостойкостью, неоржавляемостью и экологической чистотой. В качестве слоя ударного состава хорошо подходит композиция диазодинитрофенола, калиевой соли азодинитрофенола и сенсибилизатора.
В качестве слоя воспламенительного состава должны использоваться быстрогорящие взрывчатые вещества с низкой чувствительностью к удару, например одноосновный стифнат калия.
Было показано, что надежные и стабильные результаты испытаний KB получаются при использовании в качестве слоя воспламенительного состава смеси однозамещенного стифната калия или диазодинитрофенола с горючими и связующими компонентами.
По мнению авторов предложенная совокупность признаков соответствует критерию уровня изобретательского творчества, не являющегося функцией конкретного признака.
К описанию приложены таблицы 1...4.
В табл.1 приведены результаты испытаний различных вариантов предлагаемых KB в сравнении со штатным КВ.
В табл.2 приведены результаты испытаний на чувствительность и влагостойкость предложенных KB в сравнении со штатным КВ.
В табл.3 приведены результаты баллистических испытаний при температуре зарядов 20°С, 50°С и минус 50°С 7,62-мм винтовочных патронов с новыми KB и с KB прототипом.
В табл.4 приведены основные параметры выстрела Рmax и Pg и их временные значения, записанные с помощью кварцевых пьезодатчиков при стрельбе 7,62-мм винтовочными патронами с новым KB и KB прототипом.
Технология изготовления предложенного KB состояла из двух стадий:
1. Изготовлялся ударный состав, который наносился на дно колпачка.
2. Воспламенительный состав засыпался в колпачок и запрессовывался до заданной высоты. Для предохранения от внешних воздействий сверху воспламенительный состав закрывали металлической фольгой или бумажным кружком.
Важным фактором для надежной работы KB являлось весовое соотношение слоя ударного состава и слоя воспламенительного состава. Если оно было в диапазоне 0,04...0,95, KB работал надежно и стабильно. Если соотношение было меньше 0,04, наблюдались осечки и затяжные выстрелы. Если указанное соотношение было больше 0,95, наблюдались пробития KB, что является недопустимым дефектом при выстреле.
Работоспособность и преимущества нового KB перед прототипом следуют из результатов проверок, приведенных в табл.1...4, в которых представлены данные баллистических испытаний, сравнительные данные чувствительности и влагостойкости, результаты обработки кривых P(t), полученных при стрельбе 7,62-мм винтовочными патронами.
Из табл.1 видно, что использование новых KB в 7,62-мм винтовочных патронах обеспечивает баллистические характеристики на уровне штатного KB, но при заметно меньших разбросах и меньшей массе УВС.
Из табл.2 видно, что чувствительность и влагостойкость предлагаемого KB удовлетворительная и превосходит штатный КВ.
Испытания KB проводились в винтовочной гильзе на струнном ударном копре ОСТ В 84-1101-75 при массе падающего груза 307±1 г с высот, определенных ОСТ В 23241-91.
Из табл.3 видно, что использование нового KB в 7,62-мм винтовочном патроне обеспечивает стабильные баллистические характеристики и надежность выстрела в диапазоне температур от 50 до минус 50°С. Использование KB прототипа в этом патроне при температуре минус 50°С приводит к осечкам и затяжным выстрелам. Осечки при использовании KB прототипа объясняются большими задержками времени воспламенения заряда. Это сказывается на время выстрела и время достижения Рmax. У прототипа они заметно больше, чем при стрельбе патронами с новыми KB, что видно из табл.4. Примерно равные максимальные давления пороховых газов достигаются за сильно отличающиеся времена. Особенно разница времен возрастает при отрицательных температурах, что при использовании KB прототипа приводит к неподжиганию заряда или затяжным выстрелам.
Таким образом, предлагаемый KB для патронов стрелкового оружия обоснован и отвечает новым требованиям к КВ.
Достигнутым техническим результатом является разработки KB, обеспечивающего стабильную и надежную работу патронов в широком диапазоне температур.
Библиографические данные
1. П.П.Карпов "Средства инициирования", Москва, 1945 г., с.128.
2. П.Ф.Бубнов, И.П.Сухов "Средства инициирования", Москва, 1945 г., с.162.
3. Состав ударный неоржавляющий К-2-1, Технические условия ТУ 04-031-1-78.
| Таблица 1 | ||||||||
| № п/п | Характеристики KB | Баллистические характеристики | ||||||
| Ударный состав, мас.% | Воспламенительный состав, мас.% | Соотношение ударного состава к воспламенительному | Масса состава в KB, г | Vср., м/с | ΔV, м/с | Рmax cp, кгс/см2 | ΔРmax, кгс/см2 | |
| 1 | КБФ-80 Сенсибилизатор-20 | ОСК-100 | 0,10 | 24 | 820 | 4 | 2739 | 95 |
| 2 | ТНРС-77 Тетразен-5 Сенсибилизатор-18 | ОСК-100 | 0,15 | 24 | 822 | 12 | 2758 | 165 |
| 3 | КБФ-80 Сенсибилизатор-20 | ОСК-60 ДДНФ-30 ФФС-10 (связующие) | 0,20 | 24 | 830 | 18 | 2791 | 170 |
| 4 | ДДНФ-40 Калиевая соль Азодинитрофенол-42 Сенсибилизатор-18 | ОСК-100 | 0,1 | 22 | 825 | 16 | 2749 | 159 |
| 5 | Штатный (гремучая ртуть) | - | - | 32 | 824 | 23 | 2733 | 268 |
| где: КБФ - калиевая соль динитробензофураксана; ОСК - однозамещенный стифнат калия; ДДНФ - диазодинитрофенол. |
| Таблица 2 | |||
| Высота падения груза, мм | Количество воспламенений %, вариант КВ. | ||
| Опытный №1 | Опытный №4 | Штатный №5 | |
| 100 | 0 | 0 | 0 |
| 200 | 29 | 77 | 26 |
| 250 | 100 | 98 | 45 |
| 300 | 100 | 100 | 100 |
| 350 после выдержки в эксикаторе под водой, τ-4 часа, 60°С | 100 | 100 | 98 |
| Таблица 4 | ||||||
| Наименование KB | Марка пороха | Масса заряда, г | Рmax cp, кгс/см2 | τmax, мсек | Рg, кгс/см2 | τg, мсек |
| Прототип | ВТ | 3,10 | 3201 | 1,62 | 562 | 3,37 |
| Новый (опытный №1) | ВТ | 3,10 | 3144 | 1,27 | 543 | 2,16 |
1. Капсюль-воспламенитель для патронов стрелкового оружия, содержащий металлический колпачок с навеской ударно-воспламенительного состава, прикрытого сверху защитным слоем, отличающийся тем, что навеска ударно-воспламенительного состава выполнена в виде слоя ударного состава из взрывчатого вещества со скоростью горения 1,3...25 м/с и расположенного у дна колпачка слоя воспламенительного состава из быстрогорящего взрывчатого вещества с низкой чувствительностью к удару, при этом весовое отношение слоя ударного состава к слою воспламенительного состава составляет 0,04...0,95.
2. Капсюль-воспламенитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве слоя ударного состава использованы композиции на основе тринитрорезорцината свинца.
3. Капсюль-воспламенитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве слоя ударного состава использована гремучая ртуть или композиции на ее основе.
4. Капсюль-воспламенитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве слоя ударного состава использована смесь калиевой соли динитробензофуроксана с сенсибилизатором.
5. Капсюль-воспламенитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве слоя ударного состава использована композиция диазодинитрофенола, калиевой соли азодинитрофенола и сенсибилизатора.
6. Капсюль-воспламенитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве слоя воспламенительного состава использован одноосновный стифнат калия.
7. Капсюль-воспламенитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве слоя воспламенительного состава использованы смеси однозамещенного стифната калия или диазодинитрофенола с горючими и связующими компонентами.
