Капсюль-воспламенитель

Изобретение относится к средствами инициирования. Предложен капсюль-воспламенитель, содержащий металлический колпачок с ударно-воспламенительным составом, выполненным в виде двух слоев и прикрытым сверху защитным слоем. Слой ударно-воспламенительного состава, расположенный у дна колпачка, выполнен из запрессованного взрывчатого вещества со скоростью горения при 10 кгс/см2 выше 13,0 см/с. Второй слой выполнен из тетразена и инертного сенсибилизатора. Изобретение направлено на повышение надежности работы капсюля-воспламенителя. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относиться к области патронного производства и может быть использовано в капсюлях-воспламенителях (KB) для патронов стрелкового оружия.

Одним из основных требований, предъявляемых к KB, является обеспечение безопасности их срабатывания при широких диапазонах энергии удара бойка в различных системах стрелкового оружия. При этом устанавливаются жесткие требования по безопасности производства KB и их эксплуатации.

В настоящее время перед разработчиками патронов стали актуальными задачи по разработке надежных неоржавляющих, экологически безопасных и экологически выгодных КВ.

Данная задача необходима для решения многих проблем: увеличения ресурса стволов стрелкового оружия; повышения надежности выстрела; исключения попадания тяжелых металлов в организм человека. Последнее особенно важно при стрельбе в закрытых помещениях.

В России до настоящего времени производятся патроны с KB, содержащими гремучую ртуть [1]. Эти KB по многим параметрам не удовлетворяют современным требованиям. Они обладают сильным оржавляющим эффектом, сравнительно низкой термостойкостью, дороговизной и дефицитностью сырья (ртути, сульфида сурьмы, латуни).

Ртуть и ее соединения относятся к вредным веществам с низкой предельно допустимой концентрацией, что также затрудняет производство KB, и делают стрельбу с такими патронами опасной для здоровья. Применяемые в зарубежных и отечественных боеприпасах KB с ударно-воспламенительными составами (УВС) на основе тринитрорезорцината свинца (ТНРС) [2], хоть и являются неоржавляющими, но их термостойкость и экологическая чистота совсем не лучше, чем у гремучертутных КВ.

Кроме этого, известные УВС на основе ТНРС недостаточно устойчиво зажигают метательные заряды при отрицательных температурах. Поэтому в настоящее время актуальной стала задача создания нового неоржавляющего KB из недефицитных компонентов и недорогого сырья без тяжелых металлов. Известный КВ по патенту США [3] имеет невысокую термостойкость, невозможность его приготовления традиционным сухим методом и возможность расслаивания компонентов из-за существенной разницы в их плотностях.

Известен KB [4], выбранный в качестве прототипа как наиболее близкий к предлагаемому.

Этот KB содержит металлический колпачок с навеской УВС, прикрытого сверху защитным слоем, при этом УВС 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 использованы:

- композиции на основе тринитрорезорцината свинца;

- гремучая ртуть или композиции на ее основе;

- смесь калиевой соли динитробензофураксана с сенсибилизатором;

- композиция диазодинитрофенола, калиевой соли азодинитрофенола и сенсибилизатора.

В качестве слоя воспламенительного состава использованы быстрогорящие взрывчатые вещества с низкой чувствительностью к удару, например одноосновный стифнат калия или смеси однозамещенного стифната калия или диазодинитрофенола с горючими связующими компонентами.

KB прототипа показали хорошие результаты по баллистическим характеристикам патронов, но при этом имели ряд недостатков. К ним относятся:

1. При использовании в качестве ударного состава композиций на основе тринитрорезорцината свинца или гремучей ртути ухудшаются экологические показатели выстрела, а при наличии гремучей ртути происходит оржавление ствола после стрельбы.

2. В прототипе не указаны основные, конкретные физико-химические характеристики сенсибилизаторов. Поэтому соотношение сенсибилизатора с указанными в прототипе компонентами может быть не оптимальное, что приведет к ухудшению стабильности баллистических характеристик патронов.

3. Металлические колпачки для KB к патронам стрелкового оружия в основном изготавливаются из латуни или других цветных металлов. В настоящее время использование цветных металлов в патронах стрелкового оружия становиться экономически невыгодным.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка безопасного, надежно работающего, неоржавляющего, экологически чистого, экономически выгодного KB, обеспечивающего стабильность баллистических характеристик патронов.

Поставленная задача решается за счет того, что на дно колпачка запрессовывается стифнат калия или высокоэнергетический компонент, скорость горения которого при 10 кгс/см2 выше 13 см/сек. На быстрогорящем компоненте размещается ударный состав из тетразена и инертного сенсибилизатора, имеющего следующие физико-химические характеристики:

- плотность 2…4,2 г/см3;
- твердость по шкале Мооса 3…7,
или микротвердость 350…1000 кг/мм2;
- удельная теплоемкость 0,06…0,25 Ккал/г·град;
- коэффициент теплопроводности 0,0015…0,0032 кал/(см/сек)·град

Такие физико-химические характеристики имеют некоторые виды стекол, керамики, кремний и его окислы.

Металлический колпачок выполнен из стали, плакированной цветными металлами, при этом толщина плакирующих слоев может быть различной для каждой стороны и варьироваться от 4 до 10% к толщине ленты, из которой изготовлен колпачок. В настоящее время для плакировки стали используются медь, которая тщательно проверена при отработке нового экономически выгодного КВ. При толщине покрытия менее 4% от толщины ленты надежность работоспособности и сохранности KB не обеспечивается. При толщине слоя более 10% от толщины ленты KB становятся экономически невыгодными и изменяются их характеристики по времени работы. Металлический колпачок может быть выполнен из стали, защищенной химическим покрытием толщиной от 3 до 9 мкм. Проверялся KB, изготовленный из стали, защищенный лаковой пленкой. При толщине покрытия от 3 до 9 мкм KB работал надежно и выдержал испытания по ускоренному старению с удовлетворительными результатами. При толщине покрытия менее 3 мкм происходит коррозия материала колпачка. При толщине покрытия более 9 мкм надежность работоспособности не обеспечивается.

В существующих KB указанная совокупность существенных признаков не выявлена, что позволяет считать данное техническое решение соответствующим критерию «Новизна».

Для получения стабильных баллистических характеристик выстрела необходимо обеспечить надежность воспламенения метательного заряда, оптимальный режим горения и максимальную полноту его сгорания. При срабатывании KB возникает форс пламени, состоящий из горячих газообразных продуктов сгорания УВС и разогретых твердых частиц сенсибилизатора. Температура и скорость потока газообразных продуктов и твердых частиц УВС должны быть такими, чтобы в процессе выстрела произошло быстрое воспламенение метательного (порохового) заряда, его горение и полное сгорание при достижении пули (снаряда) примерно 2/3 длины ствола.

Кроме того, чтобы улучшить баллистические характеристики оружия при стрельбе, необходимо решить проблему повышения мощности KB при сохранении габаритов.

Для обоснования оптимальных характеристик KB были приведены экспериментальные исследования, результаты которых приведены в таблицах 1 и 2.

KB изготавливались по следующей технологии:

- из специально выбранной стали, плакированной цветными металлами, по штатной технологии изготавливался колпачок требуемых размеров;

- колпачки помещались в сборки и в них засыпалась доза одноосновного стифната калия или другого быстрогорящего взрывчатого вещества (ВВ), у которого скорость горения при 10 кгс/см2 выше 13 см/сек, и эта доза ВВ запрессовывалась при удельном давлении 1000…1500 кгс/см2;

- на ВВ помещали смесь ударного состава - тетразен с инертным сенсибилизатором, который имел вышеуказанные физико-химические характеристики;

- на ударный состав капалась капля лака, сборка с колпачками помещалась на вибростенд и в течение 3…5 минут проводилась вибрация;

- далее проводилась сушка при температуре 40…60°С и готовые KB по обычной технологии снаряжались в гильзу.

Также снаряжались стальные колпачки, защищенные химическим покрытием.

Необходимо отметить, что в проверенных KB соотношение воспламенительного и ударного составов было аналогично [4], таким же оставалось соотношение сенсибилизатора к инициирующему ВВ.

В таблицах 1 и 2 приведены результаты баллистических испытаний патронов с новым KB и KB прототипа, надежности работы KB и чистоты сгораемости порохового заряда. Из таблиц видно, что новый KB несколько превосходит KB прототипа.

В ударно-воспламенительном составе использовался сенсибилизатор (стекло) с физико-химическими характеристиками в вышеуказанных пределах. Изменение параметров сенсибилизатора за указанные пределы приводит к ухудшению безопасности или безотказности КВ.

Металлический колпачок был выполнен из стали, плакированной слоем меди толщиной 6% к толщине дна колпачка.

Проверялся вариант колпачка, покрытого специальным лаком, толщиной 8 мкм.

Результаты проверок удовлетворительные.

Таким образом, предлагаемый KB для патронов стрелкового оружия обоснован и отвечает требованиям к КВ.

Таблица 1
Наименование
KB
Баллистические характеристики Задержка
Воспламене-
ния, мсек
Масса
несгоревших
остатков
выстрела, г
Марка
пороха
Масса
заряда
М25 ср,
м/с
ΔV25,
м/с
Pmax ср,
кгс/см2
ΔPмах,
кгс/см2
Прототип ВТ 3,10 815 21 2916 118 0,20 0,010
Новый ВТ 3,10 817 17 2822 93 0,16 0,005

Таблица 2
Характеристики чувствительности Прототип Новый
Безопасность KB при воздействии падающего груза массой 307 г, высота, см, при 0% срабатывании 3 3
Безотказность KB, см, при 100% срабатывании 11 9
Безотказность KB после выдержки 4 часа при влажности 100%, температуре 60°С и после испытания тряской 30 мин (80 ударов в минуту с высотой 150 мм) 15 10

Источники информации

1. П.П.Карпов «Средства инициирования», Оборонгиз, 1999 г., стр.127.

2. Состав ударный неоржавляющий К-2-1, Технические условия ТУ-04-031-1-78.

3. Патент США №4675059.

4. Патент РФ №2285229 С2.

1. Капсюль-воспламенитель, содержащий металлический колпачок с ударно-воспламенительным составом, выполненным в виде двух слоев и прикрытым сверху защитным слоем, отличающийся тем, что слой ударно-воспламенительного состава, расположенный у дна колпачка, выполнен из запрессованного при удельном давлении 1000-1500 кгс/см2 взрывчатого вещества со скоростью горения при 10 кгс/см2 выше 13,0 см/с, а второй слой выполнен из тетразена и инертного сенсибилизатора, имеющего:

плотность 2-4,2 г/см3
твердость по шкале Мооса 3-7
удельную теплоемкость 0,06-0,25 ккал/(г·град)
коэффициент теплопроводности 0,0015-0,0032 ккал/(см/с)·град

2. Капсюль-воспламенитель по п.1, отличающийся тем, что металлический колпачок выполнен из стальной ленты, плакированной медью с толщиной плакирующих слоев от 4 до 10% от толщины ленты.

3. Капсюль-воспламенитель по п.1, отличающийся тем, что металлический колпачок выполнен из стали, защищенной лаковым покрытием толщиной от 3 до 9 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к взрывателям, срабатывающим от заданного механического усилия, не содержащим инициирующих взрывчатых веществ (ВВ). .

Изобретение относится к капсюлям-воспламенителям (KB) для патронов стрелкового оружия. .

Изобретение относится к воспламенительным устройствам порохового заряда для патронов стрелкового оружия и представляет собой капсюль-воспламенитель (KB). .

Изобретение относится к артиллерийскому вооружению и может применяться в минометных патронах. .

Изобретение относится к ударным капсюлям-воспламенителям и используется для патронов охотничьих и спортивных ружей. .

Изобретение относится к детонирующим устройствам, срабатывающим от заданного механического усилия. .

Изобретение относится к взрывателям, срабатывающим от заданного механического усилия. .

Изобретение относится к специальному машиностроению в производстве средств воспламенения и может быть использовано при изготовлении капсюлей-воспламенителей патронов стрелкового оружия.

Изобретение относится к капсюлям-воспламенителям для огнестрельного оружия. .

Изобретение относится к детонирующим устройствам ударного механического взрывателя, срабатывающим от заданного механического усилия

Изобретение относится к области патронных капсюлей воспламенителей

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве капсюлей-воспламенителей для патронов к гражданскому, служебному и стрелковому оружию

Изобретение относится к детонирующим устройствам, срабатывающим при механическом воздействии, для обеспечения детонации в кумулятивных перфораторах. Ударный детонатор содержит корпус, боек, продукт из бризантного взрывчатого вещества, чашку. Ударный детонатор снабжен расположенной в корпусе цилиндрической гильзой со сквозным отверстием в центре дна и с конусообразным расширением в верхней части, внутри которой расположен боек. Боек выполнен с нижней частью в виде усеченного конуса. Ударный детонатор снабжен крышкой корпуса. В верхней части крышки выполнено углубление в форме усеченного конуса с дном, контактирующим с бойком. Нижняя часть крышки нижними краями, завальцованными внутрь, плотно охватывает кольцевой выступ на внешней стороне корпуса. В нижней части корпуса на расположенной внизу над отверстием в нижней части корпуса чашке расположены последовательно две половинки продукта из бризантного взрывчатого вещества. Верхняя часть нижней половинки продукта из бризантного взрывчатого вещества выполнена высокоплотной с углублением сверху в форме усеченного конуса, верхняя половинка продукта из бризантного взрывчатого вещества выполнена низкоплотной и заполняет объем внутри корпуса между верхней частью нижней половинки продукта из бризантного взрывчатого вещества и кружком. Кружок прижат к внешней стороне дна гильзы. В сквозном отверстии и на внутренней стороне дна гильзы расположены навеска гексогена и кварцевый песок или толченое стекло, перемешанные между собой частично или полностью. На внешней стороне боковой стенки корпуса ударного детонатора может быть выполнена кольцевая канавка с расположенным в ней кольцевым уплотнителем из эластичного материала. Техническим результатом заявленного решения является повышение надежности срабатывания. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к капсюлированным гильзам. Капсюлированная гильза состоит из гильзы и запрессованного в нее капсюля-воспламенителя. Капсюль состоит из металлического колпачка с запрессованным в него воспламенительным составом ударного действия. Колпачок покрыт герметизирующей мембраной. Внутри колпачка размещена трехлепестковая наковаленка куполообразной формы. Наковаленка вершиной своего купола плотно соприкасается с герметизирующей мембраной. Основания лепестков наковаленки упираются во внутреннюю стенку колпачка капсюля и плотно соприкасаются со специальным кольцевым выступом. Выступ расположен в капсюльном гнезде гильзы. Диаметр кольцевого выступа меньше диаметра капсюльного отверстия на величину учетверенной толщины стенки колпачка капсюля плюс 0,15 мм. Достигается упрощение конструкции капсюлированной гильзы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области измерения параметров срабатывания капсюлей-детонаторов с ударно-волновой трубкой в неэлектрических системах взрывного дела. Устройство для измерения параметров срабатывания капсюля-детонатора с ударно-волновой трубкой состоит из узла для подрыва капсюля-детонатора, узла инициирования детонационного процесса в ударно-волновой трубке, измерителя времени, датчика запуска измерителя времени, датчика фиксации момента детонации капсюля-детонатора, узла питания и обработки сигналов от датчиков, датчика измерения скорости детонационного процесса в ударно-волновой трубке. Датчик измерения скорости детонационного процесса в ударно-волновой трубке расположен на расстоянии 1 м от датчика запуска измерителя времени и на расстоянии 1 м от конца отрезка ударно-волновой трубки, закрепленного в капсюле-детонаторе. Достигается возможность с высокой точностью измерить параметры срабатывания капсюля-детонатора с отрезком ударно-волновой трубки для всех известных неэлектрических систем взрывания подобного типа. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области специального машиностроения в производстве средств воспламенения и может быть использовано при изготовлении капсюлей-воспламенителей патронов стрелкового оружия. Лепестковая наковаленка для капсюля-воспламенителя имеет три лепестка с отношением радиуса наковаленки к ее высоте равным 1,0±0,2 и изготавливается методом совмещения операций вырубки и свертки детали на одноместном штампе, установленном на прессе, из металлической ленты с временным сопротивлением не более 45 кгс/мм2 за один ход пресса с использованием пуансона и матрицы. Усилие пресса на одно гнездо штампа должно быть не меньше произведения площади среза лепестковой наковаленки, умноженной на временное сопротивление металлической ленты. В качестве ленты, из которой изготавливаются наковаленки, может быть применена латунная лента с временным сопротивлением не более (30-42) кгс/мм2. Изобретение позволяет обеспечить безотказность срабатывания капсюлей-воспламенителей и безопасность работ как при капсюлировании гильзы патрона, так и при сборке самого капсюля. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области специального машиностроения в производстве патронов стрелкового оружия. В конструкции патрона для стрелкового оружия для повышения его технологичности изготовления и уменьшения себестоимости обеспечивается постоянство геометрических размеров капсюльного гнезда для различных калибров и типов патронов, в которых используется капсюли-воспламенители с массой воспламенительного состава ударного действия от 22 мг до 30 мг, а изменяется форма запрессовки воспламенительного состава ударного действия в колпачок капсюля-воспламенителя, таким образом, что если даже масса и объем воспламенительного состава ударного действия меняется в пределах ±15% от средней массы при постоянных геометрических размерах капсюльного гнезда, металлического колпачка и трехлепестковой наковаленки, в любом случае она одновременно соприкасается и с воспламенительным составом ударного действия, и со специальным кольцевым выступом на дне капсюльного гнезда. Технический результат заключается в обеспечении надежности и чувствительности срабатывания снаряженного колпачка капсюля-воспламенителя, а также в уменьшении времени его срабатывания. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к средствам воспламенения, преимущественно для воспламенения метательных зарядов гранатометных выстрелов, а также для патронов катапультирования аварийного спасания. Капсюль-воспламенитель содержит цилиндрическую оболочку и расположенную в ней наковаленку, опирающуюся на малый капсюль. Последний представляет собой колпачок с ударно-воспламенительным зарядом. Наковаленка выполнена с выступающей в обе стороны относительно конусообразной наковальни вертикальной цилиндрической стенкой и образует две камеры. Камеры сообщаются между собой одним или более запальными отверстиями. В нижней камере, образованной наковаленкой и дном оболочки, расположен малый капсюль. В верхней камере, образованной наковаленкой и закатанными краями оболочки, и в запальных отверстиях помещен усилительный воспламенительный заряд. Между усилительным воспламенительным зарядом и закатанными краями оболочки образована фор-камера. Отношение объема, занимаемого усилительным воспламенительным зарядом, к общему объему верхней камеры наковаленки составляет от 0,3 до 0,9. Обеспечивает возможность изменять мощность выходного импульса капсюля без изменения его габаритных размеров, чувствительности к энергии удара. Не допускает вылет или смещение элементов конструкции. Обеспечивает безотказное воспламенение, является стойким при хранении и безопасным в обращении и транспортировании. 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области производства капсюлированных гильз к нарезным и гладкоствольным патронам и может быть применено для производства указанных патронов. Капсюлированная гильза содержит металлический колпачок с запрессованным в него воспламенительным составом ударного действия, покрытым герметизирующей мембраной, и со вставленной внутрь него трехлепестковой куполообразной наковаленкой, прижатой своей вершиной к герметизирующей мембране, а своим основанием - к кольцевому выступу либо дна капсюльного гнезда гильзы, либо металлической оболочки, расположенной в капсюльном гнезде гильзы вокруг металлического колпачка. Все геометрические размеры и марка металла металлического колпачка, марка, масса воспламенительного состава ударного действия и конфигурация запрессовки воспламенительного состава ударного действия одинаковы как для нарезного патрона, так и для гладкоствольного патрона как с металлической, так и с пластмассовой или бумажной гильзой. При этом конструкция капсюлированной пластмассовой или бумажной гильзы содержит металлическую оболочку капсюля-воспламенителя в виде тонкостенного цилиндра с фланцем на торце цилиндра с изгибом стенки цилиндра с другого торца на 180° вовнутрь с радиусом на 0,1-0,15 мм больше половины толщины стенки колпачка, а длина цилиндра выбрана такой, чтобы трехлепестковая куполообразная наковаленка своим основанием упиралась в кольцевой выступ торца цилиндра. Технический результат заключается в создании унификации конструкции капсюлированной гильзы для нарезного и гладкоствольного патрона для комбинированных ружей со сменными парами стволов, имеющей одну и ту же чувствительность инициирования капсюля-воспламенителя к удару бойка ружья. 3 ил.
Наверх