Способ получения сферического пороха для 9 мм пистолетного патрона
Владельцы патента RU 2448078:
Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") (RU)
Изобретение относится к области производства сферических порохов (СФП) для патронов к стрелковому оружию. Способ получения СФП для 9 мм пистолетного патрона включает предварительное приготовление пластифицированной пороховой массы, состоящей из 68-72 мас.% пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 212-214 мл NO/г, 28-32 мас.% нитроглицерина, 0,3-0,5 мас.% дифениламина и 0,2-0,4 мас.% централита II, после чего к 1,7-3,6 мас.ч. воды по отношению к пороховой массе и пироксилину 1 Пл и при перемешивании добавляют 78-82 мас.% пороховой массы и 18-22 мас.% указанного пироксилина, добавляют 2,5-3,5 мас.ч. этилацетата на одну часть пороховых компонентов и в течение 40-60 минут готовят пороховой лак при температуре 58-60°C, затем после ввода эмульгатора - клея мездрового в количестве 0,8-4,0 мас.% по отношению к воде ведут диспергирование порохового лака при температуре 60-68°C в течение 40-60 минут, вводят обезвоживающую соль - сернокислый натрий в количестве 0,8-3,0 мас.% по отношению к воде и через 20-30 минут ведут отгонку растворителя. Предложенный способ обеспечивает получение плотного СФП с равномерно распределенной пористостью в сферических элементах и обеспечивает стабильность баллистических характеристик в 9 мм пистолетном патроне. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к области производства сферических порохов (СФП) для патронов к стрелковому оружию.
Известны способы получения СФП по эмульсионной технологии (патент США №3917767 от 4.11.1975 г., МКИ C06B 21/00; патент РФ №1727375, заявка 4804112 от 19.03.90 г., МКИ5 C06B 21/00, патент РФ №2201912, заявка 2001107710 от 22.03.2001 г., МПК7 C06B 21/00, 25/18), основные стадии которых протекают в водной среде с применением простого емкостного оборудования с мешалками, что повышает уровень безопасности производства.
Пороха, полученные по указанным способам, характеризуются низкой насыпной плотностью, в результате чего они не обеспечивают баллистические характеристики в 9 мм пистолетном патроне.
Наиболее близким способом к предлагаемому техническому решению является эмульсионный способ получения двухосновного СФП, который можно применять в оружии с низким допустимым максимальным давлением (патент США №3917767, МПК7 C06B 21/00 - прототип), включающий приготовление порохового лака в водной среде, диспергирование на сферические частицы, обезвоживание пороховых частиц сернокислым натрием и удаление растворителя.
Недостатком прототипа является то, что применение высокопористого СФП с высокой концентрацией нитроглицерина (НГц) в 9 мм пистолетном патроне приводит к резкому возрастанию среднего максимального давления пороховых газов в канале ствола оружия уже при малой массе порохового заряда.
Задачей предлагаемого изобретения является получение плотного СФП с равномерно распределенной пористостью в сферических элементах и обеспечение стабильности баллистических характеристик в 9 мм пистолетном патроне.
Технический результат достигается тем, что первоначально готовят пластифицированную пороховую массу, состоящую из 68…72 мас.% пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 212…214 мл NO/г и 28…32 мас.% НГц, 0,3…0,5 мас.% дифениламина (ДФА) и 0,2…0,4 мас.% централита II (Ц II), после чего в реактор заливают 1,7…3,6 мас.ч. воды по отношению к пороховой массе и пироксилину 1 Пл и при перемешивании загружают 78…82 мас.% пороховой массы и 18…22 мас.% пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 212…214 мл NO/г, заливают 2,5…3,5 части этилацетата (ЭА) на одну часть пороховых компонентов и в течение 40…60 минут готовят пороховой лак при температуре 58…60°C, а затем после ввода эмульгатора (клея мездрового) в количестве 0,8…4,0 мас.% по отношению к воде ведут диспергирование порохового лака при температуре 60…68°C в течение 40…60 минут, вводят обезвоживающую соль в количестве 0,8…3,0 мас.% по отношению к воде и после истечения 20…30 минут ведут отгонку растворителя известным способом.
Примеры выполнения способа получения СФП для 9 мм пистолетного патрона в пределах граничных условий (примеры 1…3), а также за их пределами (примеры 4, 5) приведены в таблице.
Пример 1. Предварительно готовится пластифицированная пороховая масса, состоящая из 68 мас.% пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 212 мл NO/г и 32 мас.% НГц, 0,3 мас.% ДФА и 0,2 мас.% Ц II. В реактор объемом 1,57 м3 заливается 170 литров воды и при перемешивании загружается 78 кг пороховой массы и 22 кг пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 212 мл NO/г, заливается 250 литров ЭА и при температуре 58°C в течение 40 минут готовится пороховой лак. После приготовления порохового лака в реактор вводится 1,36 кг клея мездрового и при температуре 60…68°C в течение 60 минут ведется дробление порохового лака на сферические частицы, а затем вводится 1,36 кг сернокислого натрия (обезвоживающая соль) и после истечения 20 минут ведут отгонку растворителя известным способом. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики СФП приведены в таблице.
Пример 2. Предварительно готовится пластифицированная пороховая масса, состоящая из 70 мас.% пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 213 мл NO/г и 30 мас.% НГц, 0,4 мас.% ДФА и 0,3 мас.% Ц II. В реактор объемом 1,57 м3 заливается 215 литров воды и при перемешивании загружается 80 кг пороховой массы и 20 кг пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 213 мл NO/г, заливается 300 литров ЭА и при температуре 59°C в течение 50 минут готовится пороховой лак. После приготовления порохового лака в реактор вводится 5,16 кг клея мездрового и при температуре 60…68°C в течение 50 минут ведется дробление порохового лака на сферические частицы, а затем вводится 4,1 кг сернокислого натрия (обезвоживающая соль) и после истечения 25 минут ведут отгонку растворителя известным способом. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики СФП приведены в таблице.
Пример 3. Предварительно готовится пластифицированная пороховая масса, состоящая из 72 мас.% пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 214 мл NO/г и 28 мас.% НГц, 0,5 мас.% ДФА и 0,4 мас.% Ц II. В реактор объемом 1,57 м3 заливается 360 литров воды и при перемешивании загружается 82 кг пороховой массы и 18 кг пироксилина 1 Пл с содержанием оксида азота 214 мл NO/г, заливается 350 литров ЭА и при температуре 60°C в течение 60 минут готовится пороховой лак. После приготовления порохового лака в реактор вводится 14,4 кг клея мездрового и при температуре 60…68°C в течение 40 минут ведется дробление порохового лака на сферические частицы, а затем вводится 10,8 кг сернокислого натрия (обезвоживающая соль) и после истечения 30 минут ведут отгонку растворителя известным способом. Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики СФП приведены в таблице.
Примечание. Требования, предъявляемые к 9 мм пистолетному патрону: масса пули 5,1…5,4 г; масса заряда не более 0,5 г; средняя скорость полета пули 445…465 м/с; разброс между наибольшим и наименьшим значением скорости полета пуль не более 30 м/с; максимальное давление пороховых газов в канале ствола оружия в группе из 10 выстрелов: среднее не более 274,5 МПа, наибольшее не более 294,1 МПа; разброс между наибольшим и наименьшим значением давления пороховых газов не более 34,3 МПа.
Из приведенных результатов таблицы видно, что по разработанному авторами способу (примеры 1…3) полученный СФП имеет высокую насыпную плотность и низкую пористость пороховых элементов, что позволило обеспечить требуемые баллистические характеристики в 9 мм пистолетном патроне. За пределами граничных условий (примеры 4, 5) баллистические показатели не удовлетворяют как по скорости полета пули, так и по давлению пороховых газов в канале ствола оружия.
| Таблица | |||||
| Технологические режимы, физико-химические и баллистические характеристики изготовленных образцов пороха | |||||
| Наименование показателя | Пример (Пр. №1) | Пр. №2 | Пр. №3 | Пр. №4 | Пр. №5 |
| Количество пироксилина 1 Пл в составе пластифицированной пороховой массы, мас.% | 68 | 70 | 72 | 60 | 80 |
| Содержанием оксида азота в пироксилине 1 Пл, мл NO/г | 212 | 213 | 314 | 212,5 | 214 |
| Количество нитроглицерина, мас.% | 32 | 30 | 28 | 40 | 20 |
| Количество дифениламина, мас.% | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,2 | 0,6 |
| Количество централита II, мас.% | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,1 | 0,5 |
| Объем реактора, м3 | 1,57 | 1,57 | 1,57 | 1,57 | 1,57 |
| Количество воды, л | 170 | 215 | 360 | 160 | 370 |
| Количество пороховой массы, кг | 78 | 80 | 82 | 76 | 80 |
| Количество пироксилина 1 Пл, кг | 22 | 20 | 18 | 24 | 20 |
| Содержанием оксида азота в пироксилине, мл NO/г | 212 | 213 | 214 | 214 | 212 |
| Количество этилацетата, л | 250 | 300 | 350 | 240 | 360 |
| Температура среды, °C | 58 | 59 | 60 | 57 | 65 |
| Время приготовления порохового лака, мин | 40 | 50 | 60 | 30 | 65 |
| Количество клея мездрового, кг | 1,36 | 5,16 | 14,4 | 1,24 | 15 |
| Температура диспергирования порохового лака, °C | 60…68 | 60…68 | 60…68 | 60…68 | 60…68 |
| Время диспергирования порохового лака, мин. | 60 | 50 | 40 | 65 | 30 |
| Количество сернокислого натрия, кг | 1,36 | 4,1 | 10,8 | 1,20 | 12 |
| Время обезвоживания частиц, мин | 20 | 25 | 30 | 15 | 35 |
| Насыпная плотность пороха, кг/дм3 | 1,014 | 1,025 | 1,010 | 0,910 | 0,890 |
| Химическая стойкость, мм рт.ст. | |||||
| Пористость, % | 3,0 | 2,0 | 4,0 | 10,0 | 12,0 |
| Баллистические характеристики | |||||
| Масса пули, г | 5,1…5,4 | 5,1…5,4 | 5,1…5,4 | 5,1…5,4 | 5,1…5,4 |
| Масса заряда, г | 0,43 | 0,43 | 0,44 | 0,41 | 0,47 |
| Средняя скорость пули, м/с | 460 | 460 | 459 | 398 | 410 |
| Разброс между наибольшим и наименьшим значением скорости полета пуль, м/с | 8 | 7 | 10 | 40 | 38 |
| Максимальное давление пороховых газов в баллистической группе из 10 выстрелов, МПа | |||||
| Среднее | 263,7 | 265,7 | 265,9 | 276,5 | 280,4 |
| Наибольшее | 268,6 | 270,6 | 272,5 | 299,0 | 308,8 |
| Разброс между наибольшим и наименьшим значением давления пороховых газов | 5,9 | 7,6 | 6,4 | 39,2 | 34,3 |
Способ получения сферического пороха для 9 мм пистолетного патрона, включающий приготовление порохового лака в водной среде, диспергирование на сферические частицы, обезвоживание пороховых частиц сернокислым натрием и удаление растворителя, отличающийся тем, что первоначально готовят пластифицированную пороховую массу, состоящую из 68-72 мас.% пироксилина 1 пл с содержанием оксида азота 212-214 мл NO/г и 28-32 мас.% нитроглицерина, 0,3-0,5 мас.% дифениламина и 0,2-0,4 мас.% централита II, после чего в реактор заливают 1,7-3,6 мас.ч. воды по отношению к пороховой массе и пироксилину 1 пл и при перемешивании загружают 78-82 мас.% пороховой массы и 18-22 мас.% пироксилина 1 пл с содержанием оксида азота 212-214 мл NO/г, заливают 2,5-3,5 мас.ч. этилацетата на одну часть пороховых компонентов и в течение 40-60 мин готовят пороховой лак при температуре 58-60°C, а затем после ввода эмульгатора - клея мездрового в количестве 0,8-4,0 мас.% по отношению к воде ведут диспергирование порохового лака при температуре 60-68°C в течение 40-60 мин, вводят обезвоживающую соль в количестве 0,8-3,0 мас.% по отношению к воде и после истечения 20-30 мин ведут отгонку растворителя.
