Способ улучшения порохов и порох



 


Владельцы патента RU 2564284:

Староверов Николай Евгеньевич (RU)

Изобретение относится к азотсодержащим порохам, выделяющим газы с малым средним молекулярным весом, преимущественно водород и воду. Порох содержит связанный азот и мелкодисперсный бор или мелкодисперсные горючие соединения бора при определенном соотношении компонентов. В качестве связанного азота содержит нитроцеллюлозу со степенью нитрации х=2 или нитроглицерин, а в качестве горючего соединения бора - декаборан. К пороху может быть добавлен жидкий тетраборан или газообразный диборан. Изобретения обеспечивают повышение начальной скорости снарядов и пуль не только за счет увеличения энергетики реакции, но и за счет получения выделяющихся газов с малым средним молекулярным весом - водорода и воды. 4 н. и 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к азотсодержащим порохам, выделяющим газы с малым средним молекулярным весом, преимущественно водорода и воды.

Известны пороха разных типов, см., например, Интернет, «википедия».

Скорость пули или снаряда зависит от скорости звука в сжатом газе, который образуется в объеме ствола. В той смеси газов, которая образуется после сгорания большинства порохов, и при той температуре и давлении скорость звука обычно не превышает 2300 м/сек и быстро падает по мере адиабатического расширения пороховых газов. Скорость пуль и снарядов, естественно, еще меньше.

Между тем скорость звука в водороде даже при нормальных температуре и давлении 1330 м/сек. А если еще повысить температуру и давление водорода, то скорость звука возрастет. Например, водород с температурой всего 650°С (это ниже температуры его воспламенения) будет иметь скорость звука 2360 м/сек, и сможет разогнать пулю или снаряд до скорости 2200 м/сек. При температуре и давлении выстрела скорость звука в водороде может достичь 6400 м/сек, что позволит разогнать пулю или снаряд до скоростей порядка 3000-4000 м/сек. Наличие в пороховых газах воды и «тяжелого» углекислого газа, конечно, не позволяет достичь таких показателей. Но тем не менее даже с данным порохом можно достичь скоростей снарядов и пуль около 3000 м/сек.

Большинство порохов содержат связанный азот, который при взрыве выделяется и в свободном виде. Его можно заставить экзотермически реагировать с цель повышения тепловыделения реакции с мелкодисперсным (менее 10 мкм, желательно, наноразмеров) бором.

На этом и основана идея данного изобретения. Задача и технический результат изобретения - повышение начальной скорости снарядов и пуль. Не только за счет повышения энергетики реакции, но и за счет получения выделяющихся газов с малым средним молекулярным весом - водорода и воды. Свободный азот и, особенно, «тяжелый» CO2 нежелательны.

СПОСОБ. То есть суть изобретения в том, что к азотосодержащим порохам добавляется мелкодисперсный бор или его горючие соединения, желательно - с водородом, а реакция организуется так, чтобы выделялся преимущественно водород.

Упомянутыми соединениями могут быть бораны (гидриды бора), боргидриды, бориды, карбид бора.

Естественно, что добавка бора к азоту составляет 1:1 по соотношению молекул, +-20%. Например, в любой порох добавляется мелкодисперсный бор. При температуре 800-1200°С происходит реакция с азотом с образованием нитрида бора:

То есть на единицу добавленного бора получается добавочное тепловыделение 23,37 кдж/г. Такая добавка улучшит тепловыделение любого пороха.

Реакция образования нитрида бора лучше идет в присутствии восстановителей - угля, сажи, графита, графена, водорода. В реакции \2\ происходит выделение углерода, поэтому в добавочных количествах восстановителя она не нуждается, в других случаях рекомендуется добавлять мелкодисперсного угля, графита, сажи или графена в количестве 0,0001-1% (оптимально 0,01-0,1%). Присутствие водорода в продуктах реакции уменьшает или даже исключает потребность в углероде.

Возможна добавка не бора, а его реакционно-активных соединений, например жидкого тетраборана (в боеприпасах с герметичной гильзой), или твердого тетраборана. Гильза или картуз в любом случае желательны герметичные, или же они должны храниться в герметичной упаковке вплоть до выстрела, так как бораны очень реакционноспособны. Производство таких боеприпасов желательно вести в азоте или в охлажденном осушенном воздухе.

ПОРОХ. Большинство порохов содержит два основных компонента - пироксилин или коллоксилин (нитроцеллюлоза разной степени нитрации), и нитроглицерин. Данный порох по сравнению с исходным отличается тем, что выполнен по вышеописанному способу, то есть содержит мелкодисперсный бор или его горючие соединения. Рассмотрим, как добавка бора, а лучше - его гидридов (боранов), улучшит показатели пороха. Например, рассмотрим реакцию нитроцеллюлозы с бором:

Показана примерная основная реакция вариативной реакции разложения нитроцеллюлозы. Соотношение компонентов: нитроцеллюлозы (со степенью нитрации х=2) - 92,10%, бора - 7,90%, все +-5%. При этом добавка бора составляет 8,57% от количества нитроцеллюлозы (здесь и далее проценты массовые). Более интересна добавка декаборана, т.к. он содержит водород:

Реакция также примерная, тем более, что в нее добавляется свободный водород. Соотношение компонентов: нитроцеллюлозы (со степенью нитрации х=2) - 91,38%, декаборана - 8,62%, все +-5%. При этом добавка декаборана составляет 9,43% от количества нитроцеллюлозы.

Реакция между нитроглицерином и бором выглядит так:

Соотношение компонентов: нитроглицерина - 87,50%, бора - 12,50%, все +-5%. При этом добавка бора составляет 14,28% от количества нитроглицерина. Более интересна добавка декаборана, т.к. он содержит водород:

В продуктах реакции указаны свободный кислород и свободный водород, это подразумевает, что этот кислород мог до этого полностью или частично израсходоваться в реакции с продуктами разложения нитроцеллюлозы (реакции /2/ и /3/).

Соотношение компонентов: нитроглицерина - 86,42%, декаборана - 13,58%, все +-5%. При этом добавка бора составляет 15,71% от количества нитроглицерина.

Как видим, добавка бора, а особенно - боранов, повышает энергетику пороха и повышает скорость звука в пороховых газах. В случае применения герметичных гильз или картузов возможно применение жидкого тетраборана или газообразного диборана. Результат будет еще долее положительным. При этом количество боранов по отношению к исходному количеству пороха зависит от типа пороха и типа борана, и колеблется в пределах 5-40%.

Избыточное по сравнению с указанным способом количество боранов и других гидридов не навредит пороху, так как они будут термически разлагаться с выделением водорода, а некоторые гидриды - с положительной энтальпией образования, например, диборан, будут выделять еще и тепло.

1. Порох, содержащий связанный азот и мелкодисперсный бор, отличающийся тем, что содержит компоненты при следующем соотношении: нитроцеллюлозу со степенью нитрации х=2 - 92,10±5%, бор - 7,90±5%, при этом добавка бора составляет 8,57% от количества нитроцеллюлозы.

2. Порох, содержащий связанный азот и мелкодисперсные горючие соединения бора, отличающийся тем, что содержит компоненты при следующем соотношении: нитроцеллюлозу со степенью нитрации х=2 - 91,38±5%, декаборан - 8,62±5%, при этом добавка декаборана составляет 9,43% от количества нитроцеллюлозы.

3. Порох, содержащий связанный азот и мелкодисперсный бор, отличающийся тем, что содержит компоненты при следующем соотношении: нитроглицерин - 87,50±5%, бор - 12,50±5%, при этом добавка бора составляет 14,28% от количества нитроглицерина.

4. Порох, содержащий связанный азот и мелкодисперсные горючие соединения бора, отличающийся тем, что содержит компоненты при следующем соотношении: нитроглицерин - 86,42±5%, декаборан - 13,58±5%, при этом добавка гидрида бора составляет 15,71% от количества нитроглицерина.

5. Порох по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что дополнительно содержит жидкий тетраборан или газообразный диборан в количестве 5-40% от исходного количества пороха.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к артиллерии и к огнестрельному оружию. Заряд к легкогазовому оружию содержит нитроцеллюлозные пороха и нитрат бора в количестве 0,0001-90 мас.%.

Изобретение относится к смесевым метательным взрывчатым веществам, то есть к смесевым порохам. Метательное взрывчатое вещество основано на том, что бор или бериллий экзотермически реагируют с азотом и увеличивает энергетику реакции.

Изобретение относится к взрывчатым веществам, в частности к смесевому взрывчатому веществу и его вариантам. Взрывчатое вещество содержит боргидрид кремния и одно из следующих соединений: нитрат аммония безводный, динитрамид аммония, пятиокись азота, нитрат бора, нитрат бериллия или шестиокись азота.

Изобретение относится к метательному взрывчатому веществу, такому как смесевой порох, и его вариантам. Метательное взрывчатое вещество содержит боргидрид кремния и одно из следующих соединений: нитрат аммония безводный, динитрамид аммония, пятиокись азота, нитрат бора, нитрат бериллия или шестиокись азота.
Изобретение относится к воспламенительным составам для использования в электровоспламенителях. Воспламенительный состав для электровоспламенителей содержит окислитель, горючее, связующее и дополнительный окислитель.

Изобретение относится к способу получения пиротехнического воспламенительного состава для зажигания основных пиротехнических составов, например осветительных, сигнальных, твердых пиротехнических топлив.

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к боевым частям ракет, артиллерийским снарядам крупного калибра, минам и авиабомбам. Боевая часть включает массивный корпус, жестко связанный с крышкой, образуя замкнутый объем, где размещено взрывчатое наполнение.

Изобретение относится к ракетным топливам для жидкостных, твердотопливных и гибридных ракетных двигателей, а также для экстремальных поршневых и турбореактивных двигателей.
Изобретение относится к ракетному топливу для ракетного двигателя. Ракетное топливо содержит горючее и окислитель.

Изобретение относится к ракетному топливу для ракетного двигателя. Ракетное топливо содержит горючее и окислитель.
Изобретение относится к технологии изготовления мелко- и среднезерненых пироксилиновых порохов, а именно к вытеснению легколетучего (спиртоэфирного) растворителя из пороховых элементов.

Изобретение относится к области производства одно- и двухосновных сферических порохов, а также порохов пластинчатой формы, в частности изготовления пластинчатых порохов из некондиционной части производимых сферических порохов, которые могут быть использованы для снаряжения патронов к стрелковому вооружению.

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия, в том числе гладкоствольного спортивно-охотничьего оружия 12, 16 и 20 калибров.

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ получения сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата из пороховых элементов с последующей промывкой, сортировкой пороха по фракциям и сушкой, при этом из напорной емкости водно-пороховую суспензию с концентрацией пороха 25-30 мас.% с помощью эрлифта или секторного питателя подают на плоский качающийся грохот, установленный под водой на глубине 200-300 мм от верхнего зеркала воды, состоящий из переменного набора сеток, установленных с наклоном от 3 до 10° относительно горизонтальной плоскости, совершающий возвратно-поступательное движение 40-60 колебаний в минуту.

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ получения сферического пороха включает промывку, сортировку, отжим от воды и сушку, в котором отжим пороха от воды проводят на карусельном вакуум-фильтре, состоящем из 8 вращающихся воронок, в нижней части которых установлены верхняя и нижняя сетки 01 и 07, соответственно, на боковых частях воронок установлены вибраторы, водно-пороховую суспензию с концентрацией пороха 25-30 мас.% подают во вращающиеся воронки, заполняют их на 2/3 объема порохом, вводят графитовую суспензию и проводят под разрежением 8-12 кПа удаление воды до остаточного содержания 18-22 мас.%, затем порох выгружают в приемный бункер шнек-питателя и пневмотранспортом подают на сушку.
Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия, в том числе для гладкоствольного спортивно-охотничьего оружия 12, 16 и 20 калибров.
Изобретение относится к области производства боеприпасов для спортивного и служебного оружия, в частности пороховых зарядов к пулевым, пистолетным, спортивным патронам «9mm Luger» (9×19 мм) для спортивных и служебных пистолетов.
Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия, в частности для дробовых охотничьих ружей 12, 16, 20 калибров. Порох включает пироксилин, дифениламин, графит, этилацетат и влагу.

Изобретение относится к технологии изготовления пироксилиновых порохов, а именно, удаления влаги из пороховых элементов. Способ включает двухступенчатое удаление из пороховых элементов приобретенной при вымочке влаги.
Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, в частности гладкоствольного дробового оружия. Способ включает перемешивание компонентов, приготовление порохового лака этилацетате, диспергирование в присутствии клея, отгонку этилацетата и сушку.

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ получения одноосновного сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание, отгонку этилацетата из пороховых элементов, последующую промывку, сортировку и сушку, при этом проводят трехкратную горячую промывку 1 мас. ч. пороха в 3,0-3,5 мас. ч. воды при температуре 90-97°С в течение 60-70 минут. Изобретение позволяет повысить качество промывки, т.е. уменьшение содержания этилацетата в одноосновных сферических порохах, так как повышенная массовая доля инертного растворителя в порохе снижает его энергетические характеристики. 1 табл., 5 пр.
Наверх