Легкогазовое орудие староверова-3 /варианты/



 


Владельцы патента RU 2568209:

Староверов Николай Евгеньевич (RU)

Изобретение относится в основном к артиллерии, но также может быть полезно для стрелкового оружия. Легкогазовое орудие, содержащее ствол и затвор, в зарядной камере содержит смесь пироксилина, коллоксилина, нитроглицеринового пороха и гидрида/гидридов щелочных металлов, особенно - лития и алюминия, а для увеличенного экзотермического теплового эффекта реакции - декаборана. При температурах 900-1200°С азот и бор будут реагировать с образованием нитрида бора и выделением тепла. При повышении содержания декаборана экзотермический эффект увеличивается, доля «легкого» водорода увеличивается, а доли «тяжелого» угарного газа и паров воды уменьшаются. Изобретение обеспечивает повышение энергетики реакции и снижение токсичности пороховых газов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится в основном к артиллерии, а также к стрелковому оружию.

Известны «Легкогазовое орудие Староверова 1 и 2», см. пат. №№RU 2476805 и RU 2477435. Одно из них использует для получения водорода боргидрид бериллия, а второе - диборан или тетраборан. Однако соединения бериллия имеют некоторую токсичность, а диборан и тетраборан - газ и легкокипящая жидкость, что затрудняет их использование - требуется высокая степень герметичности казенной части орудия.

Задача и технический результат изобретения - повышение энергетики реакции и снижение токсичности пороховых газов.

ВАРИАНТ 1. Орудие, как и прототипы, содержит пироксилиновый, коллоксилиновый порох или нитроглицериновый баллистит (далее «порох»), и для снижения токсичности вместо соединений бериллия могут использоваться гидриды щелочных металлов, особенно - лития и алюминия (вследствие трудности их разделения следует использовать гидрии лития-алюминия). Он реагирует с водой, получающейся при горении пороха. Пример:

То есть на массовую единицу воды, выделившейся в результате горения содержащихся в порохе пироксилина, коллоксилина, нитроглицерина, флегматизаторов, стабилизаторов и т.п. должно быть добавлено 1,054 массовой единицы алюмогидрида лития. В результате чего на каждую молекулу воды выделится полторы молекулы водорода.

Для подгонки практического оптимума реакции, который может отличаться от стехиометрического, а также для регулирования скорости реакции в зависимости от калибра орижия или орудия, возьмем запас по процентному соотношению ингредиентов +-10%. Расчеты показывают, что количество тепла, выделившегося в крайних допусках содержания ингредиентов нижеприведенных реакций, достаточно для осуществления реакции, что означает ее самоподдерживающийся характер.

Пример: количество алюмогидрида лития рассчитывается так - некоторое количество «обычного» пороха принимается за 100 г, затем с учетом его состава вычисляется количество полученной воды, допустим, 20 г, и добавляется 1,054*20=21,08 г алюмогидрида лития. Масса получившейся смеси 121,08 г. Она принимается за 100% и рассчитывается процентное содержание алюмогидрида лития.

ВАРИАНТ 2. Однако можно увеличить экзотермический тепловой эффект реакции, если вместо гидрида щелочных металлов взять твердый гидрид бора - декаборан. При этом пойдет еще вторая энергетическая реакция - при температурах 900-1200 градусов с азот и бор будут реагировать с образованием нитрида бора. Энергетический эффект реакции достаточно большой - 10,81 мдж/кг, но он кажется еще существенней, если учесть, что азот в пороховых газах уже имеется в достаточном количестве, а на единицу добавленного бора эффект получается 23,37 мдж/кг бора. Например, реакция разложения коллоксилина, с учетом того, что на примере образования водяного газа видно, что вода будет окислять углерод до окиси углерода, будет примерно такая

В продуктах горения будут также следы сажи и углекислого газа. Если добавить декаборан, то получим

Эта реакция в своем роде является стехиометрической, и соотношение компонентов составляет коллоксилина степени нитрации х=2 91,16%, декаборана 8,84% (здесь и далее мас. %). С учетом отклонения степени нитрации для получении оптимума следует предусмотреть допуск +-5%. Однако, если увеличить содержание декаборана, то в дополнение к двум энергетическим реакциям (пороха и нитрида бора) пойдет еще и третья реакция с экзотермическим эффектом - углерод и бор будут конкурировать за кислород, и с учетом скоротечности реакции можно получить

Соотношение компонентов в этой реакции: 83,76% коллоксилина степени нитрации х=2, декаборана 16,24%, допуск +-10%. Ее экзотермический ээфект будет больше, так как энтальпия образования B2O3 одна из самых больших 18,01 мдж/кг, что более чем вдвое больше, чем у CO2.

А так как оксид бора не восстанавливается даже при сильном нагревании, то можно получить и преимущественное окисление бора вместо углерода:

Содержание компонентов: 77,47% коллоксилина степени нитрации х=2, декаборана 22,53%, допуск +-10%.

Более того, декаборан реагирует с выделяющейся водой

Содержание компонентов: 72,06% коллоксилина степени нитрации х=2, декаборана 27,94%, допуск +-10%.

Заметно, что от реакции \2\ к реакции \6\ доля «легкого» водорода увеличивается, а доли «тяжелого» угарного газа и паров воды уменьшаются до нуля.

Заметно, что с учетом допуска содержание коллоксилина составляет 62,06-96,16%, а декаборана 3,84-37,94%. Это показывает, что практический оптимум может лежать в широких пределах в зависимости от степени нитрации коллоксилина и от продолжительности реакции (например, пистолет или длинноствольное орудие).

Заряд составляется и смешивается незадолго до выстрела, или составляется заранее и хранится в течение гарантийного срока хранения в полностью герметичных гильзах, выстрелах, патронах.

1. Легкогазовое орудие, содержащее ствол и затвор, отличающееся тем, что в зарядной каморе содержит смесь пироксилина, коллоксилина, нитроглицеринового пороха и гидрида/гидридов щелочных металлов.

2. Орудие по п. 1, отличающееся тем, что содержит в зарядной каморе 0,954-1,154 массовой единицы алюмогидрида лития на массовую единицу воды, выделившейся в результате горения коллоксилина.

3. Легкогазовое орудие, содержащее ствол и затвор, отличающееся тем, что в зарядной каморе содержит смесь пироксилина, коллоксилина, нитроглицеринового пороха и декаборана.

4. Орудие по п. 3, отличающееся тем, что содержит в зарядной каморе 86,16-96,16 мас.% коллоксилина и декаборана 3,84-13,84 мас.%.

5. Орудие по п. 3, отличающееся тем, что содержит в зарядной каморе 73,76-93,76 мас.% коллоксилина и декаборана 6,24-26,24 мас.%.

6. Орудие по п. 3, отличающееся тем, что содержит в зарядной каморе 67,47-87,47 мас.% коллоксилина и декаборана 12,53-32,53 мас.%.

7. Орудие по п. 3, отличающееся тем, что содержит в зарядной каморе 62,06-82,06 мас.% коллоксилина и декаборана 17,94-37,94 мас.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к смесевым взрывчатым веществам. Взрывчатое вещество основано на том, что бор или бериллий экзотермически реагируют с азотом и увеличивают энергетику реакции.

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.

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 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 промышленным взрывчатым веществам. Взрывчатое вещество содержит нитрованные органические соединения, или азотосодержащие горючие вещества, или горючее соединение бора, или азотосодержащие окислители и нитрат бора B(NO3)3.

Изобретение относится к взрывчатому веществу. Взрывчатое вещество содержит нитросоединения, в частности тринитрометан (нитроформ).
Изобретение относится к области производства порохов для стрелкового оружия. Плавкий состав для эмульсионной флегматизации порохов включает, мас.%: динитротолуол 20-30, централит I 40-70 и централит II 10-30.
Изобретение относится к пиротехническим составам для получения низкотемпературного смешанного газа в газогенераторах наддува эластичных емкостей систем спасения подводных аппаратов, а также аварийно-спасательных средств (плоты, трапы, шасси, лодки, жилеты).
Изобретение относится к области производства водосодержащих промышленных взрывчатых веществ на основе загущенного водного раствора горючего и окислителей, сенсибилизированного взрывчатыми материалами.
Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам, предназначенным для обработки металлов взрывом, преимущественно для сварки, а также для взрывных работ при добыче камнеблоков.
Изобретение относится к области получения сферических порохов для зарядов к стрелковому оружию. Заряд для дробовых патронов к гладкоствольному спортивно-охотничьему оружию 12, 16 и 20 калибров состоит из сферического пороха.
Изобретение относится к области химии органических нитросоединений, а именно к способу получения нитратов целлюлозы с высоким содержанием азота, которые находят применение в производстве бездымных порохов и взрывчатых веществ.

Изобретение относится к взрывчатым веществам. Предложены варианты взрывчатых веществ, включающие боргидрид и гидрид бериллия, лития, алюминия, литий-алюминия или кремния или тетраборан и азотсодержащий окислитель - динитрамид аммония, нитрат аммония, нитрат бора, нитрат бериллия, пятиокись азота или шестиокись азота. Техническим результатом является повышение скорости разлета осколков, давления на фронте ударной волны и радиуса осколочного и фугасного действия заряда за счет повышения энергетики реакции и получения выделяющихся газов с малым молекулярным весом - водорода. 26 н.п. ф-лы.
Наверх