Двухосновной сферический порох для 12,7 мм патрона с бронебойно-зажигательной пулей

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Двухосновный сферический порох для 12,7 мм патрона с бронебойно-зажигательной пулей включает нитраты целлюлозы с содержанием оксида азота, дифениламин, централит I, динитротолуол, этилацетат, влагу и связанный графит. Дополнительно порох содержит нитроглицерин и централит II при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитроглицерин 10,5-12,5; централит I и II, суммарно 3,0-5,5; динитротолуол 1,5-2,5; дифениламин 0,5-1,0; этилацетат 0,1-0,5; связанный графит 0,1-0,3; влага 0,2-0,4; нитраты целлюлозы с содержанием оксида азота 210,0-214,0 мл NO/г остальное. Порох имеет насыпную плотность не менее 0,95 г/см при следующем массовом соотношении фракций, %: 0,7-1,25 мм - не менее 80, более 1,25 мм и менее 0,7 мм, суммарно - не более 20. Обеспечиваются требуемые баллистические характеристики: средняя скорость полета пули не менее 810 м/с, максимальное давление пороховых газов, среднее, не более 316, 3 мПа (3100 кгс/см), разброс скорости полета пули в серии из 10 выстрелов не более 40 м/с. 1 табл.

 

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.

Известны пороха для стрелкового оружия, содержащие в своем составе компоненты различного функционального назначения: пироксилин, нитроэфиры, централиты, дифениламин, модификаторы горения, энергетические наполнители и др., например (патент РФ №2421432 от 20.06.2011; патент РФ №2633920 от 19.10.2017; патент РФ №2561082 от 28.07.2015; патент РФ №2382021 от 20.02.2010).

Недостатками известных аналогов являются низкая насыпная плотность, не обеспечивающая вместимость метательного заряда (МЗ) в гильзу патрона, неудовлетворительные баллистические характеристики по скорости пули или повышенного давления пороховых газов.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является сферический пироксилиновый порох для 7,62 мм спортивно-винтовочного патрона, включающий нитроцеллюлозу, динитротолуол, дифениламин, графит, этилацетат, этилацетат и влагу, отличающийся тем, что сферический порох дополнительно содержит централит I, а нитроцеллюлоза содержит оксид азота 213,0-214,0 мл NO/г при следующем соотношении компонентов, мас. % (патент РФ №2452722 от 10.06.2012):

централит I	3,0-6,0
динитротолуол	3,0-4,5
дифениламин	0,4-0,8
этилацетат	0,3-1,2
влага	0,3-0,9
нитроцеллюлоза с содержанием оксида
азота 213,0-214,0 мл NO/г	остальное

Данное изобретение принято нами за прототип.

Оценочные испытания показали, что недостатком прототипа, который представляет собой порох, флегматизированный централитом I (Ц1) и динитротолуолом (ДНТ) в количестве до 10,5 мас.%, являются неудовлетворительными баллистические характеристики МЗ в 12,7 мм патроне с бронебойно-зажигательной пулей массой 48 г из-за низкой теплоты сгорания флегматизированного пороха и смещения фракционного состава гранул в сторону мелкой фракции (0,4-0,7 мм ~80%).

В связи с этим целью заявляемого технического решения является обеспечение требуемых баллистических харакеристик: средняя скорость полета пули не менее 810 м/с, максимальное давление пороховых газов, среднее, не более 316, 3 мПа (3100 кгс/см), разброс скорости полета пули в серии из 10 выстрелов не более 40 м/с.

Поставленная цель достигается тем, что двухосновный сферический порох для 12,7 мм патрона с бронебойно-зажигательной пулей, включающий нитраты целлюлозы с содержанием оксида азота (пироксилин №1), дифениламин, централит I, динитротолуол, этилацетат, влагу и связанный графит, при этом он дополнительно содержит нитроглицерин и централит II при следующем соотношении компонентов, масс. %:

нитроглицерин	10,5-12,5
централит I и II, суммарно	3,0-5,5
динитротолуол	1,5-2,5
дифениламин	0,5-1,0
этилацетат	0,1-0,5
связанный графит	0,1-0,3
влага	0,2-0,4
нитраты целлюлозы с содержанием

оксида

азота 212,0-214,0 мл NO/г

остальное

и имеет насыпную плотность не менее 0,95 г/см³ при следующем массовом соотношении фракций, %:

0,7-1,25 мм - не менее 80,

более 1,25 мм и менее 0,7 мм, суммарно - не более 20.

Проведенными авторами исследованиями установлено, что ввод энергоемкого пластификатора - нитроглицерина (НГ) - не только повышает потенциал пороха до 4523,0 кДж/кг вместо 3449,7 кДж/кг, но обеспечивает получение более крупнодисперсного пороха с требуемой плотностью при одновременном снижении остаточного растворителя (этилацетата) до значения не более 0,5 мас.%. Уменьшение содержания НГ в порохе менее 10,5 мас.% снижает потенциал пороха, а, следовательно, ухудшает баллистические характеристики. Увеличение содержания НГ более 16,0 мас.% нежелательно ввиду низкой стабильности диффузионной зоны в процессе хранения и возможной дальнейшей диффузии флегматизатора вглубь гранулы.

ДНТ и централит I являются флегматизаторами СФП, их общий ввод не превышает 8 мас.%. Уменьшение содержания ДНТ менее 1,5 мас.% и централита I менее 3,0% увеличивает дегрессивность горения МЗ, что приводит к увеличению давления пороховых газов в канале ствола пулемета. Увеличение содержаний ДНТ более 2,5 мас.% и централита I более 5,5 мас.% повышает массу порохового заряда в результате снижения скорости полета пули, вплоть до значения ниже нижнего предела скорости.

Дифениламин (ДФА) и централит II (0,2-0,6 мас.%) применяются в качестве стабилизаторов химической стойкости нитратов целлюлозы и НГ соответственно. Уменьшение ДФА менее 0,5 мас. % и централита II менее 0,2 мас.% приводит к снижению химической стойкости пороха и их увеличение более 0,8 мас.% и более 0,6 мас.% соответственно снижает удельную теплоту сгорания, поскольку они являются инертными компонентами.

Чтобы обеспечить необходимую вместимость МЗ из крупнодисперсного пороха в гильзу патрона, насыпная плотность пороха должна быть не менее 0,95 г/см³. В противном случае требуемая скорость полета пули не будет достигнута по двум причинам: низкая масса МЗ, превышение давления пороховых газов относительно нормируемого.

Содержание целевой фракции пороха 0,7-1,25 мм должно быть не менее 80%. Увеличение содержания крупной фракции более 20 мас.% приводит к снижению насыпной плотности пороха и соответственно к плотности заряжания МЗ. А увеличение массы мелкой фракции пороха более 20 мас.% - к повышению давления пороховых газов при горении МЗ.

Физико-химические и баллистические характеристики разработанного двухосновного СФП для 12,7 мм патрона с бронебойно-зажигательной пулей массой 48 г в пределах граничных условий (опыты 1-3), за пределами граничных условий (опыты 4,5) и пороха - прототипа представлены в таблице.

Из приведенных данных таблицы 1 видно, что полученный авторами двухосновный сферический порох для 12,7 мм патрона с бронебойно-зажигательной пулей в пределах граничных условий (опыты 1-3) удовлетворяет всем требованиям баллистических характеристик.

За пределами граничных условий (опыты 4-5) полученный СФП не удовлетворяет требованиям баллистических характеристик.

Разработанный состав рецептуры пороха удовлетворяет критериям: изобретательский уровень, новизна и промышленная применимость.

Двухосновный сферический порох для 12,7 мм патрона с бронебойно-зажигательной пулей, включающий нитраты целлюлозы, дифениламин, централит I, динитротолуол, этилацетат, влагу и связанный графит, отличающийся тем, что дополнительно содержит нитроглицерин и централит II при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нитроглицерин	10,5-12,5
централит I и II, суммарно	3,0-5,5
динитротолуол	1,5-2,5
дифениламин	0,5-1,0
этилацетат	0,1-0,5
связанный графит	0,1-0,3
влага	0,2-0,4
нитраты целлюлозы с содержанием оксида
азота 210,0-214,0 мл NO/г	остальное

и имеет насыпную плотность не менее 0,95 г/см³ при следующем массовом соотношении фракций, %:

0,7-1,25 мм - не менее 80,

более 1,25 мм и менее 0,7 мм, суммарно - не более 20.