RU2542262C1

RU2542262C1 - Ball powder for cartridges of traumatic action to smooth-bore weapon

Info

Publication number: RU2542262C1
Application number: RU2013135041/05A
Authority: RU
Inventors: Елена Ивановна Староверова; Роза Фатыховна Гатина; Алексей Ильич Хацринов; Андрей Саркисович Арутюнян; Людмила Евгеньевна Белова; Юрий Михайлович Михайлов
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2015-02-20
Also published as: RU2013135041A

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.

SUBSTANCE: invention relates to production of ball powders (BP) for small arms, including for cartridges of traumatic action to smooth-bore weapon. Powder contains pyroxylin 1 Pl, colloxylin "H", nitroglycerine, diphenylamine, centralite II, ethyl acetate and moisture, bulk density of powder elements is 0.40-0.50 kg/dm³; copper (II)-lead (II) oxide-phthalate, iron oxide (III), fixed graphite, including technical carbon is used as a combustion catalyst.

EFFECT: invention provides ballistic characteristics in cartridges of traumatic action as to stability of initial bullet speed.

1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.The invention relates to the field of production of spherical powders (TFP) for small arms.

В настоящее время широкое распространение получило травматическое оружие. Особенностью травматических патронов является низкая масса метаемого снаряжения (резиновые картечь и пули) и, соответственно, низкий уровень максимального давления пороховых газов 50…180 кгс/см². В этих условиях ни один из известных порохов не обеспечивает полного сгорания метательного заряда, особенно при отрицательных температурах, поэтому в зарубежных травматических патронах используется дымный ружейный порох. Однако такие патроны после 2…3 выстрелов создают сильное задымление, что затрудняет дальнейшую прицельную стрельбу.At present, traumatic weapons have become widespread. A feature of traumatic cartridges is a low mass of missile equipment (rubber buckshot and bullets) and, accordingly, a low level of maximum pressure of powder gases of 50 ... 180 kgf / cm ² . Under these conditions, none of the known gunpowders provides complete combustion of the propellant charge, especially at low temperatures, therefore, foreign traumatic cartridges use smoky gun powder. However, such ammunition after 2 ... 3 rounds creates a strong smoke, which complicates further targeted shooting.

В качестве аналога авторами выбран сферический порох для дробовых охотничьих ружей 12, 16, 20 калибров [Заявка №2012102880/05 (004262) от 27.01.2012 г.)], состоящий из смеси 70…90 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 209,0…210,5 мл NO/г и 10…30 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 212,5…213,5 мл NO/г, 0,3…1,0 мас.% дифениламина (ДФА), 0,1…0,6 мас.% графита, 0,3…0,8 мас.% этилацетата (ЭА) и 0,4…0,9 мас.% влаги.As an analog, the authors chose spherical powder for 12, 16, 20 gauge shotguns [Application No. 2012102880/05 (004262) dated 01/27/2012)], consisting of a mixture of 70 ... 90 wt.% Pyroxylin with a content of nitric oxide 209 , 0 ... 210.5 ml of NO / g and 10 ... 30 wt.% Of pyroxylin with a content of nitric oxide of 212.5 ... 213.5 ml of NO / g, 0.3 ... 1.0 wt. Of diphenylamine (DFA), 0 , 1 ... 0.6 wt.% Graphite, 0.3 ... 0.8 wt.% Ethyl acetate (EA) and 0.4 ... 0.9 wt.% Moisture.

Представленный СФП не обеспечивает требуемые баллистические характеристики в составе патронов травматического действия к гладкоствольному оружию ввиду несгорания пороха в канале ствола.The presented TFP does not provide the required ballistic characteristics in the composition of the cartridges of traumatic action for smoothbore weapons due to non-combustion of gunpowder in the barrel.

Наиболее близким техническим решением является способ получения СФП для охотничьего оружия [Патент РФ №1727375 (C06B 21/00)] (прототип), где СФП состоит из пироксилина 1 Пл или пироксилина 1 Пл с возвратно-технологическими отходами, 0,6…1,2 мас.% дифениламина (ДФА), 0,3…1,0 мас.% технического углерода, медь (II)-свинец (II) оксид-фталат (ФМС) в количестве 0,5…2,5 мас.% от массы пироксилина 1 Пл, этилацетата (ЭА) и влаги.The closest technical solution is a method of producing TFP for hunting weapons [RF Patent No. 1727375 (C06B 21/00)] (prototype), where TFP consists of pyroxylin 1 Pl or pyroxylin 1 Pl with recycling waste, 0.6 ... 1, 2 wt.% Diphenylamine (DFA), 0.3 ... 1.0 wt.% Carbon black, copper (II) lead (II) phthalate oxide (PMS) in an amount of 0.5 ... 2.5 wt.% From mass of pyroxylin 1 Pl, ethyl acetate (EA) and moisture.

Недостатком данного СФП является то, что он не обеспечивает баллистические характеристики в патронах травматического действия по стабильности начальной скорости пули ввиду неполного сгорания в канале ствола оружия.The disadvantage of this TFP is that it does not provide ballistic characteristics in traumatic cartridges for the stability of the initial bullet velocity due to incomplete combustion in the barrel of the weapon.

Целью изобретения является получение сферического пороха для патронов травматического действия, обеспечивающего требуемые баллистические характеристики, с использованием в качестве сырья баллиститных порохов марок НБл или НБпл с истекшими гарантийными сроками хранения, при этом порох позволит снизить температурный градиент по начальной скорости пули. Известно, что баллиститные пороха марок НБл или НБпл в составе имеют коллоксилин (~60 мас.%) и нитроглицерин (НГц) (~40 мас.%).The aim of the invention is to obtain spherical powder for traumatic cartridges that provide the required ballistic characteristics, using ballistic gunpowders of the Nbl or Nbl grade with expired warranty periods as raw materials, while the gunpowder will reduce the temperature gradient at the initial velocity of the bullet. It is known that ballistic gunpowder of the NBL or NPL grades contains colloxylin (~ 60 wt.%) And nitroglycerin (NHz) (~ 40 wt.%).

Поставленная цель достигается тем, что сферический порох изготавливают из пироксилина 1 Пл и баллиститных порохов марок НБл или НБпл с истекшими гарантийными сроками хранения, содержащих в составе коллоксилин и НГц, централит II, оксид железа (III), с насыпной плотностью пороховых элементов 0,40…0,50 кг/дм³, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:This goal is achieved by the fact that spherical powder is made of pyroxylin 1 Pl and ballistic gunpowder grades Nbl or NBpl with expired warranty periods containing colloxylin and NHz, centralite II, iron oxide (III), with a bulk density of powder elements of 0.40 ... 0.50 kg / dm ³ , with the following ratios of components, wt.%:

НитроглицеринNitroglycerine 20,0…28,020.0 ... 28.0 Централит IICentralit II 0,4…0,60.4 ... 0.6 ДифениламинDiphenylamine 0,3…0,80.3 ... 0.8 ЭтилацетатEthyl acetate 0,1…0,70,1 ... 0,7 Связанный графит,Bonded graphite, в том числе углерод технический (сажа)including technical carbon (soot) 0,1…0,2 мас.%0.1 ... 0.2 wt.% 0,2…0,60.2 ... 0.6 ВлагаMoisture 0,2…0,90.2 ... 0.9 Медь (II)-свинец (II) оксид-фталатCopper (II) Lead (II) Phthalate Oxide 3,0…7,03.0 ... 7.0 Оксид железа (III)Iron oxide (III) 0,05…1,00.05 ... 1.0 Пироксилин 1 Пл с объемной концентрациейPyroxylin 1 Pl with volume concentration оксида азота 212,0…213,0 мл NO/гnitric oxide 212.0 ... 213.0 ml NO / g 30,0…40,030.0 ... 40.0 Коллоксилин «Н» с объемной концентрациейColloxylin "N" with a volume concentration окиси азота 189,0…194,5 мл NO/гnitric oxide 189.0 ... 194.5 ml NO / g остальноеrest

Нитроглицерин в составе пороха применяется в качестве энергетической добавки. Использование НГц в количестве менее 20,0 мас.% приводит к снижению энергетических характеристик пороха, что способствует увеличению массы порохового заряда и снижению начальной скорости пули. Увеличение в составе пороха НГц более 28 мас.% невозможно, т.к. в составе порохов типа НБл или НБпл содержится не более 40 мас.% НГц.Nitroglycerin in the composition of gunpowder is used as an energy supplement. The use of NHz in an amount of less than 20.0 wt.% Leads to a decrease in the energy characteristics of the powder, which contributes to an increase in the mass of the powder charge and a decrease in the initial velocity of the bullet. An increase in the composition of the NHz powder over 28 wt.% Is impossible, because in the composition of powders such as Nbl or Nbl contains not more than 40 wt.% NHz.

Дифениламин и централит II в составе пороха в количестве 0,3…0,8 и 0,4…0,6 мас.%, соответственно, применяются в качестве стабилизатора химической стойкости. Использование ДФА менее 0,3 мас.% и централита II менее 0,4 мас.% приводит к снижению химической стойкости пороха, а увеличение ДФА и централита II более 0,8 и 0,6 мас.%, соответственно, приводит к снижению удельной теплоты сгорания.Diphenylamine and centralite II in the composition of gunpowder in the amount of 0.3 ... 0.8 and 0.4 ... 0.6 wt.%, Respectively, are used as a stabilizer of chemical resistance. The use of DFA less than 0.3 wt.% And centralite II less than 0.4 wt.% Leads to a decrease in the chemical resistance of gunpowder, and an increase in DFA and centralite II more than 0.8 and 0.6 wt.%, Respectively, leads to a decrease in specific heat of combustion.

Авторами установлено, что пороха с катализаторами имеют более низкую границу аномального горения, горят при низких давлениях (~30…200 кгс/см²) с более высокой скоростью. В качестве катализаторов горения используют ФМС в количестве 3,0…7,0 мас.%, оксид железа (III) в количестве 0,05…1,0 мас.% и связанный графит в количестве 0,2…0,6 мас.%, в том числе углерод технический (сажа) 0,1…0,2 мас.%. Связанный графит, в том числе углерод технический (сажа) также выполняют роль добавки, улучшающей электростатические свойства и сыпучесть пороха. Уменьшение ФМС менее 3,0 мас.%, оксида железа (III) менее 0,05 мас.%, связанного графита менее 0,2 мас.% и углерода технического (сажи) менее 0,1 мас.% приводит к снижению скорости пули, что, в свою очередь, приводит к увеличению массы пули и снижению скорости полета метательного заряда. Увеличение ФМС более 7,0 мас.%, оксида железа (III) более 1,0 мас.%, связанного графита более 0,6 мас.%, в том числе углерода технического (сажи) более 0,2 мас.% дальнейшего эффекта на скорость полета метательного заряда не оказывает, но в целом приводит к снижению энергетических характеристик пороха.The authors found that the powder with the catalysts have a lower boundary of abnormal combustion, burn at low pressures (~ 30 ... 200 kgf / cm ² ) with a higher speed. FMS in the amount of 3.0 ... 7.0 wt.%, Iron (III) oxide in the amount of 0.05 ... 1.0 wt.% And bound graphite in the amount of 0.2 ... 0.6 wt. %, including technical carbon (soot) 0.1 ... 0.2 wt.%. Bound graphite, including industrial carbon (soot) also plays the role of an additive that improves the electrostatic properties and flowability of gunpowder. The decrease in PMS less than 3.0 wt.%, Iron oxide (III) less than 0.05 wt.%, Bound graphite less than 0.2 wt.% And technical carbon (soot) less than 0.1 wt.% Leads to a decrease in the speed of the bullet , which, in turn, leads to an increase in the mass of the bullet and a decrease in the flight speed of the propellant charge. The increase in PMS is more than 7.0 wt.%, Iron (III) oxide is more than 1.0 wt.%, Bound graphite is more than 0.6 wt.%, Including industrial carbon (soot) more than 0.2 wt.% Further effect does not have a propellant charge on the flight speed, but as a whole leads to a decrease in the energy characteristics of gunpowder.

Влага в количестве 0,2…0,9 мас.% и ЭА в количестве 0,1…0,7 мас.% в составе пороха выполняют роль технологических добавок. Уменьшение влаги менее 0,2 мас.% делает порох опасным в обращении, а ЭА менее 0,1 мас.% связано с дополнительными трудозатратами на сушку. Использование влаги и ЭА более 0,9 и 0,7 мас.%, соответственно, увеличивает массу порохового заряда и снижает полноту сгорания порохового заряда.Moisture in an amount of 0.2 ... 0.9 wt.% And EA in an amount of 0.1 ... 0.7 wt.% In the composition of gunpowder play the role of technological additives. A decrease in moisture of less than 0.2 wt.% Makes the powder dangerous to handle, and EA of less than 0.1 wt.% Is associated with additional labor costs for drying. The use of moisture and EA more than 0.9 and 0.7 wt.%, Respectively, increases the mass of the powder charge and reduces the completeness of combustion of the powder charge.

Пироксилин 1 Пл с содержанием оксида азота 212,0…213,0 мл NO/г и коллоксилин «Н» с содержанием оксида азота 189…194,5 мл NO/г выполняют роль энергетической и структурирующей основы. Уменьшение содержания оксида азота в пироксилине 1 Пл менее 212,0 мл NO/г и коллоксилине «Н» менее 189 мл NO/г приводит к увеличению массы порохового заряда и, как следствие, повышению пороховых газов в канале ствола оружия. Увеличение оксида азота в пироксилине 1 Пл более 213,0 мл NO/г и коллоксилине «Н» более 194,5 мл NO/г улучшает баллистические характеристики пороха, однако верхний предел содержания коллоксилина «Н» в баллиститном порохе марок НБл и НБпл с истекшими гарантийными сроками хранения ограничен их изготовлением.Pyroxylin 1 Pl with a nitric oxide content of 212.0 ... 213.0 ml NO / g and colloxylin "N" with a nitric oxide content of 189 ... 194.5 ml NO / g serve as an energy and structural base. A decrease in the content of nitric oxide in pyroxylin 1 Pl less than 212.0 ml NO / g and colloxylin "N" less than 189 ml NO / g leads to an increase in the mass of the powder charge and, as a result, an increase in powder gases in the bore of the weapon. The increase in nitric oxide in pyroxylin 1 Pl more than 213.0 ml NO / g and colloxylin “N” more than 194.5 ml NO / g improves the ballistic characteristics of the powder, however, the upper limit of the content of colloxylin “N” in ballistic gunpowder grades Nbl and Nbl with expired Guaranteed shelf life is limited to their manufacture.

В таблице приведены характеристики разработанного состава сферического пороха, выполненного в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5).The table shows the characteristics of the developed composition of spherical powder, made within the boundary conditions (examples 1 ... 3) and outside the boundary conditions (examples 4, 5).

Заданные требования для патронов травматического действия: масса пули - 4,0…12,0 г; начальная скорость пули: при температуре плюс 20°C - 230…250 м/с; при температуре плюс 50°C - 230…250 м/с; при температуре минус 20°C - 190…230 м/с.Specified requirements for traumatic cartridges: bullet weight - 4.0 ... 12.0 g; muzzle velocity: at a temperature of plus 20 ° C - 230 ... 250 m / s; at a temperature of plus 50 ° C - 230 ... 250 m / s; at a temperature of minus 20 ° C - 190 ... 230 m / s.

Из приведенных данных таблицы видно, что полученный по разработанному авторами составу (примеры 1…3) СФП для патронов травматического действия удовлетворяет всем требованиям по баллистическим характеристикам. За пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный СФП не удовлетворяет требованиям по начальной скорости полета пули в эксплуатационном диапазоне температур.From the above table data it can be seen that obtained by the composition developed by the authors (examples 1 ... 3) TFP for cartridges of traumatic action meets all the requirements for ballistic characteristics. Outside the boundary conditions (examples 4, 5), the obtained TFP does not satisfy the requirements for the initial bullet flight speed in the operating temperature range.

ТаблицаTable Физико-химические и баллистические характеристики изготовленных образцов порохаPhysico-chemical and ballistic characteristics of the manufactured samples of gunpowder Наименование показателяName of indicator Пример
(Пр. №1)Example
(Project No. 1) Пр. №2Etc. Number 2 Пр. №3Etc. Number 3 Пр. №4Etc. Number 4 Пр. №5Etc. Number 5 Нитроглицерин, мас.%Nitroglycerin, wt.% 20,020,0 24,024.0 28,028.0 18,018.0 28,028.0 Централит II, мас.%Centralitis II, wt.% 0,40.4 0,50.5 0,60.6 0,80.8 0,20.2 Дифениламин, мас.%Diphenylamine, wt.% 0,30.3 0,50.5 0,80.8 0,20.2 1,01,0 Этилацетат, мас.%Ethyl acetate, wt.% 0,10.1 0,40.4 0,70.7 0,10.1 0,80.8 Связанный графит, в том числе углерод технический 0,1…0,2 мас.%Bound graphite, including technical carbon 0.1 ... 0.2 wt.% 0,20.2 0,40.4 0,60.6 0,10.1 0,70.7 Влага, мас.%Moisture, wt.% 0,20.2 0,50.5 0,90.9 0,20.2 1,01,0 Медь (II)-свинец (II) оксид-фталатCopper (II) Lead (II) Phthalate Oxide 3,03.0 5,05,0 7,07.0 2,02.0 8,08.0 Оксид железа (III)Iron oxide (III) 0,050.05 0,070,07 1,01,0 0,030,03 1,21,2 Пироксилин 1 Пл с объемной концентрацией оксида азота, мл NO/гPyroxylin 1 Pl with a volume concentration of nitric oxide, ml NO / g 212,0212.0 212,5212.5 213,0213.0 210,0210.0 213,5213.5 Коллоксилин «Н» с объемной концентрацией оксида азота, мл NO/гColloxylin "N" with a volume concentration of nitric oxide, ml NO / g 189,0189.0 191,0191.0 194,5194.5 189,0189.0 194,5194.5 Насыпная плотность пороховых элементов, кг/дм³ The bulk density of the powder elements, kg / DM ³ 0,400.40 0,450.45 0,500.50 0,400.40 0,550.55 Химическая стойкость, мм рт.ст.Chemical resistance, mmHg 2525 2525 2525 2525 2525 Баллистические характеристикиBallistic characteristics Масса пули, гBullet weight, g 4,24.2 4,24.2 4,24.2 4,24.2 4,24.2 Масса пороха, гThe mass of gunpowder, g 0,650.65 0,650.65 0,650.65 0,650.65 0,850.85 Начальная скорость пули при различной температуре заряда, м/сMuzzle velocity at various charge temperatures, m / s - плюс 20°C- plus 20 ° C 250250 238238 233233 221221 245245 - плюс 50°C- plus 50 ° C 247247 245245 238238 228228 260260 - минус 20°C- minus 20 ° C 224224 211211 199199 187187 163163

Claims

Spherical powder for traumatic cartridges for smoothbore weapons, including pyroxylin 1 Pl, diphenylamine, graphite, copper (II) lead (II) phthalate oxide, ethyl acetate and moisture, characterized in that the spherical powder contains 20.0-28.0 wt.% nitroglycerin, centralite II, iron oxide (III), with a bulk density of powder elements of 0.40-0.50 kg / dm ³ , and as a feedstock contains pyroxylin 1 Pl and colloxylin "N" in the following ratio of components, wt.%:
Nitroglycerine 20.0-28.0 Centralit II 0.4-0.6 Diphenylamine 0.3-0.8 Ethyl acetate 0.1-0.7 Bonded graphite, including carbon technical (carbon black) 0.1-0.2 wt.% 0.2-0.6 Moisture 0.2-0.9 Copper (II) Lead (II) Phthalate Oxide 3.0-7.0 Iron oxide (III) 0.05-1.0 Pyroxylin 1 Pl with volume concentration nitric oxide 212.0-213.0 ml NO / g 30.0-40.0 Colloxylin "N" with a volume concentration nitric oxide 189.0-194.5 ml NO / g rest