RU2564284C1 - Gun powder enhancement method and gun powder - Google Patents
Gun powder enhancement method and gun powder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564284C1 RU2564284C1 RU2014119366/05A RU2014119366A RU2564284C1 RU 2564284 C1 RU2564284 C1 RU 2564284C1 RU 2014119366/05 A RU2014119366/05 A RU 2014119366/05A RU 2014119366 A RU2014119366 A RU 2014119366A RU 2564284 C1 RU2564284 C1 RU 2564284C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boron
- nitrocellulose
- gun powder
- amount
- gunpowder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к азотсодержащим порохам, выделяющим газы с малым средним молекулярным весом, преимущественно водорода и воды.The invention relates to nitrogen-containing powders emitting gases with a low average molecular weight, mainly hydrogen and water.
Известны пороха разных типов, см., например, Интернет, «википедия».There are various types of gunpowder, see, for example, the Internet, Wikipedia.
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.The speed of a bullet or projectile depends on the speed of sound in the compressed gas that forms in the volume of the barrel. In the mixture of gases that forms after the combustion of most gunpowders, and at that temperature and pressure, the speed of sound usually does not exceed 2300 m / s and quickly drops with the adiabatic expansion of the powder gases. The speed of bullets and shells, of course, is even lower.
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.Meanwhile, the speed of sound in hydrogen even at normal temperature and pressure of 1330 m / s. And if you increase the temperature and pressure of hydrogen, then the speed of sound will increase. For example, hydrogen with a temperature of only 650 ° C (this is below its ignition temperature) will have a sound speed of 2360 m / s, and will be able to accelerate a bullet or projectile to a speed of 2200 m / s. At the temperature and pressure of the shot, the speed of sound in hydrogen can reach 6400 m / s, which will make it possible to disperse a bullet or projectile to speeds of the order of 3000-4000 m / s. The presence of water and “heavy” carbon dioxide in powder gases, of course, does not allow achieving such indicators. Nevertheless, even with this gunpowder, it is possible to achieve projectile and bullet speeds of about 3000 m / s.
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.Most gunpowders contain bound nitrogen, which is released during the explosion in free form. It can be made to exothermically react with the goal of increasing the heat release of the reaction with finely dispersed (less than 10 microns, preferably nanoscale) boron.
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.This is the basis of the idea of this invention. The objective and technical result of the invention is to increase the initial velocity of shells and bullets. Not only by increasing the energy of the reaction, but also due to the production of gases with low average molecular weight - hydrogen and water. Free nitrogen and especially “heavy” CO 2 are undesirable.
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.METHOD. That is, the essence of the invention is that finely dispersed boron or its combustible compounds are added to nitrogen-containing powders, preferably with hydrogen, and the reaction is organized so that hydrogen is predominantly released.
Упомянутыми соединениями могут быть бораны (гидриды бора), боргидриды, бориды, карбид бора.Mentioned compounds may be boranes (boron hydrides), borohydrides, borides, boron carbide.
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:Naturally, the addition of boron to nitrogen is 1: 1 in the ratio of molecules, + -20%. For example, finely dispersed boron is added to any powder. At a temperature of 800-1200 ° C, a reaction with nitrogen occurs with the formation of boron nitride:
То есть на единицу добавленного бора получается добавочное тепловыделение 23,37 кдж/г. Такая добавка улучшит тепловыделение любого пороха.That is, an added heat output of 23.37 kJ / g is obtained per unit of added boron. Such an additive will improve the heat release of any powder.
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.The reaction of formation of boron nitride is better in the presence of reducing agents - coal, soot, graphite, graphene, hydrogen. In the reaction \ 2 \ carbon is released, therefore, it does not need additional reducing agents, in other cases it is recommended to add finely divided coal, graphite, soot or graphene in an amount of 0.0001-1% (optimally 0.01-0.1%) . The presence of hydrogen in the reaction products reduces or even eliminates the need for carbon.
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.It is possible to add not boron, but its reactive compounds, for example liquid tetraborane (in munitions with a sealed sleeve), or solid tetraboran. A sleeve or cap in any case is desirable airtight, or they must be stored in sealed packaging until shot, as boranes are very reactive. The production of such ammunition is preferably carried out in nitrogen or in chilled, dried air.
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:POWDER. Most powders contain two main components - pyroxylin or colloxylin (nitrocellulose of varying degrees of nitration), and nitroglycerin. This powder in comparison with the original differs in that it is made according to the above method, that is, it contains finely dispersed boron or its combustible compounds. Consider how the addition of boron, or better - its hydrides (boranes), will improve the performance of gunpowder. For example, consider the reaction of nitrocellulose with boron:
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:The approximate main reaction of a variable decomposition reaction of nitrocellulose is shown. The ratio of components: nitrocellulose (with a degree of nitration x = 2) - 92.10%, boron - 7.90%, all + -5%. In this case, the addition of boron is 8.57% of the amount of nitrocellulose (hereinafter, the mass percent). More interesting is the addition of decaborane, as it contains hydrogen:
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.The reaction is also exemplary, especially since free hydrogen is added to it. The ratio of components: nitrocellulose (with a degree of nitration x = 2) - 91.38%, decaborane - 8.62%, all + -5%. Moreover, the addition of decaborane is 9.43% of the amount of nitrocellulose.
Реакция между нитроглицерином и бором выглядит так:The reaction between nitroglycerin and boron looks like this:
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:The ratio of components: nitroglycerin - 87.50%, boron - 12.50%, all + -5%. In this case, the addition of boron is 14.28% of the amount of nitroglycerin. More interesting is the addition of decaborane, as it contains hydrogen:
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/).Free oxygen and free hydrogen are indicated in the reaction products, this implies that this oxygen could have been consumed completely or partially in the reaction with decomposition products of nitrocellulose (reactions / 2 / and / 3 /).
Соотношение компонентов: нитроглицерина - 86,42%, декаборана - 13,58%, все +-5%. При этом добавка бора составляет 15,71% от количества нитроглицерина.The ratio of components: nitroglycerin - 86.42%, decaborane - 13.58%, all + -5%. In this case, the addition of boron is 15.71% of the amount of nitroglycerin.
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%.As you can see, the addition of boron, and especially boranes, increases the energy of gunpowder and increases the speed of sound in powder gases. In the case of the use of sealed sleeves or caps, it is possible to use liquid tetraborane or gaseous diboran. The result will be even more positive. Moreover, the number of boranes in relation to the initial amount of gunpowder depends on the type of gunpowder and the type of boran, and ranges from 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.An excess of boranes and other hydrides in comparison with the indicated method will not harm gunpowder, since they will thermally decompose with hydrogen evolution, and some hydrides with a positive enthalpy of formation, for example, diborane, will also generate heat.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014119366/05A RU2564284C1 (en) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Gun powder enhancement method and gun powder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014119366/05A RU2564284C1 (en) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Gun powder enhancement method and gun powder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2564284C1 true RU2564284C1 (en) | 2015-09-27 |
Family
ID=54251038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014119366/05A RU2564284C1 (en) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Gun powder enhancement method and gun powder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2564284C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1151918A (en) * | 1965-09-21 | 1969-05-14 | Republic Of France | Improvements in or relating to Granular Powders for Rifle Grenade Cartridges |
RU2244703C1 (en) * | 2003-12-02 | 2005-01-20 | Инновационный фонд "Развития и взаимосвязи культур, наук, образований, религий, обществ, стран" ("РиВКНОРОС") | Stabilizer of chemical resistance of blasting powders, solid rocket propellants and gas-generating compositions based on nitro-cellulose and a method of their treatment |
US7842144B1 (en) * | 2007-06-01 | 2010-11-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Methods of making double base casting powder |
RU2476805C1 (en) * | 2011-12-01 | 2013-02-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Light-gas gun by staroverov /versions/ |
RU2477435C1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-03-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov's light gas gun |
RU2488574C1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-07-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Powder charge for light-gas weapons or firearms /versions/ |
-
2014
- 2014-05-13 RU RU2014119366/05A patent/RU2564284C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1151918A (en) * | 1965-09-21 | 1969-05-14 | Republic Of France | Improvements in or relating to Granular Powders for Rifle Grenade Cartridges |
RU2244703C1 (en) * | 2003-12-02 | 2005-01-20 | Инновационный фонд "Развития и взаимосвязи культур, наук, образований, религий, обществ, стран" ("РиВКНОРОС") | Stabilizer of chemical resistance of blasting powders, solid rocket propellants and gas-generating compositions based on nitro-cellulose and a method of their treatment |
US7842144B1 (en) * | 2007-06-01 | 2010-11-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Methods of making double base casting powder |
RU2476805C1 (en) * | 2011-12-01 | 2013-02-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Light-gas gun by staroverov /versions/ |
RU2477435C1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-03-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov's light gas gun |
RU2488574C1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-07-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Powder charge for light-gas weapons or firearms /versions/ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2488574C1 (en) | Powder charge for light-gas weapons or firearms /versions/ | |
RU2476805C1 (en) | Light-gas gun by staroverov /versions/ | |
RU2513848C2 (en) | Method to improve explosives and explosive /versions/ | |
RU2477435C1 (en) | Staroverov's light gas gun | |
RU2490244C1 (en) | Powder charge for light-gas gun or fire-arms (versions) | |
RU2564284C1 (en) | Gun powder enhancement method and gun powder | |
Ding et al. | Energetic Characteristics of HMX‐Based Explosives Containing LiH | |
US5487798A (en) | High velocity gun propellant | |
RU2576856C2 (en) | Charge for light-gas gun (versions) | |
RU2500659C2 (en) | Staroverov's powder - 2 | |
RU2582712C2 (en) | Rocket propellant /versions/ | |
NO332986B1 (en) | Propellants | |
RU2529122C2 (en) | Warhead | |
Mason et al. | Burning rate studies of bis-triaminoguanidinium azotetrazolate (tagzt) and hexahydro-1, 3, 5-trinitro-1, 3, 5-triazine (rdx) mixtures | |
RU2570022C1 (en) | Method for improving propellants and propellant (versions) | |
RU2564274C1 (en) | Staroverov's propellant explosive - 20 (versions) | |
RU2570444C1 (en) | Staroverov's propellant - 19 /versions/ | |
RU2555870C1 (en) | Staroverov(s rocket fuel 21 (versions) | |
RU2570017C1 (en) | Perfection of powders and charge for light gas gun (versions) | |
RU2570020C1 (en) | Method for improving explosive substances and explosive substance (versions) | |
RU2488572C1 (en) | Powder charge for light-gas weapons | |
RU2484415C1 (en) | Charge by staroverov - 8 (versions) | |
RU2485433C1 (en) | Charge of staroverov - 3 (versions) | |
Goudarzi | Investigating the Effects of Substituting Oil Derivatives instead of Gas Oil in the ANFO Compound | |
Fan et al. | Study on theoretical calculation of quasi-static pressure for aluminized explosive in confined space |