Патент на изобретение №2253645
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) БАЛЛИСТИТНЫЙ АРТИЛЛЕРИЙСКИЙ ПОРОХ
(57) Реферат:
Изобретение относится к изготовлению порохов. Преложен баллиститный артиллерийский порох, зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизатор – коллоксилин и пироксилин или циклотетраметилентетранитрамин, стабилизатор химической стойкости – централит, антистатическую добавку – графит или технический углерод, пластификатор – нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль, модификатор горения – двуокись титана, стабилизатор горения – комплексную свицово-медную соль фталевой кислоты и технологические добавки – индустриальное масло, стеарат цинка. Изобретение направлено на создание баллиститного артиллерийского пороха, обладающего повышенными прочностными характеристиками, сниженной температурной чувствительностью скорости горения и баллистических характеристик, низким температурным градиентом давления. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к изготовлению баллиститного пороха, применяемого в области артиллерийской техники, главным образом, в качестве источника энергии артиллерийских метательных снарядов и в активно-реактивных системах (АРС). Основным направлением в развитии артиллерийских и активно-реактивных систем в настоящее время является разработка новых типов мощных стабильных и дешевых порохов, обеспечивающих максимальную скорость полета снаряда при возможно меньшем давлении пороховых газов в стволе (дальность стрельбы) и наименьшую зависимость их баллистических характеристик от начальной температуры использования (кучность стрельбы). Выполнение этих целей накладывает жесткие требования по физико-механическим характеристикам пороха, стабильности (совместимости) исходных компонентов, по низкой температурной чувствительности и малой зависимости баллистических характеристик от начальной температуры (низким температурным градиентом давления), по высокой механической прочности пороховых зерен. Известны баллиститные пороха, описанные в книге Горста А.Г. “Пороха и взрывчатые вещества”, М., Машиностроение, 1972, с.156, табл.28, содержащие коллоксилин, нитроглицерин, нитродигликоль, нитрогуанидин, централит, акардит, другие пластификаторы, вазелин, нитроароматичные соединения, влагу (свыше 100%), газовую сажу, сернокислый калий, окись магния. Введение в состав порохов нитрогуанидина, сернокислого калия, нитроароматических соединений повышает их хрупкость и склонность к образованию пыли, повышает разброс баллистических характеристик, что является их существенным недостатком. Широко известны баллиститные пороха, описанные в книге Будникова М.А., Левковича Н.А., Быстрова И.В., Сиротинского В.Ф., Шехтера Б.И. “Взрывчатые вещества и пороха”, Государственное издательство оборонной промышленности, Москва, 1955, с.268, табл.43, содержащие коллоксилин, нитроглицерин, нитродигликоль, централит, другие стабилизаторы (дифениламин, акардит и др.), динитропроизводные, вазелин, влага (свыше 100%), графит (свыше 100%), окись магния (свыше 100%). Недостатком данных порохов является наличие в их основе низкоазотных нитратов целлюлозы, что снижает их энергетические характеристики. Известно твердое баллиститное топливо по патенту RU 1522711, кл. С 06 В 25/18 от 18.12.87 г., содержащее нитроцеллюлозу, нитроглицерин, нитрат цезия, алюминий, легированный магнием или смесью магния, циркония и титана, дифениламин, окись магния, окись железа, политетрафторэтилен и индустриальное масло. Недостатками данного баллиститного топлива являются: высокая скорость горения топлива, высокая температура продуктов сгорания, высокая зависимость скорости горения от температуры и ограниченность его применения. Наиболее близким по составу, назначению и технической сущности является пироксилиновый порох по патенту RU 2171796 С1, 7 С 06 В 25/18 от 29.02.2000 г., принятый за прототип. Пироксилиновый порох по прототипу содержит, мас.%: дифениламин (стабилизатор химической стойкости) – 1,0-2,0 сульфат калия (порообразователь) – 0,1-0,5 диметакрилат (бистриэтиленгликоль) фталат (флегматизатор) – 2,2-4,1 графит (антистатическая добавка) – 0,05-0,15 летучие вещества – 1,4-3,2 нитроцеллюлоза высокоазотистая – пироксилин (сенсибилизатор) – остальное Порох обладает низкой температурной чувствительностью, малой зависимостью от начальной температуры и малым температурным градиентом давления, причем пористость многоканальных зерен находится в диапазоне 5,0-8,5%. Недостатками артиллерийского пороха по прототипу являются: 1. Низкая механическая прочность пороховых зерен. 2. Наличие пористости многоканальных зерен в диапазоне 5,0-8,5% способствует дегрессивному закону горения пороха, что приводит к максимальному давлению газов в стволе в момент начала выстрела и к его снижению при вылете снаряда из канала ствола, что, в свою очередь, приводит к разгару ствола и снижению кучности стрельбы. 3. Резкое возрастание давления в момент начала выстрела приводит к газовому удару в канале ствола, что при низкой механической прочности пороховых зерен приводит к их дроблению и, как правило, к нерасчетному режиму горения пороха. Задачей предлагаемого изобретения является создание баллиститного артиллерийского пороха, обладающего повышенными прочностными характеристиками, сниженной температурной чувствительностью скорости горения и баллистических характеристик от температуры применения и низким температурным градиентом давления. Задача решается за счет того, что известный баллиститный артиллерийский порох, зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизатор, стабилизатор химической стойкости, антистатическую добавку и пластификатор, дополнительно содержит модификатор горения – двуокись титана, стабилизатор горения – комплексную свинцово-медную соль фталевой кислоты и технологические добавки – индустриальное масло, стеарат цинка, а в качестве сенсибилизатора он содержит коллоксилин и пироксилин или циклотетраметилентетранитрамин, в качестве стабилизатора химической стойкости – централит, в качестве антистатической добавки – графит или технический углерод, в качестве пластификатора – нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%: пироксилин или циклотетраметилентетранитрамин – 19,0-31,0 централит – 0,5-2,0 графит или технический углерод – 0,1-0,7 нитроглицерин – 17,0-21,0 динитратдиэтиленгликоль – 17,0-21,0 двуокись титана – 1,1-1,5 комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты – 0,8-2,0 индустриальное масло – 0,3-0,6 стеарат цинка – 0,03-0,05 коллоксилин – остальное Кроме того, в качестве технологической добавки содержит сульфорицинат Е в количестве до 0,05%. В качестве пластификатора в композиции используются нитроглицерин ОСТ 84-2386-88 и динитратдиэтиленгликоль ОСТ 84-2386-88. В качестве стабилизатора химической стойкости в композиции используется централит (диметилдифенилмочевина) ГОСТ 2154-74, представляющий собой порошок или чешуйки. В качестве антистатической добавки используется графит ГОСТ 4404-78, ГОСТ 4596-75 или технический углерод ГОСТ 7885-86, ТУ 14-106-357-90. В качестве модификатора горения в композиции используется двуокись титана ГОСТ 9808-84, ТУ 301-10-020-90. В качестве стабилизатора горения в составе используется комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты (ФМС) ТУ 6-09-4705-79. В композиции в качестве технологических добавок используются цинка стеарат ТУ 6-09-17-255-88, а также для улучшения процесса формования – масло индустриальное ГОСТ 20799-88. Допускается в качестве технологической добавки вводить сульфорицинат Е ТУ 6-14-292-75. В предлагаемой композиции используются коллоксилин ОСТ В 84-2440-91, пироксилин ОСТ В 84-2373-81 или циклотетраметилентетранитрамин ОСТ В84-1344-76 в качестве сенсибилизатора в пороховых композициях. Все компоненты, входящие в состав предлагаемого артиллерийского пороха, широко используются в народном хозяйстве, имеют доступную сырьевую базу и недефицитны. Изготовление пороха производилось по известной схеме производства баллиститных порохов. Вначале производится подготовка исходных компонентов и загрузка их в смеситель при включенной мешалке в водную среду, нагретую до температуры 50-60°С в следующей последовательности: вначале вводятся пироксилин или циклотетраметилентетранитрамин, коллоксилин, затем – пластификатор и все оставшиеся компоненты, все тщательно перемешиваются до получения однородной пороховой массы. Подготовленная пороховая масса поступает на отжим в центрифугу или отжимной пресс, после отжима масса пластифицируется на обогреваемых вальцах при температуре 85-90°С. Изготовление пороховых элементов заданных размеров производится в шнек-прессах. В лабораторных и опытно-заводских условиях были изготовлены и испытаны образцы порохов предложенного состава. Компонентный состав изготовленных образцов в сравнении с прототипом представлен в таблице 1. Физико-механические характеристики определялись по ОСТ В 84-618-72 и ОСТ В 84-619-72. Зависимость скорости горения порохов от температуры оценивалась по изменению величин коэффициентов скорости горения образцов при температурах 20°С и 50°С. Испытания проводились в манометрической бомбе объемом 38 см3 при плотности заряжения 0,2 г/см3. При каждой температуре испытывались серии из 5-7 счетных сжиганий. Средние значения коэффициентов в законе U=А·Р скорости горения, коэффициента температурной зависимости, физико-механические и баллистические характеристики приведены в таблице 2. Из приведенных в таблицах 1, 2 данных видно, что составы по образцам 3, 4, 5, 6, 7, 8 имеют достаточные для артиллерийских порохов высокие прочностные характеристики, низкую температурную зависимость скорости горения и баллистических характеристик и низкий температурный коэффициент. Очевидно, что изменение установленных границ соотношения коллоксилина, пироксилина и циклотетраметилентетранитрамина с нитроглицерином и динитратдиэтиленгликолем (образцы 1, 2, 9, 10) приводит к ухудшению условий растворения нитроцеллюлозы (к ухудшению условий пластификации композиции) и, в конечном итоге, к ухудшению механических прочностных характеристик пороха, а содержание комплексной свинцово-медной соли фталевой кислоты и двуокиси титана (образцы 1,10) вне предела установленных норм приводит к увеличению зависимости скорости горения и баллистических характеристик от начальной температуры и повышению температурного градиента давления. Разработанный состав баллиститного артиллерийского пороха может быть предложен к отработке новых артиллерийских и активно-реактивных систем.
Формула изобретения
1. Баллиститный артиллерийский порох, зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизатор, стабилизатор химической стойкости, антистатическую добавку и пластификатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модификатор горения – двуокись титана, стабилизатор горения – комплексную свицово-медную соль фталевой кислоты и технологические добавки – индустриальное масло, стеарат цинка, а в качестве сенсибилизатора он содержит коллоксилин и пироксилин или циклотетраметилентетранитрамин, в качестве стабилизатора химической стойкости – централит, в качестве антистатической добавки – графит или технический углерод, в качестве пластификатора – нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%: Пироксилин или циклотетраметилентетранитрамин 19,0-31,0 Централит 0,5-2,0 Графит или технический углерод 0,1-0,7 Нитроглицерин 17,0-21,0 Динитратдиэтиленгликоль 17,0-21,0 Двуокись титана 1,1-1,5 Комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты 0,8-2,0 Индустриальное масло 0,3-0,6 Стеарат цинка 0,03-0,05 Коллоксилин Остальное 2. Баллиститный артиллерийский порох по п.1, отличающийся тем, что он содержит сульфорицинат Е в количестве до 0,05 мас.%.
|
||||||||||||||||||||||||||
