Патент на изобретение №2382019

(54) БЛОЧНЫЙ МЕТАТЕЛЬНЫЙ ПОРИСТЫЙ ЗАРЯД (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Группа изобретений относится к метательным зарядам. Блочный метательный пористый заряд (вариант 1) выполнен из состава, содержащего непластифицированные волокна нитратов целлюлозы и водорастворимый полимер синтетического или природного происхождения в количестве не более 25 мас.%. Блочный метательный пористый заряд (вариант 2) выполнен из состава, содержащего непластифицированные волокна нитратов целлюлозы, водорастворимый полимер синтетического или природного происхождения в количестве не более 25 мас.% и активный наполнитель с размером частиц менее 0,4 мм в виде бризантных взрывчатых веществ и/или порохов. Предложен способ изготовления блочного метательного пористого заряда по варианту 2, включающий приготовление водного раствора полимера, приготовление смеси компонентов путем смешивания активного наполнителя и водно-влажных непластифицированных волокон нитратов целлюлозы и добавления в полученную массу водного раствора полимера, гомогенизации смеси в грануляторе, формование зарядов из полученной смеси прессованием и удаление воды сушкой. Изобретение обеспечивает улучшение баллистических характеристик и эксплуатационных показателей метательных зарядов. 3 н.п. ф-лы, 2 табл.

Данное изобретение относится к области производства блочных метательных зарядов, использующихся в безгильзовых, гильзовых патронах и присоединенных зарядах к ствольным системам, в частности, для спортивного, охотничьего гладкоствольного и нарезного оружия и других артиллерийских систем.

Блочные метательные заряды изготавливаются из бездымного одноосновного (пироксилинового) или двухосновного (баллиститного) порохов методом прессования, экструзии или литья преимущественно для выстрелов калибра до 30 мм и минометных выстрелов. В зависимости от конструкции заряды могут быть одно (моно)-, двух-, трех- и многоблочными.

В научно-технической литературе имеется достаточное количество информации о метательных зарядах на основе нитратов целлюлозы и бездымных порохов. Так, например, в патенте 3676533 США (С06В 21/02), заявл. 26.06.1968, опубл. 11.07.1972, описывается изготовление пороховых (метательных) зарядов прессованием из предварительно пластифицированных нитроглицерином волокнистых нитратов целлюлозы (НЦ). По данному способу волокнистые НЦ вначале пропитывают раствором пластификатора (нитроглицерина) в изопропиловом спирте или дихлорметане, затем производят удаление легколетучих растворителей и последующее прессование волокнистой массы до получения монолитного безоболочечного (безгильзового) заряда. Основными недостатками изготовления этого заряда являются:

– отсутствие возможности регулировки и повышения энергетических характеристик заряда за счет ввода нитроглицерина (НГ) только методом пропитки;

– высокая потенциальная опасность производства из-за применения взрывоопасных, высокотоксичных компонентов.

В патенте 3576926 США (С06В 21/02), заявл. 28.03.1968, опубл. 27.04.1971, приводится способ изготовления безгильзовых пороховых зарядов пропиткой гранулированного бездымного (двухосновного) пороха сольватирующим раствором (40% ацетона и 60% спирта), прессованием и последующей их сушкой. Примерный состав получаемого порохового заряда: НЦ 84,1591,0 мас.%, НГ 715 мас.%, KNO₃ 0,851,0 мас.%, ДФА около 0,75 мас.%, летучие около 0,25 мас.%. Основными недостатками предлагаемого состава и способа изготовления безгильзовых зарядов являются следующие:

– сложность и длительность технологического процесса производства зарядов за счет необходимости предварительного изготовления гранулированного бездымного пороха;

– длительность удаления легколетучего растворителя из заряда;

– пожаро- и взрывоопасность фазы прессования;

– ограниченность в размерах при изготовлении крупных блочных зарядов (с большой толщиной свода) из-за трудности удаления растворителей.

Известен патент 3485901 США (С06В 21/02), заявл. 04.01.1968, опубл. 23.12.1969, на способ получения блочного (безгильзового) заряда путем нанесения на гранулы НЦ покрытия из органических полимеров (акрилаты, полистирол, ПВБ, меламинформальдегид). Покрытие получают напылением раствора полимера в легколетучем растворителе, далее из полученных капсюлированных гранул НЦ прессуют безгильзовые блочные заряды и в последующем производят термическую полимеризацию покрытия гранул. Основным недостатком описанного способа является применение термопластов, которые хотя и обеспечивают более высокие прочностные характеристики, но в большинстве случаев снижают химическую стойкость НЦ, существенно затрудняют технологию изготовления. Кроме того, дополнительный ввод инертных материалов покрытия снижает энергетические характеристики зарядов.

Известен также патент 3723203 США (С06В 1/00), заявл. 02.09.1969, опубл. 27.03.1973, по получению топливных зарядов для безгильзовых боеприпасов (для ствольного оружия). Изготавливаемый по данному способу заряд к 7,62 мм патрону имеет следующий состав:

гранулированный бездымный (пироксилиновый) порох 9599 мас.%, полимерное горючее-связующее (сополимер этилена с олефинами и другими соединениями) 0,85 мас.%, пластификатор 01 мас.%. Недостатками данного заряда являются низкие (из-за ввода инертного связующего) и не регулируемые в широком диапазоне энергетические характеристики и повышенная пожаро- и взрывоопасность изготовления (прессование заряда осуществляется при температуре 145°С).

В заявке 1575120 Великобритания (С06В 25/18, 21/00), заявл. 1980, предложен пороховой заряд, который содержит гранулы нитратцеллюлозного пороха, связанные вместе с помощью менее 7% желатинирующего пластификатора с температурой плавления ниже 80°С. В качестве такого пластификатора используют моно-, ди- или триацетат глицерина, полиэфир на основе адипиновой или янтарной кислот, диаллилкарбонат этиленгликоля или гексаметилендиизоционат. Гранулы пропитываются пластификатором, пропускаются через сита, обрабатываются графитом, а затем прессуются и нагреваются в форме до образования заряда. Гранулы нитратцеллюлозного пороха могут содержать дифениламин в качестве стабилизатора и сульфат калия в качестве пламегасящей добавки.

Недостатками данного заряда являются:

– большая зависимость скорости его горения от внешней температуры;

– высокая взрыво- и пожароопасность производства компонентов заряда – баллиститных порохов, обусловленная применением нитроглицерина.

Прототипом предлагаемого изобретения является патент 3679781 США (С06В 21/00), заявл. 17.10.1969, опубл. 25.07.1972, в котором приводится состав и способ получения пороховых зарядов методом горячего прессования из элементов одноосновного (пироксилинового) нитратцеллюлозного пороха, предварительно покрытых слоями взрывчатого вещества и пластифицированных термопластичным связующим. В соответствии с данным патентом состав заряда включает полимерное связующее до 1,2 мас.%, пластификатор до 0,18 мас.% и активный наполнитель – гранулы неграфитированного пироксилинового пороха до 97,42 мас.% и бризантные взрывчатые вещества до 1,2 мас.%. Согласно данному патенту изготовление зарядов осуществляется следующим образом: пороховые гранулы равномерно покрывают слоем взрывчатого вещества (например, ТЭНа), затем слоем полимерного связующего (например, ПВА) из его водной дисперсии или из его раствора в спирте или другом растворителе, содержащем также пластификатор (ДБФ), далее удаляют легколетучий растворитель сушкой, нагревают покрытые связующим гранулы пороха до 82-110°С и формуют заряды прессованием гранул при давлении 420-700 кгс/см².

Однако описанные состав и способ изготовления метательного заряда обладают целым рядом существенных недостатков, поскольку, во-первых, не обеспечивают возможности повышения энергетических характеристик заряда и регулирования скорости его горения (скорости газообразования), что, соответственно, отрицательно сказывается на баллистической эффективности заряда; во-вторых, сложное технологическое оформление производства заряда не обеспечивает экологическую и технологическую безопасность; в-третьих, отсутствует возможность оперативного реагирования на потребности заказчика в выпускаемой продукции за счет сложности перенастройки технологической линии для изменения или расширения ассортимента.

Техническим результатом данного изобретения является устранение указанных недостатков, а именно создание блочного метательного пористого заряда, имеющего улучшенные энергетические, баллистические, эксплуатационные и технологические характеристики, и способа его изготовления с относительно низкой себестоимостью производства, обеспечивающего возможность регулирования характеристик в широком диапазоне значений, оперативность изменения ассортимента выпускаемой продукции в зависимости от потребностей заказчика, экологическую и технологическую безопасность производства.

Технический результат достигается в двух вариантах блочного метательного пористого заряда. Блочный метательный пористый заряд по первому варианту выполняется из состава, содержащего непластифицированные волокна нитратов целлюлозы и водорастворимый полимер синтетического или природного происхождения в количестве не более 25 мас.%.

По второму варианту блочный метательный пористый заряд выполняется из состава, содержащего непластифицированные волокна нитратов целлюлозы, водорастворимый полимер синтетического или природного происхождения в количестве не более 25 мас.%, а в качестве активного наполнителя состав содержит активный наполнитель с размером частиц менее 0,4 мм в виде бризантных взрывчатых веществ в количестве не более 70 мас.% от массы активного наполнителя и зерненых и/или измельченных пироксилиновых, баллиститных, сферических порохов и/или отходов этих порохов в количестве не более 80 мас.% от массы активного наполнителя, или бризантных взрывчатых веществ, или зерненных и/или измельченных пироксилиновых, баллиститных, сферических порохов и/или отходов этих порохов.

Способ изготовления блочного метательного пористого заряда по варианту 2 заключается в приготовлении смеси компонентов путем смешивания активного наполнителя и водно-влажных непластифицированных волокон нитратов целлюлозы и добавления в полученную массу водного раствора полимера, гомогенизации полученной смеси в грануляторе, формовании зарядов из полученной смеси с содержанием воды 1525 мас.% и удалении воды сушкой.

Положительный эффект предлагаемого изобретения достигается за счет совместного использования водорастворимых полимеров и непластифицированных волокон НЦ, обеспечивающего технологичность, прочность блочного метательного пористого заряда, постоянство его эксплуатационных характеристик. Главным достоинством применения водорастворимых полимеров в составе блочного метательного заряда является то, что они не взаимодействуют с НЦ и не пластифицируют их, сохраняя исходную структуру волокон НЦ. Обладая высокими адгезионными и пленкообразующими свойствами, водорастворимые полимеры в процессе формования блочного пористого заряда склеивают отдельные волокна НЦ. В результате за счет использования в составе блочного метательного пористого заряда смеси непластифицированных волокнистых НЦ с водорастворимыми полимерами достигается высокий армирующий эффект, придающий блочному заряду повышенную механическую прочность.

Использование водорастворимых полимеров, выступающих в роли связующего, экологически и технологически целесообразно, экономически выгодно, поскольку в качестве растворителя полимеров применяется вода, также не пластифицирующая волокна НЦ и частицы активного наполнителя, а равномерно распределяющая полимеры по поверхности волокон и частиц. В результате применения воды обеспечивается высокая технологичность изготовления блочных метательных зарядов, безопасность проведения процесса формования зарядов, содержащих НЦ, пороха и/или бризантные взрывчатые вещества, снижается себестоимость конечного продукта, все это делает предлагаемое изобретение экономически более эффективным. Для сравнения: в производстве пироксилиновых порохов затраты на спирто-эфирный растворитель составляют около половины себестоимости пороха.

В качестве водорастворимых полимеров в составе блочного метательного пористого заряда могут применяться полимеры синтетического и природного происхождения, например простые эфиры целлюлозы (метил-, оксиэтил-, карбоксиметилцеллюлоза), полисахариды (крахмал, декстрины), белковые вещества (казеиновый, мездровый, животный клеи), полиакрилонитрил, поливиниловый спирт и другие.

Среди огромного спектра водорастворимых полимеров наиболее широкое применение в составе блочного метательного пористого заряда может найти поливиниловый спирт, целесообразность выбора которого обусловлена его устойчивостью против экзнматического действия бактерий и плесени, которому подвергается большинство водорастворимых природных полимеров и простых эфиров целлюлозы. Высокое содержание в макромолекуле поливинилового спирта кислорода и водорода, а также отсутствие гетероатомов благоприятно для сохранения энергетических характеристик блочных метательных зарядов, а наличие гидроксильных групп обуславливает возможность связывания окислов азота, выделяющихся при разложении НЦ. Кроме того, поливиниловый спирт физиологически безвреден, ввиду чего широко используется в медицине и в пищевой промышленности (Энциклопедия полимеров. – М.: Советская энциклопедия, 1972).

Пористость структуры блочного метательного заряда обеспечивается за счет использования волокнистых нитратов целлюлозы. В процессе этерификации НЦ в основном сохраняют форму и размеры исходного сырья – целлюлозы. Многочисленные микроскопические исследования (Роговин З.А. Химия целлюлозы. – М.: Наука, 1972) показывают, что форма и размеры капиллярного волокна целлюлозы зависят от источника сырья (хлопковая, древесная и т.д.) и меняются в незначительных пределах. Относительное постоянство размеров волокна целлюлозы и, как следствие, волокна НЦ обеспечивает возможность регулирования, постоянства и воспроизводимости пористости материала блочного заряда. Относительно высокие энергетические характеристики НЦ и большая удельная поверхность волокна обуславливают регулирование скорости горения в широких пределах (23 порядка). Таким образом, введение в состав блочного метательного заряда волокнистых НЦ позволяет создать пористость и обеспечить возможность ее регулирования в зависимости от требуемой линейной скорости горения (т.е. скорости газообразования).

Для достижения наиболее высоких энергетических характеристик и повышения баллистической эффективности блочного метательного пористого заряда рекомендуется использование высокоэтерифицированных НЦ (см. табл.1), особенно волокнистого пироксилина 1, имеющего максимальную энергетику среди пироксилинов.

Таблица 1
Высокоэтерифицированные НЦ (пироксилины)
Пироксилин, его марка	Содержание азота	Условная вязкость, °Э	Растворимость %, не менее	Область применения
мл NO/г	%
Высокоазотный BA-I	не менее 208	не менее 13,02	415	22	Изготовление порохов
Высокоазотный BA-II	208,5210	13,0513,14	812	31,5	Изготовление порохов
Среднеазотный СА	204207,9	12,7613,01	812	32	Изготовление порохов
Пироксилин 1 1П	не менее 209	не менее 13,09	812	4	Изготовление смесевых пироксилинов

От соотношения между водорастворимым полимером и волокнистым НЦ зависят прочностные и технологические характеристики блочного заряда. Так, с повышением содержания поливинилового спирта снижается пористость заряда, повышается прочность и улучшаются технологические характеристики. Однако при росте содержания водорастворимого полимера снижаются энергетические характеристики заряда. Поэтому оптимальным является минимальное содержание водорастворимого полимера, при котором обеспечиваются хорошая технологичность формуемой массы и высокие прочностные характеристики изготовленного блочного метательного заряда.

По второму варианту состав блочного метательного пористого заряда в качестве активного наполнителя содержит бризантные взрывчатые вещества (например, гексогена, октогена и т.д.) и/или зерненые и/или измельченные пироксилиновые, баллиститные, сферические пороха и/или отходы этих порохов с размером частиц менее 0,4 мм.

Дополнительным преимуществом введения в состав блочного заряда активного наполнителя на основе порохов является возможность утилизации устаревших и выведенных из Росрезерва пироксилиновых, баллиститных, сферических порохов. Введение в состав блочного заряда активного наполнителя на основе бризантных взрывчатых веществ позволяет не только обеспечить дополнительное повышение энергетических характеристик заряда, но и дает возможность их регулирования в достаточно широком диапазоне значений. Однако предельное содержание компонентов активного наполнителя ограничивается механической прочностью заряда и обеспечением условий взрывобезопасности при его изготовлении, составляя:

для порохов и/или их отходов не более 80 мас.%, для бризантных взрывчатых веществ не более 70 мас.%.

Широкий диапазон концентраций основных компонентов, содержащихся в составе метательного заряда, позволяет регулировать физико-механические и энергетические свойства, что делает состав универсальным для изготовления блочных метательных пористых зарядов различных размеров, конструкций и назначения. Данное изобретение также предусматривает возможность использования отходов измельченных нитратцеллюлозных порохов и волокнистых НЦ, что в целом сказывается на значительном снижении себестоимости произведенного заряда.

Поскольку водорастворимые полимеры не пластифицируют высокоазотные пироксилины, то регулирование скорости горения (скорости газообразования) зарядов предполагается проводить за счет изменения пористости блоков при формовании, а также за счет введения зерненных порохов с различной толщиной горящего свода.

Для обеспечения воспроизводимости баллистических характеристик выстрелов, содержащих блочные метательные пористые заряды, необходимо равномерное распределение компонентов рецептуры зарядов по объему, что достигается путем оптимальной организации технологического процесса изготовления. Технологический процесс производства блочных зарядов состоит из следующих фаз:

– приготовления водного раствора полимера;

– подготовки и дозирования компонентов состава;

– смешения компонентов зарядной массы;

– гомогенизации смеси;

– формования зарядов прессованием;

– удаления растворителя (воды) сушкой.

Технологическую фазу подготовки и дозирования компонентов необходимо осуществлять в водной среде, от этого зависит равномерность распределения полимера на поверхности волокон НЦ, прочность и формуемость зарядов. Ввод водных растворов полимеров и увеличение жидкофазной составляющей полимерного связующего за счет применения водно-влажных (до 95100 мас.%) волокнистых НЦ также способствуют более равномерному распределению мелкодисперсных компонентов активного наполнителя в матричном каркасе, образуемом волокнами НЦ с распределенным по их поверхности полимером, что позволяет добиться технологической воспроизводимости блочных метательных зарядов с определенной скоростью горения и высокой баллистической однородностью при определенных значениях давления прессования в безопасных условиях их формования.

Оптимальное содержание воды для обеспечения равномерности распределения полимера должно быть в пределах 2535 мас.%, причем ее содержание перед формованием в пределах 1525 мас.%. При большем содержании воды наблюдается выдавливание раствора полимера и малая прочность зарядов, что затрудняет их выемку из пресс-форм. При содержании воды менее 15 мас.% прочность блочных зарядов также снижается из-за отсутствия связывания отдельных волокон НЦ полимерным связующим.

Подготовка компонентов активного наполнителя предусматривает предварительное измельчение крупнозерненных и трубчатых порохов с получением фракционного состава менее 0,4 мм.

Окончательное смешение массы производится в любом смесителе, куда дозируются подготовленные компоненты. Для гомогенизации смешанной массы, ее усреднения, устранения комков и посторонних предметов смешанную массу пропускают через любой гранулятор, размер ячеек которого будет определяться размерами частиц активного наполнителя.

Формование блочных зарядов осуществляется методом глухого прессования. Путем регулирования давления прессования или степени уплотнения можно изменять ассортимент выпускаемой продукции в зависимости от потребностей заказчика и получать блочные метательные заряды под различные ствольные системы, при этом различная пористость блочных метательных зарядов будет обеспечиваться в процессе формования изменением условий прессования. Максимальная плотность блочных зарядов достигается путем прессования без ограничителя длины хода поршня, а блочные заряды высокой пористости получаются путем установки ограничителя на определенную высоту хода поршня. Тогда при изготовлении высокоплотных зарядов максимальное удельное давление прессования составит 50 МПа, а при производстве высокопористых зарядов 0,05 МПа. Однако как и высокопористые заряды, так и высокоплотные заряды будут относиться к пористым метательным зарядам, поскольку в блочном заряде даже при максимальной степени уплотнения будет существовать пористость, обусловленная внутренней капиллярной пористостью волокон НЦ.

Для удаления остаточной влаги из блочных зарядов производится их сушка при температуре +50°С до постоянного веса.

Основными отличительными признаками блочного метательного пористого заряда и способа его изготовления от прототипа являются:

1 применение в составе для изготовления блочного метательного пористого заряда водорастворимых полимеров синтетического или природного происхождения совместно с непластифицированными волокнами НЦ;

2 использование волокнистых НЦ, покрытых тонким слоем водорастворимого полимера, которые формируют своеобразный матричный каркас, придающий блочному заряду высокую прочность за счет хороших адгезионных свойств полимерного компонента состава;

3 применение в составе блочного метательного пористого заряда высокоэтерифицированных водокнистых НЦ (пироксилина 1), позволяющих повысить энергетические свойства заряда;

4 использование при производстве блочных метательных зарядов водных растворов полимеров, обеспечивающих экологическую и технологическую безопасность процесса изготовления зарядов;

5 относительная простота и безопасность технологического процесса производства блочных метательных зарядов;

6 возможность регулирования баллистических характеристик блочного метательного заряда за счет изменения компонентного состава и технологических приемов производства;

7 более низкая себестоимость производства метательного заряда из-за отсутствия органических растворителей в рецептуре и упрощения технологического цикла изготовления за счет отсутствия необходимости в фазах обезвоживания НЦ (в технологический цикл идет водно-влажный пироксилин) и рекуперации растворителя;

8 состав блочного метательного заряда не требует введения стабилизатора химической стойкости, поскольку наличие гидроксильных групп обуславливает возможность связывания окислов азота, выделяющихся при разложении НЦ, что положительным образом сказывается на повышении физико-химической стабильности, энергетических характеристиках заряда и упрощении технологического процесса.

Вышеизложенные отличительные признаки данного изобретения в совокупности обеспечивают получение положительного технического результата.

В соответствии с данным изобретением изготовление блочного метательного пористого заряда осуществляют следующим образом.

Для приготовления полимерного связующего используется поливиниловый спирт в виде 710%-го водного раствора, который получают в две стадии. На I стадии происходит набухание навески полимера в воде в течение 2 часов при температуре +20°С. На II стадии осуществляется растворение полимера при температуре +90100°С также в течение 2 часов. Навеска пироксилина 1 берется с учетом водной влажности. Подготовка активного наполнителя заключается во взятии навесок согласно расчету. При необходимости производится фракционирование наполнителя.

Порох мелкозерненый и сферический используется в виде готовых неграфитированных элементов или гранул. Порох баллиститный, пироксилиновый трубчатый и крупнозерненый предварительно измельчается до фракции менее 0,4 мм. Бризантные вещества используются в виде готового порошка.

Приготовление массы для последующего прессования осуществляется в любом смесителе лопастного типа путем дозирования в определенной пропорции и установленном порядке всех подготовленных компонентов и их последующего смешения. В смеситель загружается навеска водно-влажного пироксилина 1 и активного наполнителя (пороховой крошки и/или бризантного взрывчатого вещества) и проводится их перемешивание до образования однородной массы, после чего в полученную массу добавляется водный раствор поливинилового спирта. Смешение массы производится при температуре 1820°С в течение 2030 мин.

Далее гомогенизацию смешанной массы осуществляют в грануляторе. Полученную массу с содержанием воды 1525 мас.% направляют на формование. Регулирование пористости блочных метательных зарядов осуществляют путем установления необходимой степени уплотнения или давления прессования. Так, для высокоплотных зарядов максимальное удельное давление прессования составляет 50 МПа, для высокопористых зарядов 0,05 МПа.

Для удаления остаточной влаги блочные заряды сушат при температуре +50°С до постоянного веса.

Результаты испытаний блочных зарядов подтверждают, что в процессе обычной низкотемпературной (+50°С) сушки удаление остаточной влаги при толщине горящего свода заряда до 25 мм и более не представляет особых трудностей, при этом гигроскопичность материала заряда не превышает 2,5%.

Баллистическая оценка зарядов проводилась путем баллистических испытаний дробовых патронов, укомплектованных блочными зарядами с различными рецептурно-технологическими параметрами, с определением следующих основных характеристик:

V₁₀ – скорость полета дроби на расстоянии 10 м от дульного среза, м/с;

p_max – максимальное давление пороховых газов, МПа.

Примеры изготовления блочных метательных зарядов, варианты их рецептур, физико-химические характеристики, результаты манометрических и баллистических испытаний приведены в табл.2.

Для проведения испытаний блочные заряды готовились по приведенной выше технологии в виде цилиндрических столбиков диаметром 16,3 мм, длина варьировалась в зависимости от пористости.

Для снаряжения спортивных патронов использовались гильзы пластмассовые типа СОП, в которые вставлялись блочные заряды.

Патроны снаряжались дробью свинцовой охотничьей типа ОТ-6 ГОСТ 7837-78, навеска дроби 24 г.

Сборка патронов проводилась в установленном порядке с использованием французского пыжа-контейнера и с закаткой типа «звезда».

Баллистические испытания проводились стрельбой из баллистического орудия 12-го калибра марки МЦ 16-12-70.

Анализ результатов баллистических испытаний показывает прямую зависимость роста давления пороховых газов при увеличении пористости, что свидетельствует об устойчивости процесса горения и хорошей технологической воспроизводимости блочных зарядов.

Энергетические характеристики блочного метательного пористого заряда выше, чем у прототипа, поскольку рецептура содержит волокнистый НЦ – высокоэнергетический пироксилин 1. Кроме того, рецептура не требует ввода стабилизаторов химической стойкости, снижающих энергетику заряда. За счет вводы активного наполнителя в состав блочного заряда его калорийность может находиться в широких пределах: 2895-4525 кДж/кг (см. табл.2).

Блочные заряды могут найти широкое практическое применение в стрелковом и спортивно-охотничьем оружии, а также в артиллерийских системах калибром до 30 мм и выше. В минометных выстрелах из блочных зарядов могут быть укомплектованы как основной, так и дополнительные (съемные) заряды. Блочные заряды имеют хорошие перспективы для замены штатных зарядов к строительно-монтажным патронам.

Таблица 2
Физико-химические и баллистические характеристики опытных составов блочных зарядов
Характеристики	Номера опытных составов блочных зарядов
I	II	III	IV	V	VI
Состав, мас.%:
пироксилин 1	93	93	37	37	37	37
поливиниловый спирт	7	7	7	7	7	7
пороховая крошка	–	–	56	56	–	–
октоген	–	–	–	–	56	56
Калорийность Qж, кДж/кг	4100	4100	2895	2895	4525	4525
Пористость П, %	31	56	34	52	32	54
Скорость горения* при давлении Р=50 МПа, u, м/с	9,0	26,0	12,5	18,7	14,3	32,0
Баллистические
характеристики** при навеске заряда 1,4 г:
скорость полета дроби V10, м/с	321	330	348	340	–	–
максимальное давление пороховых газов Рmax, МПа	57	60	87	102	–	–
Примечание:	* – результаты манометрических испытаний на испытательно-вычислительном комплексе «Вулкан»;
	** – результаты баллистических испытаний в гладкоствольном орудии 12 калибра

На основе данного изобретения путем компоновки из одноблочных составляющих можно создавать разнообразные многоблочные заряды с широким интервалом тактико-технических характеристик различного назначения.

Для организации производства блочных зарядов имеется достаточное количество сырьевых ресурсов в виде устаревших пироксилиновых и баллиститных порохов, их отходов в виде пороховой крошки, бризантных взрывчатых веществ, а также водно-влажных нитратцеллюлозных полуфабрикатов и водорастворимых полимеров. Организация производства наиболее целесообразна на существующих предприятиях отрасли пороходелия с учетом имеющегося оборудования и кадрового потенциала.

Таким образом, предлагаемые состав блочного метательного заряда и способ его изготовления по сравнению с прототипом имеют следующие преимущества:

– возможность изготовления блочного метательного пористого заряда с физико-химическими, энергетическими и баллистическими характеристиками в широком диапазоне значений, что обусловливает универсальность производства метательных зарядов к различным артиллерийским системам, в том числе для спортивного и охотничьего гладкоствольного и нарезного оружия;

– возможность регулирования скорости горения блочных метательных пористых зарядов в широких пределах за счет изменения состава и технологических приемов формования зарядов;

– универсальность и простота аппаратурно-технологического оформления производства блочных зарядов;

– технологическая, физиологическая и экологическая безопасность производства блочных метательных зарядов за счет ведения технологических фаз производства в водной среде и использования в качестве растворителя воды;

– экономическая целесообразность производства блочных метательных зарядов и комплектации выстрелов на их основе;

– возможность и простота утилизации устаревших порохов в качестве активного наполнителя блочных зарядов.

На основе данного изобретения возможно создание современных, компактных, высокотехнологичных, экологически чистых производств по изготовлению блочных зарядов к различным системам ствольной артиллерии с широким диапазоном тактико-технических характеристик.

Формула изобретения

1. Блочный метательный пористый заряд, выполненный из состава, содержащего полимер, отличающийся тем, что состав содержит непластифицированные волокна нитратов целлюлозы, а в качестве полимера – водорастворимый полимер синтетического или природного происхождения в количестве не более 25 мас.%.

2. Блочный метательный пористый заряд, выполненный из состава, содержащего полимер и активный наполнитель, отличающийся тем, что состав содержит непластифицированные волокна нитратов целлюлозы, в качестве полимера – водорастворимый полимер синтетического или природного происхождения в количестве не более 25 мас.%, а в качестве активного наполнителя состав содержит активный наполнитель с размером частиц менее 0,4 мм в виде бризантных взрывчатых веществ в количестве не более 70 мас.% от массы активного наполнителя и зерненных и/или измельченных пироксилиновых, баллиститных, сферических порохов и/или отходов этих порохов в количестве не более 80 мас.% от массы активного наполнителя, или бризантных взрывчатых веществ, или зерненных и/или измельченных пироксилиновых, баллиститных, сферических порохов и/или отходов этих порохов.

3. Способ изготовления блочного метательного пористого заряда, включающий приготовление водного раствора полимера, приготовление смеси компонентов, формование зарядов из полученной смеси прессованием, удаление воды сушкой, отличающийся тем, что изготавливают блочный метательный заряд по п.2, при этом смесь компонентов готовят путем смешивания активного наполнителя и водно-влажных непластифицированных волокон нитратов целлюлозы и добавления в полученную массу водного раствора полимера, полученную смесь гомогенизируют в грануляторе, заряды формуют из смеси с содержанием воды 1525 мас.%.