Артиллерийский порох — Викизнание… Это Вам НЕ Википедия!

Артиллерийский порох — взрывчатое вещество, способное к относительно медленному горению. Первым метательным взрывчатым веществом был дымный порох, появившийся в глубокой древности, но получивший применение для метания снарядов лишь в середине 14 в. В России порох стал применяться с 1382. Большого развития по роховое дело достигло при Петре I. В конце 18 в. оно иолу ч нло дальнейшее совершенствование на основе работ М. В. Ломоносова. В конце 19 в. был изобретён порох коллоидного типа (см. ВсзЗыч-пыа порох) (подробнее об истории изобретения и применении пороха см. Пороха).

Современный порох разделяется на два класса: порох, представляющий собой механическую смесь, и порох коллоидного типа. Основой пороха механической смеси являются окислители (KN03, NII4NO3, KC1O4 и др.), горючие вещества (дреиес-ные угли и кысокополпмерные соединения) и це-ментаторы. Представителями этого класса пороха являются селитросероугольный, или д ы м и ы н, порох, состоящий из 75% селитры, 15% угля и 10% серы; а м м о и н и н ы и порох, состоящий из 85-90% Nh5NOS и 15-10% угля; перхлорат н ы и порох, состоящий из 83% КСЮ4 или МН4СЮ4 п 17% высоконолимериых органических соединений.

Основой пороха коллоидного типа являются нитраты целлюлозы с различным содержанием азота и растворителя. Представителями этого класса пороха являются: пироксилиновый порох, нитроглицериновый порох баллиститного тина, нитроглицериновый порох корднтиого тина; нитродиглп-колевый порох баляиститпого типа.

Форма пороховых элементов п их размеры определяются типом оружия, для которого они предназначены. Существуют следующие формы: трубка, лента, пластинка, кольцо, диск, цилиндрик с одним н несколькими каналами. Все формы пороха делят на две группы: прогрессивную (поверхность при горении возрастает) и дегресснвную (поверхность при горении убывает). Порох прогрессивной формы применяется для длинноствольного оружия, де-грессивной формы — для короткоствольного.

Свойства пороха характеризуются следующей таблицей:

Свойства Порох

дымный коллоидного типа (бездымный)

Внешний вид …. Плотность …… Зёрна различной формы и размеров 1 ,5-1,9 1,6-1,9 0,7-1, 2°4 i 0 мм ;сек. 2400- 2 500° 300° 45% !»>!)% 700 кал/т 280 л/кг Роговидное вещество разнообразных цвета и форм 0,6-0,9 1 ,55 — 1 ,64 0,5-2% 0,3 0,7 мм/г.ек. 2 400 — 3 600° 165-180° 180% 650-1250 кал/кг 800-1000 л/.чг

Удельный вес ….

Скорость горения . . Температура горении » осиышки Продукты горения газообразные . . .

Теплота горения . . Объём газов при сгорании 1 КЗ ….

Дымный норох взрывается от луча огня, искры, удара молнии, быстрого нагревания до 280°; легко впитывает влагу, отсыревает, намокнув приходит в негодность. При выстреле дымный порох образует густое облако дыма; твёрдые остатки частично оседают в канале ствола и сильно загрязняют его, образуя нагар. До последней четверти 19 в. из дымного пороха составлялись боевые заряды ружей и артиллерийских орудий; им снаряжались снаряды. С 90-х гг. 19 в. в боевых зарядах снарядов его вытеснил бездымный норох. Дымный порох применяют в наст, время только в воспламенителях боевых зарядов, при снаряжении нек-рых снарядов — зажигательных, осветительных, агитационных, шрап нелей, а также для дистанционных составов (в дистанционных взрывателях и трубках).

Порох с низкой калорийностью применяется для орудий большой мощности, со средней калорийностью — для орудий средней мощности и реактивных средств, п норох высокой калорийности — для короткоствольного оружия, гл. обр. миномётов.

Требуется проверка викификации!

Статья из Большой советской энциклопедии

Эта статья подлежит модернизации и корректировке!

Если Вы заметили неточность — Вы можете исправить её с помощью ссылки редактировать (или править) на этой странице.

www.wikiznanie.ru

Баллиститный артиллерийский порох

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.

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.%.

findpatent.ru

10. Применение порохов

Артиллерийские снаряды и мины, о силе и мощи которых го­ворилось в предыдущей главе, превращаются в реальное средст­во поражения противника только’в случае точной доставки их к намеченной цели. Одним из широко используемых средств дос­тавки является ствольная артиллерия, работающая на принципе метания снаряда за счет кинетической энергии расширяющихся газообразных продуктов горения пороха. Принцип метания сна­ряда с помощью пороховых газов заложен и во все иные виды огнестрельного оружия — стрелкового армейского, охотничьего, спортивного.

Применение пороха в огнестрельном оружии имеет многовеко­вую историю. Артиллерия длительный исторический период яв­лялась основным оружием разрушения техники, укреплений и поражения живой силы противника.

В период Второй мировой войны артиллерия была одним из боевых основных средств борьбы с противником. Об этом убе­дительно говорят приведенные в табл. 10.1 объемы производства

пороха в нашей стране в военные годы.

В СССР ствольная артиллерия явилась также и первым сред­ством доставки ядерного оружия. В 1949 г. были завершены ра­боты по созданию ядерного оружия, однако эффективных средств доставки вооруженные силы страны в тот период не имели. Поэтому было решено использовать для этих целей ар­тиллерию главного калибра линкора «Новороссийск». Была из-

готовлена партия снарядов с ядерным зарядом мощностью 5 ки~ догони (калибр 320 мм, масса снаряда 525 кг, дальность стрель­бы 32 км), но провести оснащение линкора боеприпасами не удалось в связи с тем, что 29 октября 1955 г. в гавани Севасто­поля линкор «Новороссийск» по невыясненным причинам взо­рвался, унеся жизни 600 моряков.

В последнее время серьезным конкурентом ствольной артил­лерии выступает реактивная артиллерия, которая завоевывает ведущие позиции в борьбе с бронированными машинами с по­мощью самонаводящихся или управляемых реактивных снаря­дов, при уничтожении скопления живой силы (установки залпо­вого огня), летательных аппаратов и т.д. Однако ствольная ар­тиллерия и стрелковое оружие пехоты и поныне остаются одним из основных средств борьбы с противником. .

10.1. Применение порохов в военной области

10.1.1. Применение порохов в ствольной артиллерии

Впервые орудия, в которых в качестве метательного средства был использован порох, появились в XIV в. Со стен крепостей из «стреляющих труб» в атакующих метали каменные ядра. Было много дыма, огня, грохота, но атакующим такая стрельба причи­няла мало ущерба.

В России в Галищшской и Александровской летописях (1382 г.) впервые описано использование при защите от татаро-монгольских орд орудий, носящих название «тюфяки», «пуска-чи», «пушки».

В 1480 г. в царствование Ивана III в Москве был построен «Пушечный двор», явившийся первым пушечным заводом в ми­ре. Одной из целей его создания было упорядочение изготовле­ния орудий, при котором выдерживались бы параметры по прочностным требованиям, калибру и конструкции. Это обеспе-

чило условия быстрого и целенаправленного развития артилле­рии, которая с успехом использовалась в войнах, проводимых Иваном III и Иваном IV.

В начале XVII в. русские мастера создали орудия нового по­коления, которые заряжались не со стороны дула, а с казенной части. Это были пушки с клиновым и ввинчивающимся затворами, явившимися прообразами применяемых затворов в совре­менных артиллерийских орудиях. Кроме того, орудия имели на­резной ствол, что открывало возможность перехода от ядер к более мощным цилиндрическим снарядам. Однако эти изобрете­ния значительно обогнали технические возможности производ­ства того времени, поэтому массовое применение их задержа­лось на 150-200 лет.

В царствование Петра I артиллерия подверглась серьезному организационному и техническому преобразованию. Петр I раз­делил всю артиллерию на четыре вида: осадную, гарнизонную (крепостную), полковую и полевую. Провел упорядочение по калибрам и массе зарядов и снарядов. Результаты не заставили себя долго ждать. В начале XVIII в. в войне со Швецией, армия которой считалась непобедимой благодаря своей артиллерии, рус­ские войска одержали блестящие победы под Нарвой и Полтавой. При взятии Нарвы, например, артобстрел беспрерывно велся в тече­ние 10 суток. Было выпущено по крепости 12358 ядер и 5714 мор­тирных бомб, израсходовано 10 тыс. пудов пороха

История русской артиллерии насчитывает много славных страниц. Это победы над прусским королем Фридрихом II (сере­дина XVIII в.), взятие Измаила в войне с Турцией (1790 г.), раз­гром французских войск в войне 1812 г., многие морские сраже­ния (Чесменская битва 1779 г., бои при обороне Севастополя в 1854 г., Крымская война 1853-1856 гг. и т.д.).

Наиболее интенсивное развитие артиллерии приходится на вторую половину XIX в. Совершенствование технической базы позволило полностью перейти к изготовлению нарезных орудий с казенным заряжанием. Были сделаны первые шаги по увеличению скорострельности орудий, в частности, благодаря созданию быстродействующего поршневого затвора и унитарного артил­лерийского патрона, в котором снаряд я пороховой заряд соеди­нялись в одно целое при помощи гильзы. Но наиболее быстрое, революционное развитие артиллерии началось после изобрете­ния бездымного пороха (1886 г.). Бездымный порох по силе втрое превышал дымный. Это позволило увеличить дальность и точность стрельбы.

Бездымный порох избавил и от громадного количества дыма, который при массовой стрельбе дымным порохом создавал ды­мовую завесу, не позволяющую вести прицельный огонь.

Развитие артиллерии привело к созданию нескольких типов орудий, имеющих свои конструкционные особенности и назна­чение — это пушки, гаубицы, мортиры. Позднее появились ми­нометы и безоткатные орудия.

Пушки (рис. 10.1) предназначались для стрельбы на большие расстояния (до 30 км) по наземным и воздушным целям.

Калибр пушек от 20 до 180 мм. Длина ствола 40 — 70 калибров. Начальная скорость полета снаряда не менее 600 м/с (для неко­торых танковых пушек она достигает 1600 м/с, например, в тан­ке «Леопард — 2»). Пушки ведут огонь при малых углах возвышения (обычно до 20 градусов). Траектория полета снаряда на­стильная (отлогая).

Для стрельбы по укрытым целям служат гаубицы. Они имеют более короткий ствол (10-30 калибров), огонь ведут при больших углах возвышения (навесная траектория), калибр гаубиц 100 мм и более. Начальная скорость полета снаряда меньше, чем снаряда пушки. Например, скорость снаряда 76-мм пушки 680 м/с, а 122-мм гаубицы — не более 515 м/с. Уменьшение скорости достигается сни­жением соотношения массы заряда пороха к массе снаряда в срав­нении с пушкой. Дальность стрельбы около 18 км.

На рис. 10.2 показан внешний вид гаубицы.

•

В настоящее время все большую популярность приобретают орудия, сочетающие свойства гаубицы и пушки (возможность настильной и навесной стрельбы).

Это гаубицы — пушки. Калибр их от 90 мм и более, длина ствола 25-^0 калибров, дальность стрельбы около 20 км.

Орудия типа мортиры применялись с XV в. Они имели ко-

роткий ствол (не более 10 калибров), большой калибр, стреляли мощными бомбами с большим зарядом ВВ и предназначались для разрушения особо прочных сооружений. Траектория полета имела большую крутизну (крутая навесная траектория). Началь­ная скорость полета снаряда составляла около 300 м/с, дальность полета была сравнительно невелика. Соотношение массы заряда пороха к массе снаряда было еще меньше, нежели для гаубицы. На вооружении современной армии нет мортир. Однако к началу Второй мировой войны в составе резерва Главного командова­ния Красной Армии были мортиры калибра 280 мм с дальностью стрельбы 10 км (начальная скорость полета снаряда 356 м/с).

На смену мортирам во всех армиях мира в начале XX в. при­шли орудия нового типа — минометы. Это гладкоствольные ору­дия для навесной стрельбы, обеспечивающие возможность по­ражения противника, находящегося в окопах, расположенных по соседству со своими позициями (400 — 500 м). Сегодня на воо­ружении находятся минометы калибров от 60 до 240 мм, с мас­сой мины от 1,3 до 130 кг и дальностью стрельбы от нескольких сот метров до 10 км.

Начальная скорость полета мины при самом малом заряде пороха состав­ляет всего 120 м/с.

По конструкции миномет представляет собой гладкую внутри стальную трубу, опи­рающуюся шаровой пятой на плиту (рис. 10.3).

Стрельба производится путем опускания мины хво­стовой частью в дуло (мино­меты больших калибров за­ряжаются е казенной части). В трубке стабилизатора мины

находится хвостовой патрон с основным зарядом пороха. В дне патрона имеется капсюль-воспламенитель, который натыкается

на боек при достижении миной крайнего нижнего положения, взрывается и возбуждает горение порохового заряда. Основной заряд пороха берется небольшой. При необходимости на трубку стабилизатора помещается дополнительный заряд пороха, по­зволяющий увеличить дальность стрельбы. Скорострельность миномета достигает 15-20 выстрелов в минуту.

В первой четверти XX в. появился новый вид артиллерий­ских орудий — безоткатные (динамо-реактивные) орудия, пред­назначенные для уничтожения живой силы, разрушения укреп­лений и, главным образом, для борьбы с танками. Принцип дей­ствия безоткатного орудия показан на рис. 10.4.

В гильзе снаряда имеются отверстия, закрытые картоном. При выстреле картон прорывается и через открывшиеся отвер­стия часть газообразных продуктов горения поступает в казен­ник, в задней части которого сделаны сопловые отверстия. Воз­никающая реактивная сила уравновешивает силу отдачи. Это исключает необходимость делать сложные лротивоотканые уст­ройства, что значительно упрощает конструкцию орудия. Безот­катные орудия имеют нарезной ствол. Для стрельбы использу­ются унитарные патроны с осколочными, осколочно-фугасными, кумулятивными гранатами, которые по мощности соответствуют обычным снарядам. Учитывая, что часть энергии пороховых га­зов расходуется на компенсацию отдачи, начальная скорость по-

лета составляет около 300 м/с, дальность стрельбы существенно меньше обычных орудий и стрельба наиболее эффективна по видимым целям. Безоткатные орудия в зависимости от калибра могут быть переносные или размещенные на автомашине.

Прежде чем перейти к рассмотрению влияния различных факторов на артиллерийский выстрел, остановимся на самом по­нятии «выстрел». Под этим термином понимается два значения. Одно из них подразумевает явление выстрела из огнестрельного оружия, а второе — изделие, боеприпас, с помощью которого осуществляется выстрел.

Явление выстрела — процесс выбрасывания снаряда за счет энергии пороховых газов. При выстреле за доли секунды поро­ховые газы, имеющие температуру 3000-3500°С, развивают дав­ление до 300-400 МПа и выталкивают снаряд. На этот полезный вид работы расходуется 25-30 % энергии порохового заряда.

Артиллерийский выстрел как боевое средство (боеприпас) представляет полный комплект всех элементов, необходимых для производства одного выстрела. В него входят: снаряд, взры­ватель снаряда, метательный (боевой) заряд пороха в гильзе или в картузе, средство воспламенения метательного заряда (кап­сюль-воспламенитель, воспламенительная трубка и др.), вспомо­гательные элементы (флегматизатор, размеднитель, пламегаси­тель, картонные элементы).

Основными баллистическими показателями артиллерийского выстрела являются: максимальное давление в стволе орудия (рт) и скорость движения снаряда на срезе ствола (У0).

Ранее отмечалось, что горение бездымного пороха происхо­дит параллельными слоями со всех сторон порохового элемента. Сочетание этого качества с энергетическими характеристиками пороха, формой, размерами зерна и величиной навески позволя­ет регулировать основные баллистические параметры выстрела и создавать заряды с заданными свойствами.

Пороха, .в зависимости от энергетического показателя (тепло­ты горения рг), делятся на три группы:

— высококалорийные, имеющие (}г 4200-5300 кДж/кг (1000-1260 ккал/кг). Для повышения калорийности в их состав вводят­ся взрывчатые вещества с высокой теплотой горения (октоген, гексоген, ДИНА). Применяются высококалорийные пороха для минометных выстрелов;

-средиекалорийные пороха, имеющие (}г 3300-4200 кДж/кг (800-1000 ккал/кг), применяются для изготовления зарядов к орудиям малой мощности;

-низкокалорийные («холодные») пороха, имеющие <3Г 2700-3300 кДж/кг (650-800 ккал/кг), используются для зарядов к ору­диям больших калибров. Применение «холодных» порохов для мощных орудий вызвано стремлением до минимума снизить разгар (эрозию) внутренней поверхности ствола, которая находится в прямой зависимости от температуры и давления выстрела.

Скорость газовыделения при горении пороха в определенной степени регулируется формой пороховых элементов. Из пирок-. силиновых порохов изготавливаются элементы в виде зерен с одним или семью каналами, а также в виде трубок (рис. 10.5 а). Из баллиститных порохов готовят трубки, пластинки, ленты и кольца (рис. 10.5 б)

Канальные зерна имеют прогрессивный характер горения, так как выгорание пороха с поверхности зерна и каналов приво­дит к увеличению площади горения. Трубчатые пороха по ско­рости газовыделения близки к постоянной величине. Ленты и кольца (минометные пороха) имеют регрессивный характер го­рения.

Пороха с прогрессивной скоростью газовыделения находят применение в длинноствольных орудиях (пушках), поскольку для придания высокой скорости снаряду на протяжении значи­тельной длины ствола давление должно составлять величину, близкую к максимальной.

Для орудий с малой длиной ствола применяются трубчатые пороха. Это связано с тем, что максимальное давление в корот-

коствольных орудиях должно сохраняться меньший период вре­мени и значение его может быть ниже, чем в пушках.

В минометах начальная скорость полета мины низкая и, сле­довательно, нет необходимости в создании высокого давления с продолжительным периодом его удерживания. Поэтому для ми­нометных пороховых зарядов вполне пригодны пороха с регрес­сивным характером горения.

В зависимости от химической природы и формы артиллерий­ские пороха маркируются следующим образом:

— зерненые пироксилиновые пороха обозначаются дробью,

числитель которой показывает толщину горящего свода в деся­тых долях миллиметра, а знаменатель — число каналов. Напри­мер: 7/7 — толщина свода 0,7 мм, каналов семь; 14/7 — толщина свода 1,4 мм, каналов семь; 7/1 — толщина свода 0,7, канал один;

-трубчатые пороха обозначаются также дробью, но с добав­лением букв ТР. Например: 10/1ТР — толщина свода 1 мм, канал один, трубчатый;

-баллиститные трубчатые пороха не имеют буквенного ин­декса ТР, поскольку они не изготавливаются в виде зерен, однако имеют буквенный индекс Н, например: 30/1Н обозначает трубчатый нитроглицериновый порох с толщиной горящего сво­да 1 мм и одним каналом;

-ленточные пороха имеют буквенный индекс Л и число, по­казывающее толщину горящего свода в сотых долях миллимет­ра. Например: НБЛ-35 — нитроглицериновый баллиститный лен­точный с толщиной горящего свода 0,35 мм;

— пороха кольцевой формы имеют буквенный индекс К и три цифровых показателя, два из которых пишутся в виде дроби (чис­литель- внутренний, знаменатель — наружный диаметр, мм) а тре­тий, отделенный от дроби чертой, обозначает толщину горящего свода в сотых долях миллиметра, например, НБК30/65-12;

— нитроглицериновый баллиститный кольцевой порох с внутренним диаметром 30 мм. внешним 65 мм и толщиной го­рящего свода 0,12 мм.

В зависимости от системы орудия, калибра и выполняемой задачи применяются пороха различных марок. Все пороховые заряды непременно имеют два основных элемента — навеску пороха и воспламенитель. По устройству навески заряды делятся на постоянные и переменные. И те и другие могут быть полны­ми или уменьшенными. Постоянные заряды используются в унитарных патронах (рис. 10.6), представляющих собранные в заводских условиях артиллерийские выстрелы в виде объединеиных гильзой снаряда и порохового заряда, и не могут изме­няться перед проведением стрельбы. Обычно унитарные патро­ны применяются для орудий малого и среднего калибров.

В некоторых выстрелах гильзового заряжания с боевым зарядом из зерненого пороха для обеспечения одновременного воспламене­ния пороха по всему объему заряда применяются центральные; бу­мажные перфорированные трубки, заполненные полыми цилиндри­ками из дымного пороха (рис. 10.6 б). При введении в трубку пламегасящего вещества она также выполняет роль пламегасителя.

При увеличении калибра унитарный патрон становится неудоб­ным для заряжания из-за большой массы и размеров. В этом случае применяется гильзовое и безгильзовое раздельное заряжание.

При гильзовом раздельном заряжании в ствол орудия сначала досылается снаряд, а затем — гильза с навеской пороха, который на­ходится в картузах (мешочках из легкосгораемой ткани). В крупнокалиберных орудиях (корабельных, береговой обороны), в которых производится безгильзовое раздельное заряжание, навеска пороха помещается в камору в картузах без гильзы.

Варианты раздельного заряжания показаны на рис. 10.7.

Причем изменение навески может производиться непосредственно перед стрельбой в соответствии с ре­шаемой боевой зада­чей. Устройство ми­нометных пороховых зарядов показано па рис, 10.8. Из рисунка видно, что навеска по­роха в минометном выстреле имеет основ­ной заряд и дополни­тельный в виде карту­зов, размещенных на хвостовике мины, ко­личество которых из­меняется в зависимо­сти от заданной даль­ности стрельбы.

В качестве воспла­менителей в артиллерийских и минометных выстрелах применяются капсюли-воспламенители ударного, терочного или электрического возбужде­ния. Капсюли-воспламенители обычно вмонтированы в восиламенительную втулку, обладающую повышенной воспламенительной способностью за счёт впрессованного во втулку дымного пороха.

С целью быстрого и полного воспламенения в зарядах картузно­го заряжания используются дополнительные воспламенители, пред­ставляющие лепешки спрессованного или насыпанного в картуз дымного пороха.

Кроме двух основных составляющих (навески и воспламените­ля), в состав заряда могут быть включены дополнительные элемен­ты — флегма газатор, размеднитель и пламегаситель. Первые два применяются с целью снижения разгара ствола. Пламегаситель используется для гашения дульного и обратного пламени. Дульное пламя представляет собой раскаленные светящиеся газообразные продукты, а также свечение от догорания продуктов неполного окисления.

Длина дульного пламени, в зависимости от системы орудия, свойств пороха и метеорологических условий, может быть от 0,5 до 50 м, а ширина — от 0,2 до 20 м.

Пламя от 76-мм пушки в ночное время видно с самолета за 200 км.

Естественно, это значительно демаскирует боевые позиции ар­тиллерии, особенно при ночной стрельбе.

Обратное пламя — это пламя, возникающее при открывании за­твора орудия. Оно особенно опасно при стрельбе из танковых пу­шек. Борьба с дульным и обратным пламенем осуществляется вве­дением в заряд пламегасителей дульного и обратного пламени. Дульный пламегаситель обычно представляет собой картуз с по­рошкообразным сульфатом калия, взятым в количестве 2-15% от массы пороха, расположенный в верхней части заряда.

Пламегасители обратного пламени представляют помещенную в картуз навеску (около 2% от массы заряда пороха) пламегасящего пороха (пироксилиновый порох, содержащий 45-50% пламегасящего вещества, например сульфата калия), расположенную в нижней части заряда.

Баллистические показатели выстрела зависят от целого ряда факторов, решающими из которых являются конструкция ору­дия и характер порохового заряда (величина навески, скорость и объем газовыделения при горении, максимальное давление в стволе орудия и т.п.).

В табл. 10.2 приведены характеристики выстрела некоторых систем орудий. Из таблицы видно, что при переходе от пушек к гаубицам снижается дальность стрельбы. Это естественно, по­скольку в выстреле гаубицы масса порохового заряда по отно­шению к массе снаряда в 2-А раза меньше по сравнению с соот­ношением в выстреле пушки. Максимальная дальность стрельбы для рассмотренных орудий не превышает 40 км.

Возникает вопрос, а существует ли возможность создания дально­бойных артиллерийских систем?

Одной их причин, препятствующих значительному увеличе­нию дальности стрельбы, является сопротивление воздуха поле­ту снаряда. Причем степень сопротивления возрастает с ростом скорости полета снаряда. Например, расчетная дальность полета снаряда 76-мм пушки в безвоздушном пространстве составляет 30-40 км, тогда как на практике за счет сопротивления воздуха это расстояние сокращается на 10-15 км.

В 1911 г. известный русский артиллерист Трофимов предло­жил Главному артиллерийскому управлению царской армии по­строить пушку, которая имела бы дальность стрельбы 100 км и более. Основная идея дальнобойности заключалась в том, чтобы вывести снаряд на большую высоту, где сильно разрежена атмо­сфера, нет сопротивления и снаряд беспрепятственно проходит большое расстояние. Однако это предложение не получило под­держки в Главном артиллерийском управлении. А через семь лет немцы обстреляли Париж из пушки с расстояния более 100 км. Причем принцип обеспечения дальнобойности полностью по­вторял идею Трофимова. Дальнобойная пушка представляла со­бой орудие общей массой 750 т, калибр снарядов 232 мм, длина ствола 34 м, начальная скорость снаряда составляла 2000 м/с. Снаряд выстреливался под большим углом (около 50°), пробивал плотные слои атмосферы, поднимаясь приблизительно на 40 км, и имел к этому моменту скорость 1000 м/с. В разреженной атмо­сфере снаряд пролетал 100 км и опускался по нисходящей ветви траектории, преодолевая при этом еще 20 км расстояния.

Таким образом, общая дальность составляла 120 км. Однако стрельба из такой пушки потребовала несоизмеримого расхода по­рола. Снаряд массой 126 кг требовал заряд пороха в 215 кг, т. е. со­отношение заряда пороха к массе снаряда приближалось к двум, то­гда как для обычных пушек оно составляет 0,2-0,4.

Кроме того, ствол пушки выдерживал не более 50-70 вы­стрелов и после этого требовалась замена 34-метрового ствола.

Все сказанное выше ставит под сомнение рациональность созда­ния дальнобойных артиллерийских ствольных орудий.

studfiles.net

баллиститный артиллерийский порох — патент РФ 2253645

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 см 3 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.%.

www.freepatent.ru

баллиститный артиллерийский порох (варианты) — патент РФ 2284310

Изобретение относится к разработке баллиститного артиллерийского пороха, применяемого в качестве источника энергии артиллерийских метательных снарядов и активно-реактивных снарядов. Предложен баллиститный артиллерийский порох (вариант 1), зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизаторы — коллоксилин, пироксилин, циклотетраметилентетранитрамин, стабилизаторы химической стойкости — централит и дифениламин, антистатическую добавку — технический углерод, пластификаторы — нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль, стабилизатор горения — комплексную свинцово-медную соль фталевой кислоты, технологические добавки — индустриальное масло, стеарат цинка и сульфорицинат Е, армирующую добавку — фторопласт. Предложен баллиститный артиллерийский порох (вариант 2), который наряду с компонентами, входящими в состав пороха по варианту 1, содержит двуокись титана в качестве модификатора горения. Изобретение направлено на создание баллиститного артиллерийского пороха, обладающего высокими баллистическими и прочностными характеристиками и высокой химической стойкостью. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к разработке баллиститного артиллерийского пороха, применяемого в области артиллерийской техники в качестве источника энергии артиллерийских метательных снарядов и в активно-реактивных снарядах.

К артиллерийским порохам, работающим при высоких температурах и давлениях, предъявляются повышенные требования по физико-механическим свойствам, по воздействию на канал ствола при выстреле, по увеличению сроков служебной пригодности (повышение химической стойкости пороховых зерен), по баллистическим характеристикам (способность пороха давать возможно большие начальные скорости снаряда при возможно малых давлениях в канале оружия).

Однородность состава пороха и физическая стабильность его определяется правильностью подбора компонентов и стабильностью технологического процесса изготовления пороховой массы.

Известны пороха, описанные в книге Горста А.Г. «Пороха и взрывчатые вещества», М.: Машиностроение, 1972 г. — 156 с., табл.27, содержащие: пироксилин до 95,0÷96,0%, пластификатор до 1,0-4,0%, стабилизатор (дифениламин) до 1,0%, флегматизатор и графит.

Недостатками таких порохов являются:

1. Низкая механическая прочность пороховых зерен из-за высокого содержания пироксилина при относительно низком содержании пластификатора и, как следствие, недостаточная желатинизация пироксилина.

2. Неоднородность состава при изготовлении пороха при низком содержании растворителя.

3. Недостаточная химическая стойкость состава и низкая служебная пригодность из-за наличия высокой концентрации окислов азота в пироксилине.

Известны баллистические пороха, описанные в книге Будникова М.А., Левковича Н.А., Быстрова И.В., Сиротинского В.Ф., Шестера Б.И. «Взрывчатые вещества и пороха», М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1955 г. — 268 с., табл.43, содержащие коллоксилин, нитроглицерин, нитродигликоль, стабилизаторы — централит, дифениламин, акардит и др., динитропроизводные, вазелин, влага (свыше 100%), графит (свыше 100%), окись магния (свыше 100%).

Недостатком данных порохов является наличие в их составе 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 температура продуктов сгорания, что повышает вероятность разгара ствола;

— высокая зависимость скорости горения от начальной температуры и от давления;

— наличие алюминия и окислов металлов в составе топлива приводит к дымообразованию и создает дульное пламя (пламя у среза ствола орудия) при выстреле, что демаскирует орудие.

Наиболее близким по составу, назначению и технической сущности является баллиститный артиллерийский порох по заявке №2003117327 от 09.06.2003 г. (патент №2253645), содержащий следующие компоненты, мас.%:

пироксилин или 
циклотетраметилентетранитрамин 19,0-31,0
централит 0,5-2,0
графит или технический углерод0,1-0,7
нитроглицерин17,0-21,0
динитратдиэтиленгликоль17,0-21,0
двуокись титана1,1-1,5
комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты 0,8-2,0
индустриальное масло0,3-0,6
стеарат цинка0,03-0,05
коллоксилиностальное

Кроме того, в качестве технологической добавки артиллерийский порох содержит сульфорицинат Е в количестве до 0,05 мас.%.

К недостаткам данного пороха можно отнести:

1. Использование в качестве сенсибилизатора только пироксилина или только циклотетраметилентетранитрамина приводит к незначительному снижению энергетических характеристик, в основном к снижению силы пороха.

2. Использование только централита в качестве стабилизатора химической стойкости недостаточно повышает химическую стойкость и недостаточно увеличивает срок пригодности пороха.

3. Недостаточное повышение механической прочности зерен пороха.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка нового баллиститного артиллерийского пороха, обладающего повышенными баллистическими и прочностными характеристиками и повышенной химической стойкостью.

Задача решается за счет того, что

по первому варианту:

Баллиститный артиллерийский порох, зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизатор — коллоксилин, пироксилин, циклотетраметилентетранитрамин, стабилизатор химической стойкости — централит, антистатическую добавку — технический углерод, пластификаторы — нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль, стабилизатор горения — комплексную свинцово-медную соль фталевой кислоты, технологические добавки — индустриальное масло, стеарат цинка и сульфорицинат Е, дополнительно содержит армирующую добавку — фторопласт, а в качестве стабилизатора химической стойкости дополнительно содержит дифениламин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пироксилин20,1-21,1
Коллоксилин20,1-21,1
Циклотетраметилентетранитрамин 19,0-21,0
Централит 0,5-0,9
Дифениламин 0,1-0,5
Технический углерод 0,1-0,4
Нитроглицерин 17,0-18,0
Динитратдиэтиленгликоль17,0-18,0
Комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты0,8-1,2
Индустриальное масло 0,3-0,7
Стеарат цинка 0,01-0,06
Сульфорицинат Е 0,01-0,08
Фторопласт 0,2-1,0

По второму варианту:

Баллиститный артиллерийский порох, зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизатор — коллоксилин, пироксилин, циклотетраметилентетранитрамин, стабилизатор химической стойкости — централит, антистатическую добавку — технический углерод, пластификаторы — нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль, стабилизатор горения — комплексную свинцово-медную соль фталевой кислоты, технологические добавки — индустриальное масло, стеарат цинка и сульфорицинат Е, модификатор горения — двуокись титана, дополнительно содержит армирующую добавку — фторопласт, а в качестве стабилизатора химической стойкости дополнительно содержит дифениламин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пироксилин20,1-21,1
Коллоксилин20,1-21,1
Циклотетраметилентетранитрамин 19,0-21,0
Централит 0,5-0,9
Дифениламин 0,1-0,5
Технический углерод 0,1-0,4
Нитроглицерин 17,0-18,0
Динитратдиэтиленгликоль17,0-18,0
Комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты0,8-1,2
Индустриальное масло 0,3-0,7
Стеарат цинка 0,01-0,06
Сульфорицинат Е 0,01-0,08
Фторопласт 0,2-1,0
Двуокись титана до 2

В качестве сенсибилизатора в составе используются пироксилин ОСТ В84-2373-87, коллоксилин ОСТ В84-2440-90 и циклотетраметилентетранитрамин ОСТ В84-2515-2001.

В качестве стабилизатора химической стойкости — централит ГОСТ 2154-74 и дифениламин ГОСТ 194-80.

В качестве антистатической добавки используется технический углерод ГОСТ 7885-86.

В качестве пластификаторов используются нитроглицерин ОСТ 84-2386-88 и динитратдиэтиленгликоль ОСТ 84-2386-88.

В качестве стабилизатора горения — комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты (ФМС) ТУ 6-09-4705-79.

В композиции в качестве технологических добавок используются масло индустриальное ГОСТ 20799-88, стеарат цинка ТУ 6-09-17-316-96, представляющий собой белый или слегка желтоватый аморфный порошок, нерастворимый в воде, мало растворимый в спирте и разбавленных кислотах, и сульфорицинат Е ТУ 2481-004-05744685-01, представляющий собой белый или слегка желтоватый аморфный порошок, нерастворимый в воде, мало растворимый в спирте и разбавленных кислотах.

В качестве армирующей добавки используется фторопласт 4Д ГОСТ 14906-77, который кроме повышения прочностных характеристик топливных элементов (повышение удельной ударной вязкости) снижает показатель в скорости горения, что делает выстрел более мягким.

В качестве модификатора горения в композиции используется двуокись титана ГОСТ 9808-84.

Технологический процесс изготовления баллиститного артиллерийского пороха состоит из смешения компонентов для получения пороховой массы, отжима воды из пороховой массы, пластификации и прессования.

Вначале производится подготовка компонентов:

— эмульсии смеси пластификаторов;

— эмульсии индустриального масла с твердыми добавками;

— стеарат цинка.

Затем производят их загрузку в смеситель.

Смешение компонентов («варку» пороховой массы) производят в смесителе периодическим или полунепрерывным способами.

В смеситель загружается определенное количество воды и производится подогрев ее до температуры 15-35°С, затем через определенное время при перемешивании вводятся навески пироксилина и коллоксилина в соотношении 1:1, после чего в смеситель последовательно загружаются: (по первому варианту) расплав стеарата цинка, эмульсии индустриального масла с твердыми добавками, фторопласт 4Д, циклотетраметилентетранитрамин, эмульсия смеси пластификаторов. По второму варианту дополнительно загружают двуокись титана. Происходит перемешивание при температуре 15-35°С в течение 360 мин. Разгрузку смесителя производят через центрифугу в 3-5 приемов.

Отжим воды из пороховой массы проводят до влажности 6-12% при температуре воды в отжимном прессе 30-60°С, далее осуществляют пластификацию массы на вальцах непрерывного действия при температуре исходящей воды с рабочего валка 90-100°С, с холостого валка — 80-90°С с формированием таблеток, далее таблетки сушат в сушильном барабане до влажности не более 1% при температуре нагнетаемого воздуха 90-100°С в течение 45 мин, затем производят гомогенизацию таблеток в шнек-прессе с последующим прессованием их в блоки при температуре воды в шнек-прессе 80-95°С, после чего из блоков прессуют топливные элементы на гидропрессе при температуре воды с изложницы 70-85°С, со стола 70-80°С и давлении 110-220 кгс/см2.

Отработка баллиститного артиллерийского пороха предложенного состава проводилась в лабораторных и опытно-заводских условиях.

Компонентный состав изготовленных образцов в сравнении с прототипом представлен в таблице 1 по первому варианту и в таблице 1 а по второму варианту. Физико-механические, баллистические и эксплуатационные характеристики представлены в таблице 2.

Из приведенных в таблицах 1, 1a, 2 данных видно:

1. Снижение содержания фторопласта ниже 0,2% (обр.1) приводит к снижению механической прочности состава, и в первую очередь, к снижению показателя удельной ударной вязкости.

2. Снижение содержания дифениламина ниже 0,1% (обр.2) в совокупности с централитом приводит к снижению химической стойкости состава (к увеличению газовыделения), а следовательно, и к уменьшению срока его пригодности (гарантированного срока хранения).

3. Повышение содержания дифениламина свыше 0,5% (обр.8) в совокупности с централитом повышает химстойкость состава (снижает газовыделение), однако при этом снижаются баллистические характеристики (снижается сила пороха), так как эти компоненты не являются самостоятельными взрывчатыми веществами и с точки баллистики оцениваются как балласт.

4. Снижение содержания циклотетраметилентетранитрамина уменьшает силу пороха и понижает плотность состава (обр.3).

Кроме того, введение в состав пороха циклотетраметилентетранитрамина повышает плотность пороха за счет высокой собственной плотности ( =1,87÷1,92 г/см3), что улучшает условия заряжения и энергетику выстрела.

Составы по образцам 4, 5, 6, 7 имеют высокие прочностные и баллистические характеристики и обладают достаточно высокой химической стойкостью.

Разработанный состав опробован в лабораторных и опытно-заводских условиях и может быть предложен для отработки новых высокоэффективных артиллерийских и активно-реактивных систем.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Баллиститный артиллерийский порох, зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизаторы — коллоксилин, пироксилин, циклотетраметилентетранитрамин, стабилизатор химической стойкости — централит, антистатическую добавку — технический углерод, пластификаторы — нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль, стабилизатор горения — комплексную свинцово-медную соль фталевой кислоты, технологические добавки — индустриальное масло, стеарат цинка и сульфорицинат Е, отличающийся тем, что порох дополнительно содержит армирующую добавку — фторопласт, а в качестве стабилизатора химической стойкости дополнительно содержит дифениламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пироксилин20,1-21,1
Коллоксилин20,1-21,1
Циклотетраметилентетранитрамин 19,0-21,0
Централит 0,5-0,9
Дифениламин 0,1-0,5
Технический углерод 0,1-0,4
Нитроглицерин 17,0-18,0
Динитратдиэтиленгликоль17,0-18,0
Комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты0,8-1,2
Индустриальное масло 0,3-0,7
Стеарат цинка 0,01-0,06
Сульфорицинат Е 0,01-0,08
Фторопласт 0,2-1,0

2. Баллиститный артиллерийский порох, зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизаторы — коллоксилин, пироксилин, циклотетраметилентетранитрамин, стабилизатор химической стойкости — централит, антистатическую добавку — технический углерод, пластификаторы — нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль, стабилизатор горения — комплексную свинцово-медную соль фталевой кислоты, технологические добавки — индустриальное масло, стеарат цинка и сульфорицинат Е, модификатор горения — двуокись титана, отличающийся тем, что он содержит армирующую добавку — фторопласт, а в качестве сенсибилизатора химической стойкости дополнительно содержит дифениламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пироксилин20,1-21,1
Коллоксилин20,1-21,1
Циклотетраметилентетранитрамин 19,0-21,0
Централит 0,5-0,9
Дифениламин 0,1-0,5
Технический углерод 0,1-0,4
Нитроглицерин 17,0-18,0
Динитратдиэтиленгликоль17,0-18,0
Комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты0,8-1,2
Индустриальное масло 0,3-0,7
Стеарат цинка 0,01-0,06
Сульфорицинат Е 0,01-0,08
Фторопласт 0,2-1,0
Двуокись титана До 2

www.freepatent.ru

Ракеты из артиллерийского пороха — КиберПедия

За городом у нас была военная часть и аэродром. В военном городке часто проходили стрельбы, можно было договориться с солдатами, чтобы дали гильзу. Особенно ценились средние, (калибром мм 20) — мы, мальчишки, находили им много применений. Но как-то раз нам удалось добыть неиспользованные холостые снаряды — Саша Д., у дембилей на значки сменял.[27]

Рубцовск, пл. Ленина, 70-е годы
Так вот, внутри снаряда мы обнаружили порох в виде длинных трубочек, похожих на макаронины. Они хорошо горели, их можно было взрывать, если поджечь в замкнутой полости. Но Саша придумал другую забаву: поджечь «макаронину» с одного конца, с другого подсосать воздух и кинуть вверх. В большинстве случаев после этого она летела, как ракета. «В большинстве», потому что бывало иначе, как в этой истории.

Была у нас «войнушка» с другим двором — захват горы. Они ее «охраняют», а мы с игрушечным оружием захватываем. Подбегаем к их «окопам» и тут Саша решает устроить среди «врагов» переполох. Зажигает сразу 2 «макаронины», тянет воздух из одной, держит, тянет из другой… И тут та, которую он держал, не дождалась своей очереди и хлопнула в руке! Саша испугался, замешкался, и тут хлопнула вторая, которую он «надувал». Это уже серьезнее — брови и чуб исчезли совсем! Зато стричься не надо J.

P.S. Остатки пороха я растворил в ацетоне и сделал дымовые шашки. Но это уже другая история.

Гранатомет из промокашек

Мой дом в 2013 году. В мое время он стоял практически посреди поля
В десять лет из «эффектной» химии я знал только марганцовку, селитру и карбид[28]. Про карбид и марганцовку еще расскажу, сейчас про селитру. Зимой селитра в огромных количествах была на каждой стройке. Самое распространенное развлечение, конечно — ракеты из селитрованных газет. Поэкспериментировав немного, я задумался, как усилить их мощь. С азами химии предстояла познакомиться только через 4 года, о порохе не знал, поэтому действовал методом тыка. В частности, обнаружил, что, если вместо газет взять что-то более впитывающее, получается лучше. Промокашки?

Школа массово переходила с авторучек на шариковые ручки, поэтому промокашки были не нужны. Но тетради по инерции продавались с ними. Пропитав листы, я разглаживал их утюгом и (ноу-хау) долго мял, удаляя лишнюю селитру. Полученное плотно набивал в самые разные прочные и непрочные трубки. Что-то летало, что-то взрывалось, но без особого эффекта. А тут пробегал мимо старший товарищ по дворовым играм. И подарил окись свинца, сказав, что добавка улучшит горение. Итак, я набил почти полный аэрозольный баллончик из-под «Карбофоса» селитрованными промокашками с добавлением окиси свинца. Один конец расплющил, запаял для прочности; в другом сделал дырку для сопла и фитиля. В качестве направляющей взял толстую картонную трубку, остающуюся от рулонов бумаги в типографии — баллончик туда как раз плотно входил. Трубку обмотал несколькими слоями стеклоткани с эпоксидной пропиткой, как мы делали для хоккейных клюшек.



Собрали компанию пацанов, отошли подальше от домов (тогда это было просто: сто метров и ты на окраине), поставили трубку вертикально, засунули «ракету». Я поджег фитиль и убежал подальше (привычка делать длинные фитили и убегать подальше помогла мне дожить до нынешних дней). Дальше случилось странное. Ракета чуть пошипела, трубка наклонилась. «Видимо, засрался фитиль», — подумал я. Но в след. секунду раздался мощный взрыв, похожий на выстрел из гранатомета (это потом я узнал). Из трубы без пламени вылетела болванка и, пролетев метров 100 почти по прямой, ударилась о стену строящегося магазина.

Снаряд застрял в кирпичной стенке сантиметров на пять. Пацаны резко меня зауважали, но просили больше таких опытов не повторять.

Главное случилось через день. Сначала с родителями во дворе побеседовали какие-то уголовные личности[29]. Потом они подошли ко мне и поинтересовались, тот ли я человек, что делает гранатометы на заказ. Им надо пару помощнее. В руках они держали магазинную пачку тетрадей. Мол, правильные пацаны должны ворам помогать. Заплатят зоновскими поделками. Я тогда слова такого «гранатомет» не знал. И очень испугался. По-моему, даже нассал в штаны. Личности тоже удивились моей молодости. И отстали.

Потом, сколько я ни повторял эксперимент, эффект дальней стрельбы не воспроизводился. Уже много позже удалось достичь лучших результатов на основе ПХА. Но с помощью промокашек — это было уникально.



Патрон на медведя

Если кто не знает, черный (дымный) порох в военном деле сдал свои позиции еще в 20-х годах прошлого века, но в охоте и пиротехнике еще используется. В школе у нас был Саша Т., весьма ценный в пиротехнике человек. Все просто: его отец заядлый охотник, ездил на охоту часто, стрелял по всему, что движется, боеприпасов тратил много. Поэтому в квартире у него был целый арсенал патронов, пороха, капсюлей и прочего, за которым при таком объеме трудно уследить. Поэтому у Саши всегда водился черный порох, который мы обычно толкли в пудру, мешали с газовой сажей из художественного магазина и получали великолепное ракетное топливо. Правда, выходило его мало, зато по качеству оно на голову превосходило селитрованную бумагу и «карамельку». Стандартный охотничий патрон, набитый им, летал до минуты, покоряя высоты выше ста метров. Без стабилизатора и полезного груза, конечно. Как раз стабилизатор и сыграл с Сашей злую шутку.

Как-то он запустил эту ракету во дворе школы, та залетела в открытое окно и долго летала по коридорам, сея панику среди учителей, пока физрук не зажал ее в угол, придавив портфелем. Это все предыстория.

Вызвали отца Саши, тот надрал сыну уши и задумался: почему бы самому не сделать хорошую ракету? Надо сказать, был он рисковым человеком, краснобаем и любителем выпить. На каждой пьянке неизменно рассказывал охотничьи байки по стандартной схеме:

— Охотился как-то на птицу. Как дам из двух стволов по стае! Восемь уток наповал!
— Восемь?!

— В натуре больше, просто нескольких собака не нашла.

…

— Пошел как-то раз на зайцев. Нашел норку и давай стрелять! Восемь зайцев собрал!
— Восемь?!

— Да их там дюжина была, просто тушки перекрыли выход.

Ну, вы поняли. J

Решил сам поэкспериментировать и сыну урок дать: любым делом нужно заниматься профессионально. Поэтому к делу подошел основательно — для начала купил в охотничьем магазине две банки (килограмм) пороха. Лучшего, т.е. бездымного, пироксилинового. Никто ему не догадался подсказать, что для ракет такой порох опасен[30]. Добавил в него угля, типа ослабил. Взял обрезок холоднокатаной трубы, нарезал на концах резьбу и завинтил наглухо металлическими крышками. С одного приварил «обтекатель» — металлический конус, с другого просверлил дырку — «сопло». Вставил в него капсюль. Развинтил, засыпал «ракетное топливо», завинтил.

Ракету за гаражами укрепил в тисках, зачем, я не помню. То ли для того, чтобы проверить импульс, то ли чтобы она набрала скорость перед тем, как улететь (то есть зажал несильно). Приспособил сбоку что-то типа затвора (гвоздь в трубке), собрал народ — сына, его друзей, мужиков и запустил адскую машинку. Кувалдой по гвоздю. Надо сказать, что сработала она как надо (а не как задумывалось): грохнуло, половина трубы взрывом оторвало, пробило стенку соседнего гаража (кирпич толщиной) и на большее силы ей, к счастью, не хватило. «Испытатель» чудом остался жив, даже царапин всего ничего.

Зато у него появилась новая байка.

— Завалил я как-то медведя.

— Врешь! Где шкура?

— Какая шкура?! Его на куски его разнесло!

— На куски?!

— Ага! В охотничьем, сами знаете, жаканы[31] не продаются, так я собственный патрон сделал! Гараж навылет пробивает, сами понимаете, что с медведем стало…

Взрывы

Гагарин

Лично не участвовал, со слов «Гагарина».

Забава простая — на ровной земле насыпается холмик. На него кладется кусочек карбида, поливается водой, и плотно закрывается невысокой консервной банкой (дном вверх). В банке сверху заранее пробиты гвоздем несколько дырочек. К ним через некоторое время подносится огонь на палке. Если все сделано как надо, банка высоко подлетает от взрыва, иногда на высоту 5-этажного дома.

Ацетиленовый генератор
Пацаны с соседнего двора нашли на стройке железный бочонок из-под солярки. Строители отрезали низ, оставив примерно треть для замешивания строительного р-ра. Пацаны прикинули — е-мое, это же большая консервная банка! И за дело — по описанной в первом абзаце технологии. Выкопали недалеко (у нас было на Черемушках 15 метров от дома — и уже поле) небольшую яму. Холмик сделали (чтобы уменьшить внутренний объем). На него вывалили весь найденный сворованный карбид (полагаю, несколько кило), сверху — бочку. В ней заранее пробили отверстие зубилом. Притоптали «батискаф», залили внутрь несколько ведер воды и отошли подальше. Подождали минут 10 и начали кидать к отверстию факелы. Никакого эффекта. Потом уже надоело, стали камни кидать, арматуру и прочее. В конце концов, самый смелый пацан залепил отверстие глиной, чтобы газа больше собралось. А потом решил притоптать бочку, т.к. от камней она покосилась, и газ мог выходить наружу. Плясал, правда, на бочке недолго. Как рассказывают, взрыв был негромкий[32], но бочка подлетела метров на пять вместе со стоящим на ней пацаном! На счастье, упал он на мягкую землю и ничего не повредил, не считая мелких царапин. Заикался потом несколько дней! И получил кличку «Гагарин». J

Бытовое употребление тола

Мои родители деревенские белорусы. Колхозникам в советское время платили плохо, а после войны (где-то до конца 50-х) так вообще перестали. Типа пускай живут на подножном корму. В начале 60-х начали выдавать паспорта, и мои предки уехали в Сибирь на заработки. Время от времени они навещали родину, где остались все их родные и меня прихватывали с собой. Деревня под г. Борисовом, название сообщать не буду, не имеет отношения к истории, то же самое могло произойти где угодно.

Годков мне тогда было лет двенадцать, я уже был «подкованным» пиротехником. Выражалось это тем, что постоянно что-то жег, взрывал и вообще был неспокойным ребенком. J Приехал в деревню, сразу начал искать, чтобы натворить. Везде мальчишки к таким идеям относились в высшей степени заинтересовано. Но не тут! Удивленно спрашиваю, в чем дело. Усмехаются, приглашают на рыбалку. Я: нет лески и крючков. А мне: обойдемся. Идем на реку Березина. Самый старший из пацанов достает из сумки небольшой серый кусок, похожий на воск, засовывает в него шнур с медным окончанием, поджигает и кидает в воду. Взрыв такой, что моим «поделкам» не снилось. Так я познакомился с промышленной взрывчаткой. Набрали рыбы, пошли назад. Спрашиваю, откуда тол. «Да фигня, — отвечают, — у нас его полно, еще с войны осталось».

В самом деле, прямо в сарае мне показали несколько ящиков темно-грязной массы. После войны на полях осталось куча брошенных снарядов. Ну и мужики стали из них тол выплавлять — взрыватель вывинтят и прямо на костре выливают. Весьма полезная штука в быту. Рыбу глушили редко, чаще всего печку растапливали. Настругают ножом — лучше любой лучины. А еще р-р в смеси ацетона и водки использовали от грибков. Говорят, даже в качестве уплотнителя использовали, щели замазывали. Расплавят, как воск, и лепят.

Одно меня удивляет до сих пор: это сколько же надо было тола добыть, чтобы хватило на столько лет? (Время истории — 70-е годы).


Железобетонный фугас

Я познакомился с Валерой Ш. в 1981 году, когда он с другом поступал в НГУ. У его товарища (имени не помню, пусть будет Сергей) был примечательный шрам на лбу в виде впадины. Пластину вставлять не стали, понадеялись на то, что молодой организм зарастит края. Но на тот момент дырка явственно ощущалась. Типа «мозги наружу».

От Валеры Ш. узнал о происхождении травмы. У них рядом с городом есть воинская часть. Мальчишки повадились менять у солдат-срочников патроны на выпивку. Особенно было много от пулемета Калашникова, прямо лентами по сто патронов меняли. А еще недалеко шла стройка, бетонировали фундамент. И Валера придумал такую фишку.

Выкопали с пацанами ямку примерно метр на метр, глубиной с ладонь. Поставили туда кусок металлической опалубки (сетку арматур), залили бетон и, пока он не схватился, натыкали патронов пулями вниз, чтобы наружу торчала только шляпка с капсюлем. Через неделю, когда бетон хорошо схватился, разожгли в яме костер. Начался фейерверк: патроны с оглушительным грохотом взрывались, подкидывая вверх горящие угли, арматуру и куски бетона. Костер разбросало, пацанва выждала некоторое время, и Сергей пошел смотреть, что там происходит. Подошел, в яме искореженная арматура, бетонная крошка и остатки углей. Взял палку и поворошил остатки, чтобы убедиться, что целых патронов не осталось. И тут случилось то, что обычно происходит в таких случаях: какой-то патрон (или несколько) взорвались. Кусок арматуры мягко вошел ему в голову.

Зрелище еще то: у Сергея изо лба торчит кусок железа и все лицо залито кровью. Провалялся в областной больнице три месяца. Дураком не стал, слава богу, но отстал по учебе существенно, из-за чего не смог поступить в ВУЗ. Отслужил в армии и женился, забросив опасные забавы. Череп зарос, но шрам остался на всю жизнь. Присылал письма Валере. Очень веселая история…

P.S. Особенно сильно переживал Валера Ш., что у него нет т-ща, кот. мог бы за него запаливать его безумные пироманские изделия. Я, по его мнению, был весьма трусливым парнем. Зато дожил до того дня, когда мог написать эти заметки.

cyberpedia.su

Баллиститный артиллерийский порох (варианты)

Изобретение относится к разработке баллиститного артиллерийского пороха, применяемого в качестве источника энергии артиллерийских метательных снарядов и активно-реактивных снарядов. Предложен баллиститный артиллерийский порох (вариант 1), зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизаторы — коллоксилин, пироксилин, циклотетраметилентетранитрамин, стабилизаторы химической стойкости — централит и дифениламин, антистатическую добавку — технический углерод, пластификаторы — нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль, стабилизатор горения — комплексную свинцово-медную соль фталевой кислоты, технологические добавки — индустриальное масло, стеарат цинка и сульфорицинат Е, армирующую добавку — фторопласт. Предложен баллиститный артиллерийский порох (вариант 2), который наряду с компонентами, входящими в состав пороха по варианту 1, содержит двуокись титана в качестве модификатора горения. Изобретение направлено на создание баллиститного артиллерийского пороха, обладающего высокими баллистическими и прочностными характеристиками и высокой химической стойкостью. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к разработке баллиститного артиллерийского пороха, применяемого в области артиллерийской техники в качестве источника энергии артиллерийских метательных снарядов и в активно-реактивных снарядах.

К артиллерийским порохам, работающим при высоких температурах и давлениях, предъявляются повышенные требования по физико-механическим свойствам, по воздействию на канал ствола при выстреле, по увеличению сроков служебной пригодности (повышение химической стойкости пороховых зерен), по баллистическим характеристикам (способность пороха давать возможно большие начальные скорости снаряда при возможно малых давлениях в канале оружия).

Однородность состава пороха и физическая стабильность его определяется правильностью подбора компонентов и стабильностью технологического процесса изготовления пороховой массы.

Известны пороха, описанные в книге Горста А.Г. «Пороха и взрывчатые вещества», М.: Машиностроение, 1972 г. — 156 с., табл.27, содержащие: пироксилин до 95,0÷96,0%, пластификатор до 1,0-4,0%, стабилизатор (дифениламин) до 1,0%, флегматизатор и графит.

Недостатками таких порохов являются:

1. Низкая механическая прочность пороховых зерен из-за высокого содержания пироксилина при относительно низком содержании пластификатора и, как следствие, недостаточная желатинизация пироксилина.

2. Неоднородность состава при изготовлении пороха при низком содержании растворителя.

3. Недостаточная химическая стойкость состава и низкая служебная пригодность из-за наличия высокой концентрации окислов азота в пироксилине.

Известны баллистические пороха, описанные в книге Будникова М.А., Левковича Н.А., Быстрова И.В., Сиротинского В.Ф., Шестера Б.И. «Взрывчатые вещества и пороха», М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1955 г. — 268 с., табл.43, содержащие коллоксилин, нитроглицерин, нитродигликоль, стабилизаторы — централит, дифениламин, акардит и др., динитропроизводные, вазелин, влага (свыше 100%), графит (свыше 100%), окись магния (свыше 100%).

Недостатком данных порохов является наличие в их составе 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 температура продуктов сгорания, что повышает вероятность разгара ствола;

— высокая зависимость скорости горения от начальной температуры и от давления;

— наличие алюминия и окислов металлов в составе топлива приводит к дымообразованию и создает дульное пламя (пламя у среза ствола орудия) при выстреле, что демаскирует орудие.

Наиболее близким по составу, назначению и технической сущности является баллиститный артиллерийский порох по заявке №2003117327 от 09.06.2003 г. (патент №2253645), содержащий следующие компоненты, мас.%:

пироксилин или 
циклотетраметилентетранитрамин19,0-31,0
централит0,5-2,0
графит или технический углерод0,1-0,7
нитроглицерин17,0-21,0
динитратдиэтиленгликоль17,0-21,0
двуокись титана1,1-1,5
комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты0,8-2,0
индустриальное масло0,3-0,6
стеарат цинка0,03-0,05
коллоксилиностальное

Кроме того, в качестве технологической добавки артиллерийский порох содержит сульфорицинат Е в количестве до 0,05 мас.%.

К недостаткам данного пороха можно отнести:

1. Использование в качестве сенсибилизатора только пироксилина или только циклотетраметилентетранитрамина приводит к незначительному снижению энергетических характеристик, в основном к снижению силы пороха.

2. Использование только централита в качестве стабилизатора химической стойкости недостаточно повышает химическую стойкость и недостаточно увеличивает срок пригодности пороха.

3. Недостаточное повышение механической прочности зерен пороха.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка нового баллиститного артиллерийского пороха, обладающего повышенными баллистическими и прочностными характеристиками и повышенной химической стойкостью.

Задача решается за счет того, что

по первому варианту:

Баллиститный артиллерийский порох, зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизатор — коллоксилин, пироксилин, циклотетраметилентетранитрамин, стабилизатор химической стойкости — централит, антистатическую добавку — технический углерод, пластификаторы — нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль, стабилизатор горения — комплексную свинцово-медную соль фталевой кислоты, технологические добавки — индустриальное масло, стеарат цинка и сульфорицинат Е, дополнительно содержит армирующую добавку — фторопласт, а в качестве стабилизатора химической стойкости дополнительно содержит дифениламин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пироксилин20,1-21,1
Коллоксилин20,1-21,1
Циклотетраметилентетранитрамин19,0-21,0
Централит0,5-0,9
Дифениламин0,1-0,5
Технический углерод0,1-0,4
Нитроглицерин17,0-18,0
Динитратдиэтиленгликоль17,0-18,0
Комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты0,8-1,2
Индустриальное масло0,3-0,7
Стеарат цинка0,01-0,06
Сульфорицинат Е0,01-0,08
Фторопласт0,2-1,0

По второму варианту:

Баллиститный артиллерийский порох, зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизатор — коллоксилин, пироксилин, циклотетраметилентетранитрамин, стабилизатор химической стойкости — централит, антистатическую добавку — технический углерод, пластификаторы — нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль, стабилизатор горения — комплексную свинцово-медную соль фталевой кислоты, технологические добавки — индустриальное масло, стеарат цинка и сульфорицинат Е, модификатор горения — двуокись титана, дополнительно содержит армирующую добавку — фторопласт, а в качестве стабилизатора химической стойкости дополнительно содержит дифениламин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пироксилин20,1-21,1
Коллоксилин20,1-21,1
Циклотетраметилентетранитрамин19,0-21,0
Централит0,5-0,9
Дифениламин0,1-0,5
Технический углерод0,1-0,4
Нитроглицерин17,0-18,0
Динитратдиэтиленгликоль17,0-18,0
Комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты0,8-1,2
Индустриальное масло0,3-0,7
Стеарат цинка0,01-0,06
Сульфорицинат Е0,01-0,08
Фторопласт0,2-1,0
Двуокись титанадо 2

В качестве сенсибилизатора в составе используются пироксилин ОСТ В84-2373-87, коллоксилин ОСТ В84-2440-90 и циклотетраметилентетранитрамин ОСТ В84-2515-2001.

В качестве стабилизатора химической стойкости — централит ГОСТ 2154-74 и дифениламин ГОСТ 194-80.

В качестве антистатической добавки используется технический углерод ГОСТ 7885-86.

В качестве пластификаторов используются нитроглицерин ОСТ 84-2386-88 и динитратдиэтиленгликоль ОСТ 84-2386-88.

В качестве стабилизатора горения — комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты (ФМС) ТУ 6-09-4705-79.

В композиции в качестве технологических добавок используются масло индустриальное ГОСТ 20799-88, стеарат цинка ТУ 6-09-17-316-96, представляющий собой белый или слегка желтоватый аморфный порошок, нерастворимый в воде, мало растворимый в спирте и разбавленных кислотах, и сульфорицинат Е ТУ 2481-004-05744685-01, представляющий собой белый или слегка желтоватый аморфный порошок, нерастворимый в воде, мало растворимый в спирте и разбавленных кислотах.

В качестве армирующей добавки используется фторопласт 4Д ГОСТ 14906-77, который кроме повышения прочностных характеристик топливных элементов (повышение удельной ударной вязкости) снижает показатель в скорости горения, что делает выстрел более мягким.

В качестве модификатора горения в композиции используется двуокись титана ГОСТ 9808-84.

Технологический процесс изготовления баллиститного артиллерийского пороха состоит из смешения компонентов для получения пороховой массы, отжима воды из пороховой массы, пластификации и прессования.

Вначале производится подготовка компонентов:

— эмульсии смеси пластификаторов;

— эмульсии индустриального масла с твердыми добавками;

— стеарат цинка.

Затем производят их загрузку в смеситель.

Смешение компонентов («варку» пороховой массы) производят в смесителе периодическим или полунепрерывным способами.

В смеситель загружается определенное количество воды и производится подогрев ее до температуры 15-35°С, затем через определенное время при перемешивании вводятся навески пироксилина и коллоксилина в соотношении 1:1, после чего в смеситель последовательно загружаются: (по первому варианту) расплав стеарата цинка, эмульсии индустриального масла с твердыми добавками, фторопласт 4Д, циклотетраметилентетранитрамин, эмульсия смеси пластификаторов. По второму варианту дополнительно загружают двуокись титана. Происходит перемешивание при температуре 15-35°С в течение 360 мин. Разгрузку смесителя производят через центрифугу в 3-5 приемов.

Отжим воды из пороховой массы проводят до влажности 6-12% при температуре воды в отжимном прессе 30-60°С, далее осуществляют пластификацию массы на вальцах непрерывного действия при температуре исходящей воды с рабочего валка 90-100°С, с холостого валка — 80-90°С с формированием таблеток, далее таблетки сушат в сушильном барабане до влажности не более 1% при температуре нагнетаемого воздуха 90-100°С в течение 45 мин, затем производят гомогенизацию таблеток в шнек-прессе с последующим прессованием их в блоки при температуре воды в шнек-прессе 80-95°С, после чего из блоков прессуют топливные элементы на гидропрессе при температуре воды с изложницы 70-85°С, со стола 70-80°С и давлении 110-220 кгс/см2.

Отработка баллиститного артиллерийского пороха предложенного состава проводилась в лабораторных и опытно-заводских условиях.

Компонентный состав изготовленных образцов в сравнении с прототипом представлен в таблице 1 по первому варианту и в таблице 1 а по второму варианту. Физико-механические, баллистические и эксплуатационные характеристики представлены в таблице 2.

Из приведенных в таблицах 1, 1a, 2 данных видно:

1. Снижение содержания фторопласта ниже 0,2% (обр.1) приводит к снижению механической прочности состава, и в первую очередь, к снижению показателя удельной ударной вязкости.

2. Снижение содержания дифениламина ниже 0,1% (обр.2) в совокупности с централитом приводит к снижению химической стойкости состава (к увеличению газовыделения), а следовательно, и к уменьшению срока его пригодности (гарантированного срока хранения).

3. Повышение содержания дифениламина свыше 0,5% (обр.8) в совокупности с централитом повышает химстойкость состава (снижает газовыделение), однако при этом снижаются баллистические характеристики (снижается сила пороха), так как эти компоненты не являются самостоятельными взрывчатыми веществами и с точки баллистики оцениваются как балласт.

4. Снижение содержания циклотетраметилентетранитрамина уменьшает силу пороха и понижает плотность состава (обр.3).

Кроме того, введение в состав пороха циклотетраметилентетранитрамина повышает плотность пороха за счет высокой собственной плотности (ρ=1,87÷1,92 г/см3), что улучшает условия заряжения и энергетику выстрела.

Составы по образцам 4, 5, 6, 7 имеют высокие прочностные и баллистические характеристики и обладают достаточно высокой химической стойкостью.

Разработанный состав опробован в лабораторных и опытно-заводских условиях и может быть предложен для отработки новых высокоэффективных артиллерийских и активно-реактивных систем.

1. Баллиститный артиллерийский порох, зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизаторы — коллоксилин, пироксилин, циклотетраметилентетранитрамин, стабилизатор химической стойкости — централит, антистатическую добавку — технический углерод, пластификаторы — нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль, стабилизатор горения — комплексную свинцово-медную соль фталевой кислоты, технологические добавки — индустриальное масло, стеарат цинка и сульфорицинат Е, отличающийся тем, что порох дополнительно содержит армирующую добавку — фторопласт, а в качестве стабилизатора химической стойкости дополнительно содержит дифениламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пироксилин20,1-21,1
Коллоксилин20,1-21,1
Циклотетраметилентетранитрамин19,0-21,0
Централит0,5-0,9
Дифениламин0,1-0,5
Технический углерод0,1-0,4
Нитроглицерин17,0-18,0
Динитратдиэтиленгликоль17,0-18,0
Комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты0,8-1,2
Индустриальное масло0,3-0,7
Стеарат цинка0,01-0,06
Сульфорицинат Е0,01-0,08
Фторопласт0,2-1,0

2. Баллиститный артиллерийский порох, зерна которого имеют пористую структуру, включающий сенсибилизаторы — коллоксилин, пироксилин, циклотетраметилентетранитрамин, стабилизатор химической стойкости — централит, антистатическую добавку — технический углерод, пластификаторы — нитроглицерин и динитратдиэтиленгликоль, стабилизатор горения — комплексную свинцово-медную соль фталевой кислоты, технологические добавки — индустриальное масло, стеарат цинка и сульфорицинат Е, модификатор горения — двуокись титана, отличающийся тем, что он содержит армирующую добавку — фторопласт, а в качестве сенсибилизатора химической стойкости дополнительно содержит дифениламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пироксилин20,1-21,1
Коллоксилин20,1-21,1
Циклотетраметилентетранитрамин19,0-21,0
Централит0,5-0,9
Дифениламин0,1-0,5
Технический углерод0,1-0,4
Нитроглицерин17,0-18,0
Динитратдиэтиленгликоль17,0-18,0
Комплексная свинцово-медная соль фталевой кислоты0,8-1,2
Индустриальное масло0,3-0,7
Стеарат цинка0,01-0,06
Сульфорицинат Е0,01-0,08
Фторопласт0,2-1,0
Двуокись титанаДо 2

findpatent.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *