Охота без границ. Питерский Охотник. Сайт для всех любителей охоты и рыбалки

Вход

Верхнее меню

Теги

Нитроцеллюлозные пороха. Законы горения.

Компания ОнНет комьюникейшнс предоставляет услуги на основании лицензий, выданных Министерством информационных технологий и связи РФ: Лицензия  42215 Телематические услуги связи; Лицензия  43502 Услуги местной телефонной связи, за исключением услуг местной телефонной связи с использованием таксофонов и средств коллективного доступа. Услуги Интернет позволяют клиенту получить быстрый обмен электронными сообщениями, доступ к различным страницам или серверам сети, получить дополнительные услуги, такие как создание собственных WEB-страниц, WWW и FTP-серверов, и регулярно получать новости.Подключив услугу выделенного доступа в сеть Интернет, Вы получаете высокую скорость доступа в сеть, свободный телефон и возможность получения неограниченного количества информации, доступной в Интернете.Подключив услугу местной телефонной связи, Вы получаете доступ к высококачественной связи, обеспечивающей быстрое и свободное соединение с любыми абонентами.Наша компания предлагает Вам семизначный номер городской телефонной сети Санкт-Петербурга, быстрое подкючение к сети и оперативную техническую поддержку.Услуги виртуальных сервисов мы стараемся предоставлять на основе свободного программного обеспечения. Над улучшением функциональности СПО постоянно работает большое количество разработчиков по всему миру.Одним из плюсов такого подхода является то, что при необходимости клиент может установить аналогичный пакет локально в своем офисе и пользоваться обширным функцоналом без необходимости переучиваться.

 

Михаил Багдашкин

 

Пороха являются метательными взрывчатыми веществами. Основной вид взрывчатого превращения – горение, не переходящее в  детонацию. Пороха легко воспламеняются и горят параллельными слоями, что позволяет в широких приделах регулировать образование пороховых газов и управлять явлением выстрела.

Нитроцеллюлозные пороха –  официально принятое во внутренней баллистике название, они же бездымные, они же коллоидные. Пороха это пластифицированные нитраты целлюлозы разного происхождения от хлопковой ваты, первичной целлюлозы из древесины, измельченного пергамента и вискозной нити до резаной макулатуры. Это основная причина различного качества пороха от разных производителей. Нитраты целлюлозы получают обработкой целлюлозы азотной кислотой и характеризуются средним содержанием азота. Нитраты целлюлозы со средним содержание азота выше 12% называются пироксилинами, именно они являются основой  порохов для стрелкового оружия.

Появились технологии переработки армейских порохов на охотничьи пороха.

Пироксилины очень хрупкие, и из них нельзя получить одинаковые по форме и размеру, относительно стойкие к механически воздействиям зерна. Поэтому из них в начале получают пластичные и термопластичные массы путем добавления растворителей (пластификаторов). По типу растворителя делятся на одноосновные (Single base powders) и двухосновные (Double base powders).

Одноосновные пороха это пороха на летучих растворителях, эфирноспиртовых смесях.

Излишки, которых после формирования зерна, удаляются сушкой.

Двухосновные пороха это пороха на труднолетучих и не летучих расточителях, это либо нитраты многоатомных спиртов (нитроглицерин, ниродигликоль и др.), либо ароматические соединения ( ди- и тринитротолуол и др.).

Есть еще пороха эмульсионного приготовления, на эмульсии смешанных растворителей в воде.

Во время работы над этой статьей появилась перепроверенная на баллистическом комплексе информация. Патроны, снаряженные одноосновным порохом G3000/32A в прошлом году и хранившиеся в помещении при влажности порядка 30% показали максимальное давление более чем на 200 бар выше по сравнению со свежими (786-862 против 596-628 бар). Что уже не допустимо для ружей с патронниками 70 и 65 мм т.к. это выше среднего максимального эксплуатационного давления. О получении качественной дробовой осыпи при таком максимально давлении и речи быть не может.

 По мнению специалистов это объясняется требованиями ТУ по хранению патронов и порохов именно одноосновных. Влажность в помещении хранения должна быть не ниже 62%, нижняя граница мне не известна и требует уточнения. Рекомендуют перед использованием выдержать такие патроны 2 недели в помещении с влажностью порядка 60%.

Патроны, снаряженные двухосновным порохом M92S, никакой разницы при отстреле не показали. Свойства этих порохов меньше зависят от условий хранения.

http://forum.guns.ru/forummessage/11/1070113-58.html

 

Свойства порохов.

 

Плотность (удельный вес)  для стрелкового оружия находится в пределах 1,3 -1,64 г/см3,  в расчетах практически не применяется и производителями не сообщается.

 

Форма и размеры зерна. Это главный показатель определяющий скорость горения и газообразования. Определяющим размером является наименьшая толщина горящего слоя.

Зерна прямоугольной формы горят быстрей, чем сферические.

 

Прогрессивность – свойство пороха увеличивать скорость горения и газообразования с увеличением заснарядного пространства. В порохах для стрелкового оружия прогрессивность регулируется размерами зерна, глубиной пропитки и составом флегматизаторов. В артиллерийских порохах - за счет конструкции зерна, наличия трех и более каналов, покрытия поверхности негорючими веществами - зерно горит со средины и поверхность горения постоянно увеличивается.

 

Горение сопровождается значительным выделением газообразных продуктов и тепла.

При нормальном режиме горения в продуктах горения содержится в основном углекислый газ, угарный газ, водород, азот и пары воды.

Если в продуктах горения появляются окислы азота в большом количестве, то это признак аномального горения. При этом мощность пороха уменьшается в два раза.

Порох переходит в такой режим горения при давлении ниже 40-50 бар по одним источникам и 150 бар по другим. При этом порох может даже прекратить горение в стволе. Это могут часто наблюдать владельцы полуавтоматических ружей при чистке ударно спускового механизма. Полагаю, что величина 150 бар относится к порохам для стрелкового оружия. Этим объясняется требование поддержания максимального давления на максимально допустимом уровне и рекомендации использовать пороха с номинальными для них весами снарядов. Так считается, что 35 граммовый порох Сокол следует применять со снарядами не легче 28 г, далее срыв в аномальный режим горения и потеря постоянства боя.

 

 Энергетические характеристики порохов.

 

Объем газообразный продуктов горения 1 кг пороха. Зависит от природы, состава пороха и условий горения. Для  ниторопорохов, предназначенных для стрелкового оружия, объем продуктов горения приведенный к нормальным условиям (0 градусов Цельсия, 760 мм рт. ст. при парообразной воде) составляет 910-920 л/кг. Для дымного пороха эта величина в 3 раза  меньше.

 

 Тепловой эффект, или количество тепла выделяемого при сгорании 1 кг пороха.

Для порохов, предназначенных для стрелкового оружия, - 8000-9000 ккал/кг.

Температура горения 2800-2900 градусов Кельвина.

 

Сила пороха. Это работа, которую могли бы совершить газообразные продукты горения 1 кг пороха расширившись про атмосферным давление (760 мм рт.ст.) при нагревании их от ноля до температуры горения в градусах Кельвина. Для порохов, предназначенных для стрелкового оружия 1 000 000 Дж.

Коволюм. Это величина, характерная для определенного типа пороха, пропорциональная объему газовых молекул, и оказывающая влияния на величину давления. При относительно низких давлениях, как в гладкоствольном ружье, им можно пренебречь.

 

Скорость горения пороха при Р=1 бар. Зависит от химического состава пороха.

Эта скорость горения зависит от содержания летучих веществ.

Сила пороха при сгорании в постоянном объеме влияет на величину давления и скорость его нарастания, скорости горения при Р=1 бар – только на скорости нарастания давления.

Они являются баллистическими характеристиками пороха.

 

Кроме баллистических характеристик на величину и характер нарастания давления влияет плотность заряжания, которая является характеристикой условий заряжания. Плотность заряжания представляет собой отношение веса заряда к объему, в котором горит порох.

 

Гравиметрическая плотность. Она характеризует степень компактности заряда при данной плотности пороха, она больше у пороха, зерна которого имеют скругленные края и меньше у пороха с прямоугольными краями и выступающими ребрами. Наибольшую гравиметрическую плотность имеет порох с шаровой и прутковой формой зерна.

Гравиметрическая плотность (объемный, насыпной вес) принято измерять в г/дм3 (г/л), в порохах для гладкоствольного оружия находится в пределах 450-650. В линейке порохов одного производителя, чем больше гравиметрическая плотность, тем меньше скорость горения и выше прогрессивность.

В патроне для гладкоствольного ружья, при плотных способах снаряжения и поджатием пороха гравиметрическая плотность остается неизменной и не зависит о величины первичного сжатия и поджатия усилием завальцовки, что на конечные параметры выстрела  не влияет.

Таким образом, имеются три баллистические характеристики:

Сила пороха.

Скорость горения при Р= 1 бар

Размеры и форма зерна.

И характеристику условий заряжания – плотность заряжания.

 

Основные фазы процесса горения. Скорость горения.

 

В процессе горения различают три фазы: зажжение, воспламенение и горение.

Зажжение – процесс начала горения под действием внешнего импульса, взрыва КВ. После того как порох загорится хотя бы в одной точке, реакция горения идет сама собой за счет выделенного при этом тепла. Началу горения предшествует нагрев и появление горючих газов. При зажжении порох должен нагреваться быстро, так как при медленном нагревании горючие газы разлагаются, и порох быстро теряет свои баллистические свойства.

  Для этого создаваемое капсюлем давление в каморе должно быть не ниже некоторого предела, который зависит от состава ВВ капсюля, природы пороха, плотности заряжания, калибра ружья. Капсюля для воспламенения спортивных и охотничьих нитропорохов делятся на три класса: мощные, средние и слабые. Универсальными считаются мощные капсюли. Вопрос применения различных по мощности капсюлей в зависимости от типа пороха, калибра и условий заряжания требует отдельного рассмотрения.

Если мощность воспламеняющего импульса не достаточна, и давление его мало, то воспламенение может не произойти, или получится затяжной выстрел. Этим обосновываются рекомендации подсыпки дымного пороха при снаряжении с нитропорохом и маломощным капсюлем ЦБО, который предназначен для дымного пороха.

Бездымный порох загорается при температуре 200 градусов Цельсия, дымный при 300.

После зажжения одновременно идут два процесса - воспламенение и собственно горение.

 

Воспламенение – процесс распространения горения по поверхности пороховых зерен. Скорость воспламенения главным образом зависит от давления, состояния поверхности зерна пороха (гладкая, шероховатая, пористая), от его природы, формы, от состава газов и продуктов горения КВ.

 

Горение пороха – процесс распространения реакции горения вглубь порохового зерна перпендикулярно к поверхности пороха. Скорость горения также зависит от давления окружающих порох газов, его природы и температуры горения.

 

На открытом воздухе скорость воспламенения бездымных порохов в 2-3 раза выше, чем скорость горения.

Дымный порох воспламеняется в сотни раз быстрее, чем бездымный 1-3 м/с и 10 мм/с, соответственно.

 

Анализируя формулу Закона горения, с  достаточной точностью можно принять, что скорость горения порохов для стрелкового оружия прямо пропорционально давлению.

 

Понятие о теории горения пороха.

С тридцатых годов прошлого столетия во внутренней баллистике принята теория горения Беляева – Зельдовича. Считается, что сначала происходит разложение твердого пороха и образование газов, которые вступают в горение при сильном повышении температуры в газовой фазе. На поверхности пороха температура относительно не высока и соответствует первичному разложению клетчатки.

Относительно поверхности зерна пороха с каждой из  двух его сторон  есть три зоны. В зоне непосредственно на поверхности зерна происходит реакция разложения и газообразования. Толщина этой зоны зависит от толщины зерна, чем оно толще, тем меньше эта зона, и меньше скорость горения. Над ним газообразный слой и только в последнем третьем слое происходит реакция горения. Между твердой поверхностью зерна и горящим слоем всегда есть не горящий газовый слой.

 Т.к. все зерна заряда воспламенились одновременно, то время горения всего заряда будет определяться времени горения самого толстого зерна, в идеале все зерна должны быть одинаковые и горение закончится одновременно.

18/10/2014 от Хуанито

Михаил, приятно было увидеть Ваш ГРАМОТНЫЙ рассказ об одной из важнейших частей охотничьего патрона.

С уважением...

18/10/2014 от Хуанито

Михаил, приятно было увидеть Ваш ГРАМОТНЫЙ рассказ об одной из важнейших частей охотничьего патрона.

С уважением...

09/06/2014 от Лимонов

Очен подробно и доходчиво. Благодарю за статью пригодилась!