Энциклопедия оружия (стрелковое огнестрельное оружие, боеприпасы, приспособления и снаряжение)
Навигация
Авторизация
нет данных
     
Забыл пароль | Регистрация
Закладки
Бесплатно
Последние материалы

Гори, гори ясно

Пороха

Обязательным и в то же время наименее известным компонентом патрона является порох. Порох - источник энергии, обеспечивающий метание пули или снаряда, поэтому пороховой заряд, размещённый в гильзе, специалисты называют метательным зарядом. Для того, чтобы в дальнейшем легче было понять необходимость применения тех или иных марок порохов в различных патронах стрелкового оружия, рассмотрим, что собой представляет процесс выстрела, а также основные виды порохов.

Выстрел из огнестрельного оружия - чрезвычайно быстропротекающий, сложный и в то же время управляемый процесс. Во время выстрела происходит превращение химической энергии пороха в тепловую (собственно горение пороха) и превращение тепловой энергии пороха в кинетическую энергию движения пули и подвижных частей оружия (процесс расширения продуктов горения, при этом один килограмм пороха при горении образует до 1000 литров пороховых газов).

На рисунке представлены кривые изменения давления пороховых газов и скорости пули по длине канала ствола оружия при выстреле. Из кривых видно, что изменение давления пороховых газов в стволе имеет экстремальный характер (имеет максимум), а скорость пули постоянно нарастает.

Процесс выстрела условно можно разделить на четыре периода.

Первый период - от начала горения порохового заряда до начала движения пули. В этот период после накалывания капсюля воспламеняется капсюльный состав, который, в свою очередь, воспламеняет метательный заряд. По мере горения пороха давление пороховых газов в стволе возрастает и пуля, преодолев силу инерции и усилие врезания в нарезы, начинает движение по каналу ствола. Давление пороховых газов, при котором пуля начинает движение, называется давлением форсирования (Рф).

Второй период - от начала движения пули до момента окончания горения пороха. Пока скорость пули невелика, а массовая скорость горения пороха высокая, объём пороховых газов, образующихся в процессе горения метательного заряда, увеличивается значительно быстрее, чем объём запульного пространства, поэтому давление пороховых газов быстро возрастает, достигая максимального значения. Вместе с тем выгорание пороховых элементов приводит к уменьшению их поверхности горения и соответственно к снижению массовой скорости горения. С увеличением скорости пули объём образующихся пороховых газов возрастает медленнее, чем объём запульного пространства и давление пороховых газов начинает снижаться.

Третий период - процесс адиабатического расширения образовавшихся пороховых газов, в результате чего скорость пули продолжит нарастать.

Четвёртый период - период последействия пороховых газов на пулю. В это время пуля на некотором удалении от дульного среза ствола приобретает максимальную скорость.

Кривые зависимости давления пороховых газов (1) и скорости снаряда (2) от пути

Кривые зависимости давления пороховых газов (1)
и скорости снаряда (2) от пути

Начальная скорость полёта пули и максимальное давление пороховых газов являются наиболее важными баллистическими характеристиками выстрела, определяющими его эффективность и безопасность. Указанные параметры выстрела зависят от многих факторов, например, от массы метательного заряда, массы пули, рецептуры и геометрических размеров пороховых элементов, начальной температуры заряда и т.д.

Энергетическую основу всех современных порохов, применяемых для снаряжения патронов к стрелковому оружию, составляют нитраты целлюлозы (НЦ), представляющие собой продукт нитрации древесной или хлопковой целлюлозы азотной кислотой. В зависимости от глубины нитрации НЦ подразделяются на пироксилины или коллоксилины. В порохах для стрелкового оружия используют, как правило, более высокоэнергетический компонент -пироксилин.

НЦ представляют собой волокнистую массу с чрезвычайно высокой скоростью горения, управлять которой практически невозможно. Поэтому в процессе производства порохов пироксилин пластифицируют растворителями и затем формируют пороховые элементы определённой формы и геометрических размеров. В случае использования инертных растворителей их затем удаляют сушкой, поэтому обязательным компонентом пороха является остаточный растворитель: этиловые спирт и эфир для порохов цилиндрической и пластинчатой формы; этилацетат - для порохов сферической формы. Содержание пироксилина в порохе составляет 90-98 %, а остаточного растворителя - до 0,6 %.

Внешний вид 
порохов серии «Сунар» (М 4:1)

Внешний вид порохов серии «Сунар» (М 4:1)

В процессе длительного хранения порохов нитраты целлюлозы разлагаются, что может привести даже к самовоспламенению пороха, поэтому для обеспечения химической стойкости и баллистической стабильности в состав пороха вводят стабилизатор химической стойкости - дифениламин в количестве 0,5-1,5 %. Этот компонент позволяет хранить порох в герметичной упаковке до 50 лет.

Неизбежным компонентом любого пороха является влага, содержание которой в зависимости от марки пороха составляет 0,5-1,5 %. Для устранения электризации, слипания зёрен, улучшения сыпучести, необходимой для обеспечения точного дозирования пороха в гильзы, поверхность пороха обрабатывается графитом (0,2-0,9 %).

И, наконец, для замедления скорости горения в поверхностные слои некоторых марок порохов, в основном используемых в нарезном оружии, вводятся вещества, называемые флегматизаторами горения: камфара, дибутилфталат и др.

Пороха описанной рецептуры называются пироксилиновыми или одноосновными. Другой разновидностью порохов являются двухосновные пороха, в состав которых для увеличения энергетики вводится до 30 % нитроглицерина - высокоэнергетической добавки, которая одновременно является пластификатором НЦ. Для обеспечения химической стойкости двухосновные пороха дополнительно содержат централит (0,5 %).

Введение нитроглицерина повышает температуру горения пороха и, соответственно, температуру образующихся пороховых газов, что увеличивает степень их расширения и приводит к увеличению скорости полёта пули.

Несмотря на всё многообразие порохов для стрелкового оружия, а только в России их изготавливается более 60 марок, мы указали практически все компоненты, используемые для изготовления порохов как у нас, так и за рубежом.

Порох «Сунар СВ». Справа разрез порохового зерна пороха «Сунар СВ»

Порох «Сунар СВ». Справа разрез порохового зерна пороха «Сунар СВ»

В России и за рубежом выпускаются пороха самых разнообразных форм: цилиндр, цилиндр с каналом, диск, пластинка, сфера. Следует заметить, что ни одна из форм пороховых элементов в составе патронов стрелкового оружия не обладает преимуществом, поэтому в разных странах различия в формах порохов связаны в основном со сложившимися традициями в технологии их изготовления. Следует отметить, что пороха в виде цилиндра с каналом и сферы, обладают большей вместимостью и поэтому используются для снаряжения винтовочных патронов, где для достижения высоких скоростей полёта пуль очень важно разместить максимальную массу заряда в минимальном объёме. В России пороха, изготовленные в виде цилиндра, цилиндра с каналом и пластинки, являются одноосновными, а пороха сферической формы могут быть как одно-, так и двухосновными.

Порох «Сунар СВ». Хорошо видна пористая структура пороха и канал. Толщина горящего свода равна половине толщины стенки

Порох «Сунар СВ». Хорошо видна пористая структура
пороха и канал. Толщина горящего свода
равна половине толщины стенки

Важной характеристикой порохов являются геометрические размеры пороховых элементов. Особенно это относится к толщине горящего свода, которая определяет время горения порохового заряда, а также скорость нарастания давления пороховых газов. Под толщиной горящего свода понимают половину толщины пластинки, диска, сферы или стенки порохового элемента и в литературе обычно обозначают ер. Чем меньше толщина горящего свода, тем быстрее сгорает порох в канале ствола. Аналогичное действие оказывает и плотность пороха: чем меньше плотность пороха, т. е. чем больше в пороховом элементе микропустот, которые увеличивают поверхность горения пороха, тем выше скорость его горения. Варьируя этими параметрами (толщиной горящего свода и пористостью), независимо от рецептуры и формы пороха можно обеспечить требуемую скорость горения. Как в России, так и за рубежом существует множество порохов с одинаковой рецептурой, но с различными значениями плотности или толщины горящего свода. Поэтому определить марку пороха по внешнему виду весьма затруднительно даже специалисту.

Если рассматривать пороха для патронов к гладкоствольному оружию, то в мире их насчитывается более 200 марок. Прежде всего, это связано с разнообразием патронов, существующих для этого вида оружия. Так, например, в России выпускаются следующие типы патронов 12-го калибра:

  • спортивные, для стендовой стрельбы с 24 г (олимпийские упражнения);
  • патроны для "стортинга" с 28 г дроби;
  • охотничьи с навесками дроби 30-33 г, с 34-36 г и с 40-42 г;
  • охотничьи "магнум" с длиной гильзы 76 и 89 мм и массой дроби 47-60 г;
  • охотничьи пулевые;
  • нелетального действия (с резиновыми картечью и пулей);
  • испытательные, для проверки ружей на прочность.

Кроме того, за рубежом выпускаются патроны со слезоточивым газом, а также специальные пулевые и дробовые патроны, предназначенные для оснащения спецподразделений войск и полиции.

Характеристики порохов отечественного производства:

Характеристики порохов отечественного производства

В таблице представлены некоторые характеристики наиболее распространённых порохов для патронов к гладкоствольному оружию. Значения средних скоростей полёта дробового снаряда приведены на расстоянии 10 м от дульного среза ствола. При проведении приёмосдаточных испытаний с целью сравнительной оценки порохов спортивные патроны снаряжаются дробью № 7 или № 7,5, а охотничьи -дробью № 6. Если дробь будет крупнее, то скорость дробового снаряда, из-за меньших потерь, затраченных на преодоление сопротивления воздуха, будет выше. В литературе могут приводиться значения начальных скоростей, замеренные на дульном срезе или на расстоянии 0,5 м от дульного среза, которые, например, для дроби № 6 и 7 на 60-80 м/с больше, чем на расстоянии 10 м.

Выстрел из гладкоствольного оружия характеризуется низким, по сравнению с нарезным оружием, уровнем давления пороховых газов в патроннике. Поэтому в боеприпасах к гладкоствольному оружию необходимо использовать порох с высокой скоростью горения. Это обеспечит полное сгорание метательного заряда в канале.

Пороха для патронов к гладкоствольному оружию условно можно разделить по скорости горения на группы: быстрогорящие, со средней Н скоростью горения и медленногорящие. Каждая группа порохов предназначена для использования в определённом типе патронов. Так, например, быстрогорящие пороха "Сунар СВС" и "Сунар СВ" применяются для снаряжения спортивных патронов для стендовой стрельбы и спортинга, в которых используются лёгкие дробовые снаряды массами 24 и 28 г. Высокая скорость горения порохов "Сунар СВ" и "Сунар СВС" достигается за счёт создания высокопористой структуры порохового зерна, а порох "Сунар СВС" содержит ещё и 20 % нитроглицерина, что также увеличивает скорость горения пороха.

Чем выше масса дробового снаряда, тем медленнее должен гореть порох, применяемый в этих патронах. Также и при переходе от 12-го калибра к 16, 20 и далее к калибру .410 скорость горения пороха, которым снаряжаются соответствующие патроны, должна снижаться.

Порох Hi Scor 
700-х (США). При большом увеличении хорошо видна структура порохового 
зерна

Порох Hi Scor 700-х (США). При большом увеличении
хорошо видна структура порохового зерна

Охотничьи пороха "Сунар", "Су-нар СФ", "Сунар Н", предназначенные для снаряжения патронов 12-го калибра с массами дробового снаряда 32-36 г, относятся к порохам со средней скоростью горения. Пороха "Сунар", "Сунар СФ" имеют классическую рецептуру, которая включает нитроцеллюлозу (энергетическая основа пороха), дифениламин (стабилизатор химической стойкости), графит, остаточные растворитель и воду. Требуемые характеристики пороха обеспечиваются оптимальным сочетанием геометрических размеров и пористости пороховых зёрен.

Пороха "Сунар" и "Сунар СФ" по комплексу характеристик (масса заряда, скорость дроби, давление пороховых газов в канале ствола) находятся на уровне зарубежных аналогов. По сравнению с популярным среди охотников порохом "Сокол" в патронах, снаряжённых порохами "Сунар" и "Сунар СФ", используется меньшая масса метательного заряда. При этом требуемая скорость полёта дроби обеспечивается более полным сгоранием порохового заряда в канале ствола, что связано с большей скоростью горения порохов "Сунар" и "Сунар СФ". Однако для реализации своих преимуществ подобные пороха требуют качественной и плотной сборки патрона, в противном случае выстрел получается "слабый".

Порох Hi Scor 700-х. Диск непористый. Требуемая скорость горения 
достигается за счёт минимальной толщины горящего свода 0,08 мм

Порох Hi Scor 700-х. Диск непористый. Требуемая
скорость горения достигается за счёт
минимальной толщины горящего
свода 0,08 мм

Самыми плотными из охотничьих порохов являются пороха "Сунар Н" или аналогичный ему "Супербарс" - двухосновные пороха с содержанием нитроглицерина 20 %. Их использование наиболее оправдано там, где нужно разместить заряд в малом объёме.

Кроме включённых в таблицу порохов "Сунар", "Сунар Сф" и "Сунар Н", также получил распространение порох "Салют", который по своим параметрам близок к пороху "Сунар".

Пороха "Сунар-Магнум" и "Сунар 410" появились на российском рынке сравнительно недавно. Порох "Сунар-Магнум" используется в патронах 12,16 и 20-го калибров с увеличенными массами дробового снаряда, а порох "Су нар 410" для снаряжения патронов .410-го калибра. Как мы уже говорили, при переходе к высоким массам дробового снаряда или к меньшим калибрам необходимо использовать медленногорящие пороха. Замедление скорости горения порохов достигается введением в порох инертных веществ - флегматизаторов. Флегматизатор замедляет скорость горения поверхностных слоев порохового зерна и тем самым позволяет регулировать газоприход пороховых газов в начальный момент выстрела. В качестве флегматизатора в порохах "Сунар-Магнум" и "Сунар 410" используется камфара.

Порохом "Сунар-Магнум" снаряжаются патроны, которые за рубежом называют "мини-магнум" или "средний магнум", занимающие промежуточное положение между обычными охотничьими патронами и патронами "магнум". Использование пороха "Сунар-Магнум" в патроне 12-го калибра с длиной гильзы 70 мм позволяет увеличить массу дроби до 40-42 г при сохранении уровня давления пороховых газов характерного для обычных охотничьих ружей. Естественно, отдача при выстреле такими патронами несколько выше и стрельба ими - удел любителей "тяжёлого" выстрела. По-нашему мнению, порохом "Сунар-Магнум" наиболее целесообразно снаряжать патроны 16 и 20-го калибров с массой дроби, увеличенной приблизительно на 10 %. Это позволит увеличить эффективность выстрела. Кроме того, порох "Сунар-Магнум" используется для снаряжения пулевых патронов 12, 16 и 20-го калибров, скорость пули которых, по сравнению с патронами, снаряжёнными порохами "Сунар" и "Сокол", увеличена на 10-15 %.

Порох "Сунар 410" - самый медленногорящий среди охотничьих порохов для патронов к гладкоствольному оружию. По скорости горения он приближается к порохам для винтовочных патронов, но тем не менее его использование в них недопустимо.

Несмотря на небольшую толщину пластинки, порох "Сокол" имеет скорость горения ниже, чем пороха "Сунар" и "Сунар СФ", что связано с его низкой пористостью. Поэтому в охотничьих патронах 12-го калибра порох "Сокол" из-за неполного сгорания обеспечивает требуемые характеристики при большой массе заряда - более 2 г, что приводит к высокому уровню отдачи и звука при выстреле. А вот в патронах 16 и 20-го калибров, где уровень давления пороховых газов выше, он горит с большей скоростью и сгорает гораздо полнее. С этой точки зрения использование пороха "Сокол" предпочтительнее в патронах именно 16 и 20-го калибров.

Французский порох, производства фирмы SNPI. Справа пористая пластина пороха при 50-кратном увеличении

Французский порох, производства фирмы SNPI. Справа пористая пластина
пороха при 50-кратном увеличении

Если сравнивать отечественные пороха с иностранными, то их рецептуры практически одинаковы. Разница заключается в том, что за рубежом большее распространение получили пороха в форме пластинок и дисков, а в России в виде цилиндра с каналом и сферы, но, как показывают исследования, на качестве порохов это не сказывается. Недостатком отечественных порохов является широкий диапазон рецептурных и баллистических характеристик, заложенных в одной марке пороха. Например, для патронов 12-го калибра порох "Сунар" выпускается со средней массой метательного заряда 1,9 г. Однако отдельные партии порохов могут иметь массу заряда как 1,7 г, так и 2,0 г. С порохом, имеющим небольшую массу метательного заряда, весьма проблематично собрать качественные патроны 16 и 20-го калибра, а при стрельбе патронами 12-го калибра из самозарядных ружей в отдельных случаях из-за малого количества пороховых газов наблюдаются сбои в работе автоматики. В то же время стрельба такими патронами характеризуется меньшим уровнем звукового давления, отдачей и пламенностью. Порох с массой заряда - 2 г является более универсальным.

В настоящее время проводится работа по оптимизации номенклатуры порохов. В результате количество марок порохов должно увеличиться, но при этом потребитель будет иметь более точное представление о применимости приобретённого пороха.

В следующей статье мы расскажем о порохах, используемых для снаряжения патронов к нарезному оружию.

Андрей Арутюнян, Вадим Чистюхин
Калашников 05-2001

Добавил: Mercenary | Просмотров: 102 | Рейтинг: 0.0/0 | Оценка: 
Поделиться ссылкой
Комментарии
Внимание
Добавлять комментарии могут
только зарегистрированные пользователи!


РЕГИСТРАЦИЯ | ВХОД


огнестрельное оружие, боеприпасы, приспособления и снаряжение

XIX - XXI вв
Сайт является частным собранием материалов по теме «стрелковое оружие и боеприпасы» и представляет
собой любительский информационно-образовательный ресурс. Вся информация получена из открытых источников.
Администрация не претендует на авторство использованных материалов. Все права принадлежат их правообладателям.
Администрация не несет ответственности за использование информации, фактов или мнений, размещенных на сайте.