1.1.5 Основные характеристики капсюлей-воспламенителей

В устройстве капсюля патрона можно выделить три основные характеристики, влияющие на качество выстрела:

• Энергия безотказного срабатывания, необходимая для стрельбы из ружья без осечек. На этот параметр влияют: чувствительность УВС к удару, инерционный выход бойка, высота запрессовки воспламенительного состава, толщина и материал дна колпачка, способ крепления в оболочке малого капсюля, конфигурация наковальни и т. д. Качественный капсюль при энергии удара 0,25 Дж должен срабатывать на 100% и не реагировать на удар до 0,03 Дж. К сведению, минимальная энергия ударно-спускового механизма новых отечественных гладкоствольных ружей не должна быть меньше 0,35Дж.

• Инициирующий тепловой импульс от капсюля к пороховому заряду.

Этот параметр определяет способность капсюля при различных температурах зажечь пороховой заряд из пороха, обладающего широкой гаммой свойств ("острые", "тупые", сфера, пластина, с тонким и толстым сводом, канальные). Результирующая характеристика теплового импульса капсюля при взаимодействии с пороховым зарядом – это время задержки воспламенения пороха, оцениваемое как время от момента воздействия бойка на капсюль до нарастания давления в патроннике на уровень 50 кг/см². Время задержки зажигания, которое связывает в единый узел термодинамику продуктов горения УВС капсюля и теплофизические параметры пороха, оказывает решающее влияние на все баллистические характеристики патрона. Это: дульное давление, скорость заряда, полное время выстрела, фронт нарастания давления и максимальное давление. У качественного патрона время задержки в пределах 300— 400 мкс.

• Оржавляющее действие продуктов сгорания на канал ствола ружья. За этим понятием кроется рецептура ударного воспламенительного состава. А вместе с ней чувствительность и теплотворная способность капсюля. На практике в основном используются два инициирующих взрывчатых вещества: гремучая ртуть (Гр) и тринитрорезорцинат свинца (ТНРС). Но в эти вещества для зажигания порохового заряда добавляются другие вещества: окислители, сенсибилизаторы, добавки, уменьшающие или увеличивающие газовую фазу в тепловом потоке от капсюля к пороху. В смеси чаще добавляют нитрат бария, бертолетову соль и антимоний.

Особенности устройств капсюлей патрона приходится учитывать при их выборе.

1.2 Чувствительность взрывчатых веществ

Под чувствительностью взрывчатых веществ (ВВ) понимается их способность к взрывчатому превращению под влиянием внешних воздействий. Чувствительность характеризуется минимальным количеством энергии, необходимой для вызова взрывчатого превращения. Чувствительность ВВ, применяемых на практике, должна быть ограничена пределами, обусловленными двумя противоречивыми требованиями: безопасностью ВВ в служебном обращении и возможно меньшими затратами энергии для возбуждения взрывчатого превращения [3].

В практике это противоречие решается путем создания двух типов ВВ – инициирующих и бризантных − и использования их в комплексе.

Сложность изучения чувствительности ВВ заключается в их избирательной способности к различным импульсам:

• механическому (удару, наколу, трению, прострелу пулей и др.);

• тепловому (нагреву, лучу пламени и др.);

• электрическому (искре);

• детонационному (детонации рядом расположенного ВВ) и т.д.

Например, высокая чувствительность данного ВВ к удару не означает, что ВВ будет также чувствительным к нагреванию и, наоборот.

Поэтому необходимо изучать чувствительность ВВ к каждому виду начального импульса отдельно. В настоящее время отработаны и утверждены стандарты на определенные методы оценки чувствительности ВВ к различным начальным импульсам.

Критерием чувствительности ВВ к нагреванию является температура вспышки.

Испытания проводятся в строго определенных стандартом условиях. Нагревание производится источником тепла без пламени.

Наиболее чувствительными ВВ к нагреванию являются:

• гремучая ртуть (температура вспышки Т_всп=175–180 °С);

• пироксилин (Т_всп =195 °С);

• тетрил (Т_всп=195–200 °С).

Наименее чувствительными являются:

• азид свинца (Т_всп =330–340 °С);

• тротил (Т_всп=290–205 °С);

• дымный порох (Т_всп=290–310 °С) [4, 5].

Чувствительность ВВ к удару оценивается наименьшей высотой падения груза определенной массы, при которой наблюдается взрывчатое превращение.

Испытание бризантных ВВ производится на вертикальных копрах. Чувствительность к удару бризантных ВВ оценивается процентом взрывов при сбрасывании на ВВ груза массой 10 кг с высоты 25 см.

Испытание инициирующих ВВ проводится на рычажных копрах. Чувствительность к удару инициирующих ВВ оценивается нижним и верхним пределами чувствительности (НП и ВП соответственно).

Нижний предел чувствительности – это наибольшая высота падения груза, при которой не получается ни одного взрыва из определенного числа опытов, верхний предел чувствительности – это наименьшая высота падений груза, при которой получается 100 % взрывов. Нижний предел является мерой безопасности при служебном обращении с взрывчатым веществом. Верхний предел – мерой чувствительности к инициированию.

Чувствительность ВВ к наколу оценивается наименьшей высотой падения груза определенной массы на иглу, установленную на ВВ, при которой наблюдается взрывчатое превращение. Испытания проводятся, как правило, для инициирующих веществ с определением верхнего и нижнего пределов чувствительности.

Чувствительность ВВ к детонации характеризуется минимальным зарядом инициирующего ВВ, обеспечивающего незатухающую детонацию заданного ВВ. Этот заряд называется предельным зарядом инициирующего ВВ.

Определение чувствительности ВВ к сотрясению связано со специфическими условиями, в которых находится ВВ во время выстрела и при встрече снаряда с преградой. При выстреле во время движения снаряда по каналу ствола орудия возникают большие перегрузки, в результате во взрывчатом веществе создаются напряжения, которые могут вызвать воспламенение или детонацию, если ВВ достаточно чувствительно.

Аналогичная картина происходит при встрече снаряда с преградой. Преждевременная детонация ВВ и в этом случае нежелательна, так как это существенно понижает эффективность поражающего действия снаряда. Например, бронебойный снаряд должен взорваться обязательно после пробития преграды, иначе его действие будет сведено к нулю. Практикой эксплуатации ВВ установлены допускаемые и критические напряжения во взрывчатом веществе при сотрясении. Напряжения выше критических вызывают в ВВ взрывчатые превращения. Оценка стойкости ВВ к сотрясению производится аналитическим (расчетным) путем и экспериментально.

Экспериментальное определение стойкости ВВ к сотрясению производится стрельбой из соответствующего орудия специальным снарядом, в котором размещаются навеска испытуемого ВВ и инерционное тело. При выстреле инерционное тело давит на ВВ и таким образом имитирует давление наседающей массы ВВ. После выстрела снаряд находят, разбирают и осматривают. По результатам осмотра судят о стойкости ВВ.

Следует отметить, что чувствительность ВВ можно изменить за счет изменения физической структуры и плотности заряда ВВ, формы и размеров кристаллов, температуры, введения некоторых примесей и добавок.

Имеющиеся в настоящее время сведения не позволяют пока установить единую пригодную для всех ВВ количественную характеристику влияния структуры вещества и плотности на чувствительность. Однако можно заметить, что увеличение плотности и переход от пористой структуры к сплошной, снижает чувствительность ВВ. С повышением температуры ВВ чувствительность его, как правило, повышается.

Примеси в виде частиц с высокой температурой плавления и твердостью больше твердости ВВ (песок, стекло, металлические порошки) повышают чувствительность к механическим воздействиям. Наоборот, действуют легкоплавкие, мягкие, эластичные добавки. Вещества, которые в сравнительно небольших количествах понижают чувствительность ВВ, называются флегматизаторами, а повышающие чувствительность – сенсибилизаторами.