ТРАССИРУЮЩАЯ ПУЛЯ Российский патент 1997 года по МПК F42B30/02 F42B12/38 

Изобретение относится к области боеприпасов (трассирующим пулям патронов стрелкового оружия, преимущественно предназначенным для стрельбы на короткие и средние дистанции, в частном случае к конструкциям трассирующих пуль пистолетных патронов).

Известны трассирующие пули патронов стрелкового оружия, включающие оболочку и трассер (шашку трассирующего состава в стаканчике или без такового) [1] В шашке трассера этих пуль отсутствует газодинамическое отверстие, предназначенное для облегчения воспламенения трассирующего состава, поэтому они в современных патронах стрелкового оружия не применяются.

Из уровня техники известны также пули патронов стрелкового оружия (выбранные в качестве прототипа), включающие оболочку и трассер, в шашке которого имеется газодинамическое отверстие в форме усеченного конуса [2] Конусность отверстия в таких конструкциях предназначена для облегчения съема шашки трассера с инструмента после ее штамповки. Все известные трассирующие пули, в шашке трассирующего состава которых выполнено газодинамическое отверстие, имеют отношение глубины этого отверстия к диаметру шашки в пределах от 0,11 до 0,33;
Указанный параметр предопределяет характер горения трассера: горение распространяется вдоль шашки, поверхность горения образует вогнутую форму [3] Форма практически сохраняется во времени, а следовательно, интенсивность излучения постоянна с момента выхода процесса на режим и до конца фазы горения (начала затухания остатков шашки трассера). В связи с этим наблюдаемость трассы пули с удалением от стрелка снижается пропорционально этому удалению и в дневных условиях, в особенности в солнечную погоду, вести корректировку огня и целеуказание невозможно.

Второй существенный недостаток известных технических решений отказы в трассировании, в особенности при отрицательных температурах. Они объясняются следующим. Для обеспечения зажжения состава в процессе выстрела газодинамическое отверстие делают сложной формой (в отверстии предусматривают ребра, выступы и тому подобное), что приводит к резким перепадам плотности шашки трассирующего состава после ее прессования. Известно, что шашки разрушаются в местах этих перепадов как в процессе производства и транспортирования, так и во время выстрела.

Следующая проблема, существующая в практике проектирования и производства патронов стрелкового оружия, создание трассирующих пуль для короткоствольного оружия, применяемого на коротких дистанциях, определяемая сложностью обеспечения надежного трассирования близ ствола при малом времени выстрела, относительно низких давлениях и невысоких температурах функционирования порохового заряда.

Кроме того, существует неудовлетворенная в настоящее время потребность в создании боеприпасов, способных произвести психологическое воздействие и деморализовать человека (людей) в направлении которых применяется оружие. В частности правонарушитель, находясь в стрессовом или другом состоянии, нарушающем нормальное восприятие действительности (обстановки), двигающийся в автомобиле и тому подобное, не может до непосредственного воздействия ощутить (осознать), что против него применяется оружие.

Целью является
повышение эффективности стрельбы в условиях высокой освещенности за счет улучшения наблюдаемости трасс пуль;
повышение надежности воспламенения и горения трассера при отрицательных температурах, сокращение дальности начала трассирования, что особенно важно для стрельбы на короткие дистанции, в частности характерные для стрельбы из пистолетов-пулеметов;
разработка трассирующих пуль, обеспечивающих возможность стрельбы из короткоствольного оружия;
создание для вооружения подразделений охраны правопорядка средства для психологического воздействия на нарушителей.

Указанная цель достигается высокой прогрессивностью горения трассера. (При наблюдении со стороны стрелка видимость трассы с удалением пули не уменьшается и обеспечивается даже при стрельбе в яркую солнечную погоду в различных направлениях. Кроме того, траса пули, в отличие от известных технических решений, наблюдается и со стороны цели, при этом имеет место интенсивное зрительное увеличение форса пламени как от приближения пули, так и от увеличения интенсивности горения трассера. Таким образом достигается психологический эффект).

Высокая прогрессивность горения трассера в пуле, в свою очередь, обеспечивается оптимизацией конструкции шашки трассера. Трассирующая пукля включает оболочку и шашку трассера с коническим отверстием в нижней ее части. Новым в конструкции трассирующей пули является то, что глубина отверстия составляет не менее 0,4 высоты шашки трассера. В частном случае исполнения оптимизируются другие относительные параметры отверстия, а именно отношение диаметров отверстия к диаметру шашки трассирующего состава составляет:
У основания отверстия от 0,4 до 0,7 (практически весь этот диапазон известен из уровня техники); у вершины отверстия не более 0,3.

Причинно-следственная связь между заявленными признаками и достигаемым техническим результатом объясняется следующим образом. При относительно глубоком газодинамическом отверстии, что собственно отличает заявленное от прототипа, горение шашки осуществляется не вдоль, а в основном, в радиальном направлении, при этом поверхность горения постоянно увеличивается. Кроме того, заявленные параметры отверстия технологически предопределяют существенный градиент плотности шашки трассирующего состава в радиальном направлении (уменьшение плотности от центра к периферии), в связи с чем скорость горения шашки постоянно увеличивается и приобретает максимальное значение в конечной фазе горения.

Таким образом, эффект от увеличения площади и скорости горения суммируется, приводя к существенному увеличению силы света и яркости излучения от начала к концу горения.

Градиент плоскости имеет место в заявленном техническом решении и в осевом направлении (плотность плавно уменьшается к основанию шашки). Низкая плотность основания обеспечивает быстрое и надежное воспламенение шашки, а плавность градиента сохранение ее целостности при любых динамических нагрузках.

На фигуре 1 представлены: 1 оболочка пули; 2 шашка трассирующего состава; h₁ глубина отверстия; h₂ высота шашки; d₁ - диаметр у вершины отверстия; d₂ диаметр у основания отверстия; d₃ диаметр шашки.

Фигура 2 поясняет характер горения шашки трассирующего состава, здесь 2 частота линий в левой части рисунка показывает плотность трассирующего состава в шашке в радиальном и осевом направлении, линии в правой части слои состава, сгорающие за равные промежутки времени.

Трассирующая пуля состоит из оболочки 1, внутри которой размещена шашка трассирующего состава 2. В основании шашки 2 имеется отверстие глубиной - h₁ и диаметрами: у вершины отверстия d₁; у основания отверстия d₂.

Диаметр шашки d₃ и высота шашки h₂.

При изготовлении трассирующей пули трассер изготавливается (может изготавливаться) одним из трех способов:
прессование пиротехнической смеси в оболочку пули;
прессование пиротехнической смеси в форму, перемещение изготовленной таким образом шашки в оболочку пули:
прессование пиротехнической смеси в специальный стаканчик и вставки шашки с этим стаканчиком в оболочку.

Во всех трех способах происходит практически двухкратное изменение объема пиротехнического состава от исходного (порошкообразного) до конечного (прессованного) состояния. При этом пуансон, формирующий газодинамическое отверстие в шашке (и соответствующий форме этого отверстия), влияет на процесс движения частиц состава при прессовании, чем обеспечивает его радиальный и осевой градиент плотности в конечном (прессованном) состоянии. Характер изменения плотности шашки трассирующего состава показан на фигуре 2 в левой ее части (слева от осевой): вертикальные линии обозначают градиент плотности в радиальном направлении; горизонтальные в осевом.

В процессе выстрела продукты горения порохового заряда воспламеняют нижнюю (менее плотную) часть шашки трассирующего состава. Так как плотность нижней части невелика надежное зажжение происходит за короткое время при относительно низких давлении и температуре (что имеет место в короткоствольном оружии, например в пистолетах-пулеметах). Процесс горения распространяется по поверхности стенок отверстия. Температура и давление в вершине отверстия выше, чем у его основания (откуда происходит истечение продуктов горения), поэтому процесс горения несмотря на более высокую плотность материала в этой зоне происходит более интенсивно, в связи с чем поверхность горения стремиться приобрести форму цилиндра. По причине уменьшения плотности состава при удалении от оси пули скорость горения состава возрастает. Характер этого процесса изображен на фиг. 2 в правой ее части (справа от осевой): линии условно разделяют слои состава, сгорающие за равные промежутки времени.

Расчетно-экспериментальным путем выявлено, что при использовании рецептур трассирующих составов, применяемых в настоящее время в производстве патронов стрелкового оружия, прогрессивность горения шашки, обеспечивается при глубине газодинамического отверстия не менее 0,4 ее высоты, а максимальное ускорение процесса при необходимых временных параметрах и стабильности когда отношение диаметров отверстия к диаметру шашки трассирующего состава составляет у основания отверстия от 0,4 до 0,7; у вершины отверстия не более 0,3.

В частности, сила света трассирующей пули 9-мм пистолетного патрона с признаками известных технических решений в лучшем их сочетании составляет 280-300 кд. Испытанный в тех же условиях наихудший вариант трассирующей пули 9-мм пистолетного патрона с глубиной газодинамического отверстия 0,4 высоты шашки трассирующего состава обеспечил силу света до 500 кд, а оптимизированный по остальным заявленным параметрам отверстия до 750 кд. При этом начало трассирования пули с известными ранее признаками имело место с дальности свыше 25 м от стрелковой позиции, а заявленной до 20 м, отказов в трассировании при температуре минус 20^oC 15% и 0 соответственно. Максимальный коэффициент прогрессивности горения (отношение скорости горения состава после выхода процесса на режим к скорости горения к концу процесса) в случае прототипа 0,85-0,98, в заявленном до 1,1-2,3 (в зависимости от параметров газодинамического отверстия). Отмечается, что технологичность и безопасность производственного процесса (изготовления пули с заявленными признаками) не уступает существующему.

Источники информации
1. Справочник по патронам, ручным и специальным гранатам иностранных армий, Воениздат, Москва, 1946, стр. 11, фиг. 8.

2. 7,62-мм пистолетный патрон с трассирующей пулей, индекс 57-Т-133, чертеж N 3-020902.

3. А. А. Шидловский, Основы пиротехники, Москва, Машиностроение, 1973, стр. 181-194.

Использование: стрельба на коротки и средние дистанции, в частном случае в конструкциях трассирующих пуль пистолетных патронов. Сущность изобретения: трассирующая пуля включает оболочку и шашку трассирующего состава, в которой имеется коническое отверстие, обращенное своим большим основанием к хвостовой части пули. Глубина отверстия составляет не менее 0,4 высоты шашки трассера. В частном случае исполнения отношение диаметров отверстия к диаметру шашки трассирующего состава составляет: у основания отверстия - от 0,4 до 0,7; у вершины отверстия - не более 0,3. Изобретение позволяет повысить надежность трассирования, получить прогрессивное горение трассера для увеличения силы света с удалением пули от стрелка, что обеспечивает видимость трассы в условиях высокой фоновой освещенности и психологический эффект. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Трассирующая пуля патрона стрелкового оружия, включающая оболочку и шашку трассирующего состава, в которой имеется коническое отверстие, обращенное своим большим основанием к хвостовой части (основанию) пули, отличающаяся тем, что глубина отверстия составляет не менее 0,4 высоты шашки трассера. 2. Пуля по п.1, отличающаяся тем, что отношение диаметров отверстия к диаметру шашки трассирующего состава составляет: у основания от 0,4 до 0,7, у вершины отверстия не более 0,3.