ОХОТНИЧИЙ ПАТРОН СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ Российский патент 1997 года по МПК F42B5/02 

Известны патроны с деформирующимися пулями, состоящими из оболочки и свинцового сердечника, причем головная часть (вершинка) свинцового сердечника выступает за обрез оболочки. Такие пули имеют высокую жесткость, в связи с чем деформируются только при высоких скоростях встречи с преградой и применяются ограниченно (в основном в составе мощных патронов для стрельбы из длинноствольного оружия).

Известны также патроны с деформирующимися пулями, в головной части которых имеется полость, предназначенная для создания давления среды биологических тканей изнутри пули для радиальной деформации последней. Естественно, что процесс деформации, а следовательно, действие по цели, зависит от формы головной части таких пуль. Из уровня (в практике разработки пуль патронов стрелкового оружия) известны следующие сочетания форм поверхностей головной части и полости (внутренней стенки) пули соответственно: оживало и конус; оживало и цилиндр; оживало и вогнутая поверхность стенки полости; конус и цилиндр;
Недостаток таких пуль невысокое убойное действие, являющееся следствием неоптимальных параметров устройства, а, следовательно, процесса деформации пули в биологических тканях.

Из уровня техники патрон стрелкового оружия, наиболее оптимизированный по совокупности рассматриваемых свойств, который выбран в качестве прототипа.

Он содержит гильзу с капсюлем-воспламенителем и метательным зарядом, безоболочечную экспансивную пулю, в оживальной головной части которой выполнена полость в виде глухого осевого отверстия, имеющего на входе диаметр (0,30 ^oC 0,45)D и сужающегося к основанию до величины, составляющей (0,09 ^oC 0,18)D, глубиной (1,0 ^oC 1,5)D, где D калибр пули. Верхняя часть полости может быть цилиндрической, что в случае использования составных пуансонов при штамповке пули повышает ее технологичность.

Пуля прототипа имеет самое большое (из известных технических решений) отношение D1/D, где D1 максимальный диаметр деформированной пули, однако ее убойное действие не максимизировано, т.к. геометрические параметры полости не учитывают геометрических параметров вершинки пули и стенок полости.

Задача, на решение которой направлено изобретение повышение эффективности стрельбы на охоте за счет повышения убойного действия пули.

Указанная цель достигается оптимизацией совокупной формы головной части пули и полости, обеспечивающей ранее и надежное раскрытие (деформацию) пули в цели.

Предлагаемое техническое решение содержит гильзу с капсюлем и метательным зарядом, безоболочечную экспансивную пулю, в головной части которой выполнена полость в виде глухого осевого отверстия, сужающегося к основанию до величины, составляющей (0,09 ^oC 0,18)d.

Новым в патроне то, что диаметр входного отверстия полости пули составляет (0,45 ^oC 0,67)d, где d максимальный диаметр пули. В частных случаях исполнения для максимизации эффекта:
образующая полость представляет собой кривую, выгнутую внутрь полости, причем кривизна образующей убывает при удалении от входного отверстия полости;
углы наклона касательных к образующей полости изменяются от 23 35^o на удалении 0,35d от вершинки пули до 2 5^o у основания полости;
пуля на расстоянии более 0,35d от вершинки имеет сочетание криволинейной образующей поверхности стенок полости, выгнутой внутрь полости, с образующей поверхности головной части в виде прямой или кривой линии радиусом более 5d;
выходное отверстие в верхней своей части имеет форму цилиндра, причем оптимальная глубина цилиндрической части составляет до 0,35d, а толщина стенок (0,03 0,18)d.

Как известно, основным компонентом биологических тканей (по количеству) является жидкость (вода), в связи с чем максимальное поражающее действие производит пуля, способная вызвать наиболее динамичное возмущение жидконаполненной среды проникания (явление ударной волны, основными поражающими факторами которой являются: обширность фронта; давление во фронте; время нарастания давления во фронте до максимального.)
Естественно, что динамичность этого процесса зависит, кроме прочего, от следующих взаимосвязанных параметров: максимального диаметра пули; формы пули.

Максимальный диаметр пули увеличивается при преобразовании ее формы в среде проникания, что является временным процессом, в течение которого происходит снижение кинематической энергии, затрачиваемой лишь на образование протяженного раневого канала. Кроме того, часть кинетической энергии пули бесполезно тратится на ее деформацию.

Таким образом, убойное действие пули максимизируется, если:
уменьшается время процесса ее деформации до максимально возможного диаметра;
увеличивается максимальный диаметр деформированной пули;
уменьшается количество механической энергии, необходимой для деформации пули.

Причинно-следственная связь между вышеуказанными существенными признаками и достигаемым результатом объясняется следующим образом.

Толщина стенок полости у входа (0,03 0,18)d определяет, во-первых, кавитацию при движении пули в жидконаполненной среде, т.е. создание разряжения близ поверхностей элементов пули, во-вторых, в совокупности с другими геометрическими параметрами полости, геометрические параметры стенок. От того и другого в существенной степени зависит процесс деформации пули. Т.к. в процессе разворачивания (деформации) пули вследствие увеличения ее диаметра толщина стенок в верхней части полости уменьшается, целесообразно в исходном состоянии толщину стенки менее 0,03d. Толщина стенки более 0,8d увеличивает уровень необходимой (для деформации) механической энергии, что при скорости пули, близкой к нижнему заявленному пределу приводит к потере эффективности.

Диаметр входного отверстия полости (0,45 0,67)d, являясь доминирующим параметром, в совокупности с глубиной (1,0 1,5)d и диаметром у основания (0,09 0,18)d; определяет:
вектора сил, действующих на стенки полости;
опосредованно-геометрические параметры стенок полости, а, следовательно, работу, потребную на их деформацию, и прочность деформированной пули при ее движении в биологических тканях.

При деформации пули происходит перераспределение (перетекание) металла по ее объему (утонение в верхней части деформируемых стенок и утолщение снаружи у основания). Эти изменения определяют:
величину механической работы, потребной для приведения пули от исходного в конечное состояние;
прочность и жесткость деформированной пули, а, следовательно, способность сохранять форму, имеющую максимально возможный диаметр.

Конструкция патрона представляет на чертеже, где; 1 гильза, 2 - капсюль-воспламенитель, 3 пороховой заряд, 4 пуля, 5 полость, d - максимальный диаметр пули.

Патрон состоит из гильзы 1 с капсюлем-воспламенителем 2, порохового заряда 3 и пули 4, пуля 4 имеет глухое осевое отверстие в виде полость 5, ссужающейся к основанию. В верхней части полость 5 может иметь форму цилиндра высотой до 0,03d, рекомендуемая толщина стенок полости 5 в вершинке пули 4 - (0,03 0,18)d, диаметр входного отверстия (0,45 0,67)d, диаметр отверстия у основания (0,09 0,18)d и глубина полости (1,0 1,5)d, где d - максимальный диаметр пули 4.

С начала контакта пули 4 с целью ее вершинка начинает перемещать среду (цели). Направление перемещения зависит от геометрической формы вершинки (толщины стенок полости 5 и диаметра ее входного отверстия). Частицы жидконаполненной среды получают большое осевое и радиальное ускорение, в связи с чем происходит отрыв потоков от поверхности пули 4, т.е. образуется каверна. Т.к. в полости 5 имеет место встречное движение потоков, явление квитации здесь значительно меньше и поэтому давление среды из полости 5 выше, чем давление на головную часть пули 4. При значительном увеличении толщины стенок полости 5 или уменьшении диаметра входного отверстия полости 5 осевое движение среды (под воздействием пули 4) становится столь существенным, что значительное разряжение имеет место и внутри полости 5. Разряжение в полости 5 снижает скорость и вероятность разворачивания пули 4. Давление в полости 5, а, следовательно характер процесса деформации пули 4, параметры ее конечного состояния зависят от геометрических параметров стенок и собственно полости 5.

Использование: патроны с деформирующимися пулями. Сущность изобретения: патрон содержит гильзу с капсюлем и метательным зарядом и безоболочечную экспансивную пулю с глухой осевой полостью в головной части. Диаметр входного отверстия полости составляет (0,45 - 0,67) максимального диаметра пули. Образующая полости может представлять собой кривую, выгнутую внутрь полости, причем кривизна образующей убывает при удалении от входного отверстия полости. Углы наклона касательных к образующей полости изменяются от 23-35^o (на расстоянии 0,35 максимального диаметра пули от ее вершинки) до 2-5^o (у основания полости). Пуля на расстоянии более 0,35 максимального диаметра пули от ее вершинки имеет сочетание криволинейной образующей поверхности стенок полости, выгнутой внутрь полости, с образующей поверхности головной части в виде прямой или кривой линии радиусом более 5 максимальных диаметров пули. Патрон обеспечивает высокое убойное действие. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Патрон стрелкового оружия, содержащий гильзу с капсюлем и метательным зарядом, безоболочечную экспансивную пулю, в головной части которой выполнена полость в виде глухого осевого отверстия, сужающегося к основанию до величины, составляющей (0,09 0,18)d, отличающийся тем, что диаметр входного отверстия полости составляет (0,45 0,67)d, где d максимальный диаметр пули. 2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что образующая полости представляет собой кривую, выгнутую внутрь полости, причем кривизна образующей убывает при удалении от входного отверстия полости. 3. Патрон по п.2, отличающийся тем, что углы наклона касательных к образующей полости изменяются от 23 до 35^o на удалении 0,35d от вершинки пули до 2 5^o у основания полости. 4. Патрон по п.2, отличающийся тем, что пуля на расстоянии более 0,35d от вершинки имеет сочетание криволинейной образующей поверхности стенок полости, выгнутой внутрь полости, с образующей поверхности головной части в виде прямой или кривой линии радиусом более 5d. 5. Патрон по пп.1 4, отличающийся тем, что входное отверстие в верхней своей части имеет форму цилиндра. 6. Патрон по п.5, отличающийся тем, что глубина цилиндрической части отверстия составляет до 0,35d. 7. Патрон по п.5 или 6, отличающийся тем, что толщина стенок полости у цилиндрической части отверстия составляет (0,03 0,18)d.