ПАТРОН СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ Российский патент 1997 года по МПК F42B5/16 F42B8/00 

Изобретение относится к области боеприпасов, преимущественно к патронам с метаемым(и) элементом(ами) ударно -болевого действия, предназначенным для применения органами охраны правопорядка. Кроме того, может быть использовано для учебной или тренировочной стрельбы из гладкоствольного, в частности охотничьего оружия.

Известны патроны стрелкового оружия, содержащие гильзу со средством инициирования, метаемое снаряжение (пули, дробь или картечь), и пороховой заряд [1]
Указательный патрон обладает недостаточной температурной стабильностью баллистических параметров
Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является повышение эффективности стрельбы метаемыми элементами ударно-болевого действия, уменьшение опасности смертельного поражения правонарушителей, против которых они применяются, за счет повышения стабильности баллистических параметров патронов.

Указанная цель достигается введением в патрон для стрелкового оружия, содержащий гильзу со средством инициирования и метаемое снаряжение, смесевого порохового заряда, состоящего из пороха на основе пироксилина и дымного ружейного пороха. Предпочтительным для достижения цели является соблюдение соотношения массы метаемого снаряжения к площади его поперечного сечения и массе порохового заряда от 0,032 до 0,145 мм^-2. Положительный эффект увеличивается, если конечный импульс давления пороховых газов, образующихся при функционировании заряда, находится в пределах от 15 до 55 кг • с/дм². В других частных исполнениях, предполагающих максимизацию позитивных параметров, патрон может иметь заряд, состоящий из мас.

пороха на основе пироксилина от 44,4 до 84,0;
дымного ружейного пороха от 55,6 до 16,0,
содержать нитроглицерин (рекомендуемая массовая доза 12 до 22%), а также иметь гравиметрическую плотность пороха на основе пироксилина от 0,7 до 1,1 г/см³ при диаметре (толщине горящего свода) зерен от 0,18 до 0,40 мм.

Причинно-следственная связь между заявленными признаками и достигаемым результатом объясняется следующим.

Процесс горения порохового заряда условно делится на несколько периодов:
зажжение (от средства инициирования);
воспламенение заряда (распространение горения на всю поверхность пороховых зерен);
собственно горение.

Дымный порох, имея низкую "силу пороха", тем не менее зажигается и воспламеняется в несколько сот раз быстрее бездымного, в связи с чем третий период его горения существенно опережает по фазе аналогичный период бездымного пороха. Этот фактор влияет на функционирование основного компонента заряда (пироксилинового пороха), увеличивая скорость горения последнего, при чем скорость тем выше, чем выше давление газов, образовавшихся от горения дымного пороха. При снижении температуры окружающей среды зажжение и воспламенение бездымного пороха более отстает от дымного и, как следствие, приводит к тому, что рабочая фаза основного компонента заряда наступает в условиях более высокого давления газов, выделенных дымным порохом, а это, влияя на скорость горения (увеличивая ее), становится стабилизирующим фактором. В фазе горения мелкие твердые раскаленные частицы дымного пороха, контактируя с поверхностью пироксилиновых зерен, действуют намного эффективнее, чем удары газовых молекул, увеличивая прогрессивность процесса.

Параметры выстрела зависят не только от свойств пороха, но и от условий заряжания, в значительной степени от отношения удельной нагрузки метаемого снаряжения (отношение массы метаемого снаряжения к площади его поперечного сечения) к массе метательного заряда. При снижении или увеличении этого показателя соответственно снижается либо увеличивается давление форсирования (выхода метаемого снаряжения из гильзы). Согласно расчетно-экспериментальным данным его оптимальный диапазон для смесевого порохового заряда с заявленными признаками находится в пределах от 3,2 до 14,5 мм^-2.

Характер и степень воздействия порохов различной природы на совокупный процесс горения существенно отличаются, в связи с чем реально имеет место оптимальное соотношение масс этих порохов в составе смесевого заряда. Уменьшение или увеличение доли бездымного пороха менее 44,4 или более 84% приводит к определенной дестабилизации баллистических параметров. Кроме того, увеличение массы дымного пороха снижает коэффициент полезного действия порохового заряда, существенно загрязняет канал ствола и других деталей оружия.

Введение нитроглицерина в бездымный порох повышает энергетику заряда и, влияя на пространственную и временную однородность зерен, является дополнительным стабилизирующим фактором для баллистических параметров патрона. Максимальный эффект от присутствия нитроглицерина в пироксилиновом порохе достигается при его содержании от 12 до 22% по массе. Конечный импульс, толщина горящего свода и гравиметрическая плотность бездымного пороха, в свою очередь, определяют как процесс его горения, так и функциональные связи с процессом горения дымного пороха. Рекомендуемые для достижения максимального эффекта параметры:
конечный импульс давления пороховых газов, образующихся при функционировании заряда от 15 до 55 кг • с/дм²;
гравиметрическая плотность пороха на основе пироксилина от 0,7 до 1,1 г/см³ при диаметре (толщине горящего свода) зерен от 0,18 до 0,40 мм.

Заявленные параметры порохов и соответственно заряда подобраны таким образом, что изменение длины ствола от 400 до 800 мм (применительно к короткоствольному и длинноствольному оружию с гладким каналом, имеющемуся в современном обороте) не приводит к существенному изменению начальной скорости метаемого снаряжения.

Эксперименты показывают, что каждый частный заявленный признак увеличивает положительный эффект, а в совокупности с другими их действие взаимоусиливается.

Патрон представлен на фиг. 1, где 1 гильза; 2 средство инициирования; 3 метаемое снаряжение; 4 пороховой заряд.

Патрон состоит из гильзы 1 со средством инициирования 2, метаемого снаряжения 3 и смесевого порохового заряда 4.

При срабатывании средства инициирования 2 форс пламени, устремляясь в полость гильзы 1, поджигает пороховые зерна заряда 4. Дымный порох вступает в процесс горения интенсивнее, чем бездымный. Отставание фаз зажжения и воспламенения бездымного пороха от дымного тем больше, чем ниже температура окружающей среды, а следовательно заряда. Таким образом, при низких температурах к моменту воспламенения пироксилинового пороха в полости гильзы создается достаточно высокое давление газов, что существенно ускоряет его сгорание. Увеличенная скорость горения бездымного пороха компенсирует временное отставание как собственного зажжения и воспламенения, так и функционирования заряда в целом.

В табл. 1 приведены эмпирические значения начальной скорости метаемых элементов (резиновых пуль) при стрельбе патронами ударно-болевого действия 12 калибра из баллистического ствола длиной 715 мм для различных марок пироксилиновых нитроглицериновых и двухосновных порохов.

Примечание. П пироксилиновый, Н нитроглицериновый, С двухосновной, Д дымный. Порох П-125 используется в 5,45-мм и 9-мм пистолетных патронах; порох ВУС в патронах кольцевого воспламенения калибра 5,6-мм; порох ПСН в строительно-монтажных патронах; пороха Сунар СВ "Сокол", "Супер-барс", ДРП в охотничьих пулевых и дробовых патронах различных калибров; пороха обр. 67 и обр. 198 предлагаемые двухосновные пороха для патронов ударно -болевого действия с резиновыми пулями.

В табл. 2 приведены значения начальной скорости метаемых элементов (резиновых пуль) при стрельбе патронами ударно-болевого действия 12-го калибра из баллистического ствола длиной 715 мм для различных порохов при нормальной температуре, позволяющие произвести оценку стабильности начальной скорости метаемых элементов в группе из 5 выстрелов.

В табл. 3 приведены значения начальной скорости метаемых элементов (резиновых пуль и резиновой картечи) при стрельбе патронами ударно-болевого действия 12-го калибра из баллистического ствола длиной 715 мм, ружья "Иж-81" с длиной ствола 700 мм и ружья "Иж-81К" с длиной ствола 450 мм.

Таким образом, предложенные патроны ударно-болевого действия обладают стабильностью, температурной стабильностью начальной скорости метаемых элементов и независимостью начальной скорости метаемых элементов от длины ствола.

Патрон стрелкового оружия. Сущность изобретения: патрон содержит средство инициирования, метаемое снаряжение и составной пороховой заряд, состоящий из слоя пороха на основе пироксилина и слоя дымного ружейного пороха при соотношении - от 44,4 до 84,0% и 55,6 до 16,0% соответственно. Предпочтительным является также соблюдение следующих условий: соотношение массы метаемого снаряжения к площади его поперечного сечения и массе порохового заряда - от 0,032 до 0,145 мм^-2; конечный импульс давления пороховых газов, образующихся при функционировании заряда, находится в пределах от 15 до 55 кг•с/дм². Предусмотрено также использование пороха на основе пироксилина, содержащего нитроглицерина при его оптимальном массовом соотношении от 12 до 22% и гравиметрической плотности от 0,7 до 1,1 г/см³ при диаметре (толщине горящего свода) зерен от 0,18 до 0,40 мм. 6 з.п. ф-лы, 1 ил, 3 табл.

1. Патрон стрелкового оружия, содержащий гильзу со средством инициирования, метаемый(ые) элемент(ы) и пороховой заряд, отличающийся тем, что пороховой заряд состоит из смеси пороха на основе пироксилина и дымного ружейного пороха. 2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что отношение массы метаемого снаряжения к площади его поперечного сечения и массе порохового заряда составляет 0,032 0,145 мм^- 2. 3. Патрон по п.2, отличающийся тем, что конечный импульс давления пороховых газов, образующихся при функционировании заряда, находится в пределах 15 55 кг•с/дм². 4. Патрон по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что смесевой пороховой заряд состоит из, мас.

Порох на основе пироксилина 44,4 84,0
Дымный ружейный порох 55,6 16,0
5. Патрон по п.1 или 4, отличающийся тем, что порох на основе пироксилина содержит нитроглицерин.