ПУЛЯ ДЛЯ ГЛАДКОСТВОЛЬНОГО ОРУЖИЯ Российский патент 1997 года по МПК F42B30/02 F42B12/82 

Изобретение относится к пулям для гладкоствольного огнестрельного оружия, в том числе охотничьего.

Известны пули для гладкоствольного оружия (Л1), выполненные из свинца или сплава, диаметр которых соответствует диаметру канала ствола оружия - калиберные пули (шаровые). При хорошей аэродинамике они имеют недостатки: невозможность их использования в стволах с дульными сужениями и значительное трение в паре свинец-сталь или свинец-хром при движении пули по каналу ствола, что приводит к снижению начальной скорости пули и освинцовывании канала ствола. Эти факторы ухудшают баллистические характеристики пули и снижают ресурс оружия.

Известны пули для гладкоствольного оружия, диаметр которых меньше диаметра канала ствола оружия (подкалиберные), помещенные в контейнер из легкого материала полиэтилена, например, это пули Полева 1, Полева 2, Стрела. Это позволяет снизить трение и использовать эти пули при наличии дульных сужений, в которых происходит деформация контейнера. Однако эти пули имеют недостаток повышение трения при движении пули в канале ствола за счет поверхностного оплавления контейнера полиэтилена при скоростях более 150 м/с, а также большая площадь соприкосновения контейнера со стволом, например, до 1500 мм² пули Полева 1 12-го калибра, что также увеличивает трение и снижает начальную скорость, ухудшает ресурс оружия. При этом масса контейнера, составляющая примерно 10-20% массы снаряда в сборе, не участвует в дальнейшем в формировании баллистических характеристик пули и теряется безвозвратно.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является пуля для гладкоствольного оружия (Л2), содержащая сердечник и неподвижно закрепленную на ней оболочку, на внешней поверхности которой выполнены радиальные ведущие ребра, и она выполнена из полиэтилена или политетрафторэтилена. При разгоне пули в канале ствола оружия трение имеется только между поверхностью канала ствола оружия (сталь, хром) и ребрами пули. Этим достигается снижение трения при разгоне пули и прохождение дульных сужений с деформацией ребер. Однако имеются недостатки: при использовании полиэтилена вследствие больших скоростей пули происходит поверхностное оплавление полиэтилена, так как температура в поверхностном слое ребер превосходит рабочую температуру полиэтилена в несколько раз, вследствие чего происходит возрастание трения, а при использовании политетрафторэтилена происходит оплавление и термическое разложение в его поверхностном слое, так как значительно превышаются рабочие температуры политетрафторэтилена, что ведет к изменению условия сухого трения и приводит к ухудшению внутренних и внешних баллистических характеристик пули, ведет к снижению ресурса оружия.

Задача изобретения одновременное улучшение внутренних и внешних баллистических характеристик пули, увеличение ресурса оружия.

Задача решается тем, что в пуле для гладкоствольного оружия, содержащей сердечник и выступающие над его внешней поверхностью ведущие ребра, выполненные из материала на основе политетрафторэтилена, ребра выполняются раздельными, содержат элемент их неразъемного крепления в сердечнике и выполнены из самосмазывающейся термостойкой композиции, содержащей политетрафторэтилен, углерод и порообразующий компонент, при следующем соотношении, мас%
Углерод 5-30
Порообразующий компонент 0,05-1
Политетрафторэтилен Остальное.

В конкретных вариантах выполнения пули элемент неразъемного крепления раздельных ведущих ребер может быть реализован в виде нескольких сквозных отверстий в боковой поверхности каждого ребра, в части ребра, расположенной в сердечнике пули, заполненных материалом сердечника.

Одновременное введение в пулю нескольких раздельных ведущих ребер, содержащих элемент их неразъемного крепления в сердечнике и выполненных из самосмазывающейся термостойкой композиции, содержащей политетрафторэтилен, углерод и порообразующий компонент, позволяет одновременно улучшить внутренние и внешние баллистические характеристики пули, увеличить ресурс оружия. Достоинство пули для гладкоствольного оружия заключается в одновременном улучшении внутренних и внешних баллистических характеристик пули, увеличении ресурса оружия за счет снижения трения при движении пули по каналу ствола, увеличении начальной скорости, уменьшении поверхностного износа канала ствола, обеспечении возможности использования в оружии с дульными сужениями.

На фиг. 1 изображена пуля для гладкоствольного оружия, содержащая сердечник 1 и выступающие над его внешней поверхностью раздельные ведущие ребра 2, содержащие элемент неразъемного крепления в сердечнике 1 и выполненные из самосмазывающейся термостойкой композиции, содержащей политетрафторэтилен, углерод и порообразующий компонент; на фиг.2 сечение А-А по фиг.1.

Предлагаемая пуля может выполняться, например, следующим образом. Сердечник 1 может изготавливаться, например, из свинца или его сплава, если, например, необходимо получить специальное воздействие пули, материал сердечника 1 в этом случае соответствует виду воздействия. Ведущие ребра 2, содержащие элемент неразъемного крепления в сердечнике 1, могут, например, иметь сквозные отверстия в части ребра, расположенном в сердечнике, устанавливаться в сердечник 1 в процессе его изготовления и заполняться материалом сердечника 1, чем обеспечивается неразъемность их крепления. Диаметр внешней выступающей поверхности раздельных ведущих ребер 2 соответствует диаметру канала ствола оружия. Количество ведущих ребер может быть различным, например, 3 и более, равномерно распределенными по образующей окружности (например, через 120^o). Ребра могут устанавливаться как вдоль оси сердечника 1, так и под некоторым углом к оси.

Рассмотрим вариант конкретного выполнения ведущих ребер 2, например, для следующих условий: калибр оружия диаметр канала ствола 18,5 мм, наличие дульного сужения чока до 1 мм, длина ствола 700-750 мм, максимальная скорость пули 500-600 м/с при массе 30 г, обтюрация пороховых газов производится пыжом, не имеющим механических связей с пулей. Материал ведущих ребер 2 может иметь, например, следующий состав, мас. политетрафторэтилен - 84,92; углерод в виде графита 15; порообразующий компонент в виде толуолсульфонилсемикарбазида 0,08. Совокупность компонентов и отличительные конструктивные особенности пули позволяют создать термостойкую микропористую структуру, снижающую трение и сохраняющую условия сухого трения на всем протяжении канала ствола. Механической прочности достаточно для надежного центрирования и ведения пули в канале ствола оружия, а при прохождении дульного сужения происходит деформация внешней поверхности ведущих ребер 2 без значительных механических напряжений в стволе.

Рассмотрим поэтапно взаимодействие ведущих ребер 2 и стенки канала ствола оружия в зависимости от скорости пули. Так, при скорости пули до 300-400 м/с имеется сухое трение между реберами 2 и каналом ствола оружия с образованием особой микропленки из композиционного материала ребер, причем вследствие изменения структуры материала в микропленке имеется только политетрафторэтилен и графит, а сами ребра имеют указанную выше структуру. Микропленка создается на поверхности канала ствола преимущественно головной частью ребра 2, а остальная поверхность ребра 2 скользит по этой микропленке. При увеличении скорости пули происходит рост температуры в поверхностном слое ребер 2, при нагреве самого ствола рост температуры соответственно увеличивается. Дальнейшее увеличение скорости пули, а следовательно, и рост температуры в поверхностном слое приводит к частичному термическому разложению политетрафторэтилена, и доля графита в микропленке соответственно увеличивается. При этом также сохраняются условия сухого трения с низким коэффициентом трения. Процесс протекает плавно, микропленка из композиционной (политетрафторэтилен графитовой) постепенно переходит к чисто графитовой. Это происходит при увеличении скорости пули более 400 м/с. При разогреве самого ствола оружия указанные выше процессы происходят при меньших скоростях пуль. Результатом описанных процессов является уменьшение трения при разгоне пули в канале ствола оружия на всем протяжении ствола и любых реальных скоростях пуль, что ведет к увеличению начальной скорости пули и энергии пули. Это приводит к улучшению внутренних баллистических характеристик. Внешние баллистические характеристики, являющиеся производными от внутренних характеристик, также улучшаются. Так, при большей начальной скорости пули и неизменности других характеристик пули (масса, аэродинамика) траектория пули будет более пологой, меньше поперечник рассеивания, микропористая структура ребер 2, и, следовательно, меньшая плотность материала ведет к смещению центра массы пули к ее оси, что также улучшает баллистику. Увеличение ресурса оружия складывается из следующих факторов. Это уменьшение поверхностного износа канала ствола оружия вследствие неизменности процесса сухого трения на протяжении всего ствола оружия. Увеличение скорости пули ведет к уменьшению суммарного времени воздействия давления пороховых газов на стенки канала ствола оружия, что приводит к увеличению ресурса ствола и всего оружия в целом.

Рассмотрим крайние значения ингредиентов в самосмазывающейся термостойкой композиции, содержащей политетрафторэтилен, углерод и порообразующий компонент. Так, минимальное значение углерода в 5 мас. приводящее к увеличению термостойкости композиции и самосмазывающихся свойств, наиболее целесообразно использовать при скоростях пуль до 300-400 м/с. В этом случае микропленка на поверхности канала ствола оружия будет преимущественно из материала композиции без перехода к чисто углеродной. При максимальном значении углерода в 30 мас. материал может быть использован в пулях, имеющих скорость 500-600 м/с и более, происходящие при этом процессы указаны ранее. Так как введение углерода в политетрафторэтилен изменяет механические свойства материала в сторону увеличения твердости материала, то создание оптимальных свойств материала достигается введением порообразуюцего компонента, создающего микропористую структуру материала. При этом минимальное значение порообразующего компонента в 0,05 мас. целесообразно использовать при выполнении ребер пуль, которые используются в оружии без дульных сужений, где диаметр канала ствола неизменен по всей длине, материал ребер может иметь максимальные показатели твердости для обеспечения надежного центрирования и ведения пули по каналу ствола оружия. Максимальное значение порообразующего компонента в 1 мас. целесообразно использовать при выполнении ребер пуль, используемых в оружии с дульными сужениями, где необходима пластичность материала при прохождении пулей дульных сужений для уменьшения механических напряжений в стенке канала ствола оружия.

Основные физико-механические показатели самосмазывающейся термостойкой композиции в соответствии с вышеуказанным приведены в таблице.

Источники информации
1. Пособие для охотника, М. 1972, стр.37.

2. Патент США N 4063511, кл. F 42 B, 1977.

3. Маския Л. Добавки для пластических масс. М. 1978, стр. 169,184.

Использование: гладкоствольное огнестрельное оружие, в том числе охотничье. Сущность изобретения: пуля содержит сердечник и выступающие над его внешней поверхностью ведущие ребра, выполненные из материала на основе политетрафторэтилена. Ребра выполняются раздельными, содержат элемент их неразъемного крепления в сердечнике и выполнены из самосмазывающейся термостойкой композиции, содержащей политетрафторэтилен, углерод и порообразующий компонент. В конкретных вариантах выполнения пули элемент неразъемного крепления ведущих ребер может быть реализован в виде нескольких сквозных отверстий в боковой поверхности каждого ребра, в части ребра, расположенной в сердечнике пули, заполненной материалом сердечника. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 1 табл.

1. Пуля для гладкоствольного оружия, содержащая сердечник и выступающие над его внешней поверхностью ведущие ребра, выполненные из материала на основе политетрафторэтилена, отличающаяся тем, что ребра выполнены раздельными, каждое из которых содержит элемент неразъемного крепления в сердечнике, и выполнены из самосмазывающейся термостойкой композиции, содержащей политетрафторэтилен, углерод и порообразующий компонент при следующем соотношении, мас.

Углерод 5 30
Порообразующий компонент 0,05 1
Политетрафторэтилен Остальное
2. Пуля по п. 1, отличающаяся тем, что элемент неразъемного крепления выполнен в виде сквозных отверстий, выполненных в боковой поверхности каждого из ведущих ребер в части ребра, расположенной в сердечнике, и заполненных материалом сердечника.