ПУЛЯ УНИВЕРСАЛЬНАЯ Российский патент 1998 года по МПК F42B30/02 F42B12/72 

Изобретение относится к боеприпасам для стрелкового оружия и может быть использовано в конструкции универсальной пули для универсального оружия, предназначенного для стрельбы на воздухе, под водой, из воздуха в воду и из воды в воздух.

Известен заостренный снаряд переменной по длине твердости [1]. Он выполнен в виде удлиненного тонкого стержня с заостренной конической передней частью и центральной цилиндрической частью. Стержень является монолитным и выполнен из одного материала, но имеет разную твердость. В передней части она существенно меньше, чем в центральной и хвостовой.

Однако этот снаряд не предназначен для использования под водой и применяется только для стрельбы на воздухе.

Наиболее близким к предлагаемому является подводный снаряд в виде заостренного длинного стержня [2].

В вооружении современного боевого пловца используется огнестрельное оружие, где пороховой заряд выбрасывает однородную гладкую заостренную стрелу-пулю, отслеживающую траекторию полета под водой за счет формирования в направлении цели узкой длинной вакуумной каверны, поддерживающей устойчивый полет стрелы и захлопывающейся при падении скорости стрелы до 80-100 м/с.

Проведенные как у нас, так и за границей работы по стрельбе под водой показали, что отклониться от найденной формы поражающего элемента в виде гладкой заостренной иглы-стрелы не удается и эта форма должна быть признана классической. Такой формой обладает пуля [2], принятая в качестве прототипа.

Она имеет головную часть в форме усеченного конуса, корпус цилиндрической формы и оперенную хвостовую часть. Диаметр окружности на вершине усеченного конуса головной части составляет одну треть от диаметра цилиндрической части пули, что снижает силу сопротивления водной среды при движении пули в ней за счет образования кавитационной зоны, размер которой превышает длину пули. Подводная пуля выполнена монолитной.

Недостатком этой подводной пули-стрелы является ее непригодность для стрельбы на воздухе, так как центр сопротивления у нее находится впереди центра тяжести, что не обеспечивает устойчивого полета в воздухе и не дает ни необходимой кучности боя и эффективности поражения цели, ни условий вхождения в воду.

Как известно, при стрельбе на воздухе возмущающими факторами являются преследующие пулю-стрелу после выхода ее из ствола пороховые газы и поворот оружия в момент выхода стрелы из ствола в плоскости, проходящей через траекторию ее полета, за счет момента от действия силы отдачи при выстреле, не совпадающей по вектору с центром тяжести оружия и точкой приложения к оружию опоры (пистолете - руки стрелка).

Если не ликвидировать или значительно не уменьшить эти возмущения, то при стрельбе продолговатой стрелой в воздухе потребуется мощная стабилизация стрелы за счет надкалиберного оперения, которое должно сбрасываться при входе в воду и при стрельбе под водой. Такой боеприпас потребует ствола с крестообразными радиальными щелями в стенке канала или толкающего поддона. И то и другое означает появление перед поддоном дополнительного столба воды, который необходимо вытолкнуть из ствола, а значит, и более мощного метательного заряда, увеличивающего усилие отдачи до недопустимых пределов. Поэтому для стрельбы на воздухе требуются другие способы стабилизации полета пули.

Изобретение решает задачу создания универсальной пули, пригодной как для стрельбы на воздухе, так и под водой, а также из воздуха в воду и из воды в воздух.

Для решения поставленной задачи универсальная пуля в виде удлиненного цилиндрического стержня с усеченным конусом в передней части, обеспечивающим образование кавитационной полости при движении в водной среде, согласно изобретению выполнена состоящей из двух частей: передней части, имеющей большую среднюю плотность, и задней, имеющей меньшую среднюю плотность, при этом линейные размеры пули, ее масса и плотности ее передней и задней частей связаны зависимостями
l_п = l_к + l_ц,
l_з = l - l_п,

где l_п - длина передней части пули;
l_к - длина конической части пули;
l_з - длина задней части пули;
l - длина пули;
M - масса пули;
S - площадь миделева сечения пули;
V - объем пули;
V_к - объем конической части пули;
ρ_п - средняя плотность передней части пули;
ρ_з - средняя плотность задней части пули;
a - координата центра давления;
h - координата центра масс конусной части пули.

Обеспечение разной средней плотности передней и задней частей пули получено посредством выполнения пули составной, с передней частью из тяжелого сплава, например сплава вольфрама, а задней из легкого сплава, например сплава алюминия. Или посредством выполнения пули монолитной (из одного материала), при этом в ее задней части имеется облегчение в виде центрального отверстия или обнижения снаружи, в том числе в виде калиберного оперения. Возможно также сочетание первого и альтернативного второго вариантов.

Таким образом, предлагаемая пуля обладает классической для подводного боеприпаса формой, а ее размеры и масса равны размерам и массе пули, обладающей стабилизированным полетом под водой. Устойчивый полет в воздухе достигается за счет перемещения центра масс пули вперед по отношению к аэродинамическому центру давления. Перемещение центра масс вперед достигается путем выполнения пули с большей средней плотностью в передней части по сравнению со средней плотностью в задней части. Под средней плотностью (см.[3]) понимается отношение массы рассматриваемого участка пули к объему этого участка пули с сечением, равным миделеву сечению пули (при этом передний усеченный конус сохраняется неизменным для устойчивого полета пули под водой).

Приведенные выше зависимости, по которым можно рассчитать нужные плотности передней и задней частей пули и, соответственно, подобрать необходимый материал, а также определить линейные размеры пули, были получены расчетным путем, а затем подтверждены практически. Используя предложенные формулы, можно построить графические зависимости плотности и длины передней части пули в зависимости от плотности и длины задней части пули, что приведено на фиг. 3. Пользуясь таким графиком, можно легко выбирать необходимые параметры для элементов пули.

На фиг.1 изображена универсальная пуля; на фиг.2 - расчетная схема пули; на фиг.3 - график зависимости плотности и длины передней части пули от плотности и длины ее задней части.

Предложенная универсальная пуля состоит из передней 1 и задней 2 частей. В передней 1 части имеется усеченный конус A, который обеспечивает образование кавитационной полости при движении в водной среде. Изображенная на фиг. 1 пуля выполнена составной. Передняя часть 1 выполнена из вольфрамового сплава, а задняя часть 2 - из алюминиевого, которые жестко скреплены между собой. Передняя часть имеет большую среднюю плотность ρ_п, а задняя меньшую ρ_з. Это определяет размещение центра масс пули впереди центра давления, что обеспечивает пуле стабильный полет в воздушной среде. Хвостовая часть пули имеет оперение B.

Такая универсальная пуля, покинув канал ствола, обладает устойчивым полетом как в воде, так и в воздухе, а также на границе этих сред.

На предприятии ЦКИБ СОО изготовлены опытные образцы универсальных пуль и проведены их испытания с положительным результатом.

Источники информации
1. Патент США N 3851590, кл. F 42 B 13/00, 1975.

2. Патент США N 3915092, кл. F 42 B 11/00, 1975 - прототип.

3. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. -М.: Наука, 1964, с. 35.

Изобретение относится к боеприпасам стрелкового оружия и может быть использовано в конструкции универсальной пули для оружия, предназначенного для стрельбы на воздухе, под водой, из воздуха в воду и из воды в воздух. Пуля выполнена в виде удлиненного стержня с усеченным конусом в передней части с обеспечением образования кавитационной полости при движении в водной среде. Пуля состоит из двух частей. Передняя часть пули имеет большую среднюю плотность, а задняя - меньшую среднюю плотность. Передняя часть может быть выполнена из тяжелого сплава, например вольфрамового, а задняя - из легкого сплава, например алюминиевого. Пуля может быть выполнена монолитной, при этом ее задняя часть имеет облегчение, например, в виде калиберного оперения, выполненного в материале пули. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Пуля универсальная, выполненная в виде удлиненного стержня с усеченным конусом в передней части, с обеспечением образования кавитационной полости при движении в водной среде, отличающаяся тем, что пуля состоит из двух частей: передней части, имеющей большую среднюю плотность, и задней, имеющей меньшую среднюю плотность, при этом линейные размеры пули, ее масса и плотности ее передней и задней частей связаны зависимостями
l_п = l_к + l_ц;
l_з = l - l_п;

где l_п - длина передней части пули;
l_к - длина конической части пули;
l_ц - длина цилиндрической части;
l_з - длина задней части пули;
l - длина пули;
M - масса пули;
S - площадь миделева сечения пули;
V - объем пули;
V_к - объем конической части пули;
ρ_п - средняя плотность передней части пули;
ρ_з - средняя плотность задней части пули;
a - координата центра давления;
h - координата центра масс конусной части пули. 2. Пуля по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена составной, с передней частью из тяжелого сплава, например, вольфрамового, а задней - из легкого сплава, например, алюминиевого, или пуля выполнена монолитной, при этом ее задняя часть имеет облегчение, например, в виде калиберного оперения, выполненного в материале пули.