УНИТАРНЫЙ ПАТРОН Российский патент 1998 года по МПК F42B5/02 

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к артиллерийским малокалиберным патронам унитарного заряжания, и предназначено для использования в автоматическом оружии.

Из патентной литературы известны конструкции унитарных патронов, в которых для улучшения условий объемного воспламенения метательного порохового заряда и стабилизации баллистических характеристик выстрела в донной части гильзы соосно инициирующей капсюльной втулки установлена перфорированная трубка, так называемая "флейта" (см., например, патенты ФРГ N 1277706, кл. 72d; США N 3929074 от 30.12.75, кл. 102-43 и N 4449758, кл. F 42 B 5/02, 1984).

Указанные усовершенствованные средства воспламенения на практике использованы в боеприпасах, принятых на вооружение армий стран НАТО: в 30 мм патронах к пушке GAU-8/A (США), в патронах 30/173 к пушке "Rarden" (Англия), в 40 мм патронах к зенитным пушкам MK-1, MK-2 (США) и "Bofors" (Швеция). Применение таких огнепередаточных устройств в малокалиберных патронах позволяет исключить аномальное воспламенение и горение метательных зарядов, особенно при отрицательных температурах.

Недостатком известной конструкции аналогов является возможный отрыв воспламенительной трубки при выстреле и выброс ее в канал ствола орудия, что приводит к снижению функциональной надежности при стрельбе последующим снарядом. Остатки элементов конструкции патрона в стволе могут привести к заклиниванию и невозможности последующего выстрела, срабатыванию снаряда в канале ствола, повреждению или полной потере оружия и носителя, а также человеческим потерям.

Более совершенна и надежна конструкция патрона, в гильзе которого, заполненной пороховым зарядом, содержащая осевое воспламенительное устройство, включающее в себя связанную с запальным отверстием перфорированную втулку, несущую предохранительную герметизирующую крышку (фланцевую заглушку), прижатую снаружи, со стороны дульца гильзы, профильной конической гайкой (см. патент РФ N 2055300, опубл. 27.02.96 в бюлл. N 6, кл. F 42 B 5/02).

Предохранительная крышка выполнена из эластичного материала, преимущественно из низкоуглеродистой листовой стали, и по периферии отбортована на дульце гильзы, герметизируя ее полость с пороховым зарядом и средством осевого воспламенения.

При выстреле предохранительная крышка фиксируется по центру геометрически замыкаемой юбкой гайки (выступ заглушки), а по периферии обжимается вовнутрь конуса прижимной гайки, образуя кольцевое выходное отверстие для прохода газообразных продуктов сгорания порохового метательного заряда. Отогнутый выступ заглушки в "замок" фиксирует ее на жестко укрепленной прижимной гайке, исключая выброс в канал ствола.

Недостатком известной конструкции патрона является ограничение области использования для малокалиберных артиллерийских выстрелов унитарного заряжания из-за нехватки свободного объема гильзы с пороховым зарядом для размещения узла осевого воспламенения подобной конструкции, потому что плотность заряжания для малокалиберных патронов составляет 0,80 - 0,95 кг/дм³ (Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. - М.: Оборонгиз, 1962, с. 568).

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание конструкции патрона, в котором обеспечивается объемное воспламенение метательного заряда по оси гильзы, что способствует повышению стабильности баллистических характеристик выстрела, особенно при отрицательных температурах, с сохранением функциональной надежности патрона и системы в целом без снижения параметров назначения снаряда по начальной скорости.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном унитарном патроне, содержащем снаряд и заполненную пороховым метательным зарядом гильзу, в донной части которой аксиально запальному отверстию смонтировано средство воспламенения, включающее капсюльную втулку и фланцевую кольцевую заглушку с центральным выступом из эластичного металла. Согласно изобретению, фланцевая заглушка из свинца установлена в очке гильзы под капсюльную втулку, а ее центральный выступ, выполненный в виде стержня, размещен в запальном отверстии гильзы.

Отличительные признаки обеспечили упрощение конструкции патрона, из которой исключена воспламенительная трубка, что высвободило дополнительный объем для метательного заряда, позволяющего увеличить массу заряда и тем самым повысить начальную скорость снаряда. При этом воспламенение порохового заряда осуществляется так же из центра по оси гильзы, по формируемому стержнем центральному огнепередаточному каналу.

Свинцовый стержень кольцевой заглушки узла воспламенения выполняет дополнительную функцию размеднителя канала ствола, расплавляясь и диспергируясь в объеме порохового заряда внутри гильзы.

Это позволило исключить из патрона специальные средства для размеднения, что упрощает конструкцию и технологию сборки патронов, заметно снижая затраты производства и себестоимость боеприпасов.

Практическая реализация предложенной конструкции доступна специалисту отрасли и в совокупности существенных признаков неизвестна и явным образом не следует из уровня техники.

На фиг. 1 изображен предлагаемый артиллерийский унитарный патрон; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Окончательно собранный снаряд 1 с медным ведущим пояском 2 установлен в дульце гильзы 3, заполненной пороховым метательным зарядом 4. В донной части гильзы 3, в запальном отверстии, размещен стержень кольцевой заглушки 5, изготовленной из свинца, олова (или их сплавов), смонтированной в очке 6 гильзы 3 и поджатой капсюльной втулкой 7, укрепленной на резьбе, или запрессованным капсюлем.

Заглушка 5 фланцем герметизирует полость гильзы 3, во-первых, предохраняя от атмосферной влаги помещенный внутрь пороховой заряд 4 в условиях хранения и служебного обращения патронов, а, во-вторых, при выстреле исключает проникновение пороховых газов по резьбе капсюльной втулки из объема гильзы на зеркало затвора стреляющего механизма пушки.

Патрон функционирует следующим образом. При подаче запускающего импульса на капсюльную втулку 7 (механического или электрического) происходит инициирование взрывчатого вещества воспламенительного состава. Под действием развивающегося давления продуктов взрыва в ограниченном объеме очка 6 гильзы 3 происходит отрыв стержня заглушки 5 от кольцевой фланцевой юбки и продвижение его по запальному отверстию гильзы 3 с последующим выходом в объем метательного заряда 4.

Аккумулируя энергию продуктов взрывчатого превращения воспламенительного состава капсюльной втулки 7, свинцовый стержень заглушки 5 простреливает слой пороха по центральной оси гильзы до 50 - 80% высоты метательного заряда 4.

Движение стержня заглушки 5 происходит в струе высокотемпературных газов и конденсированных частиц в условиях трения о зерна пороха 4. При движении в порохе стержень заглушки 5, изготовленный из легкоплавкого, мягкого металла, оплавляется, разрушается и диспергируется. При движении свинцового стержня в объеме заряда 4 формируется центральный канал, заполняемый высокотемпературной парогазовой средой и конденсированными продуктами, которые воспламеняют метательный заряд 4 в объеме гильзы от центра к периферии.

Экспериментальные исследования, в частности, показали, что уже на расстоянии 50 - 80% высоты метательного заряда от дна гильзы 3 свинец находится в диспергированном состоянии с различной формой частиц, при этом максимальный характеристический размер частиц не превышает 1,0 - 1,5 мм.

Как показали результаты практических стрельб, внутрибаллистические характеристики выстрелов стабилизированы во всем температурном диапазоне эксплуатации патронов, при этом, сравнительно со штатными изделиями, имеющими донный узел воспламенения, происходит снижение максимального давления пороховых газов аномального выстрела при отрицательных температурах (до 20 - 30%) и уменьшается разброс между значениями среднего и максимального давлений в группе выстрелов.

В структуре предложенной конструкции артиллерийского патрона узла с воспламенительной трубкой как такового нет, но механизм процесса объемного воспламенения порохового заряда такой же, как и при использовании гильз с "флейтой" за счет формирования огнепередаточного центрального канала в метательном заряде 4 гильзы 3. При этом материал стержня заглушки во время сгорания порохового заряда 4 утилизируется в виде мелкодисперсной взвеси капель свинца и его паров, оседающих на стенках канала ствола орудия, которые не представляют механического препятствия для движения следующего снаряда 1 выстрела.

Более того, свинцовый стержень фланцевой заглушки 5 гильзы 3 служит размеднителем канала ствола орудия, на поверхности которого механически наслаивается часть материала (медь) ведущего пояска 2 снаряда 1 при врезании последнего в нарезы и движении снаряда по каналу ствола орудия.

В парообразном состоянии свинец (и его сплавы) образует с медью на поверхности канала артиллерийского ствола легкоплавкие смеси эвтектического состава, которые легко выносятся с пороховыми газами в окружающую среду. При этом поверхность канала ствола и его пульный вход очищается от механически налипающей меди пояска 2 снаряда 1.

Предложенное размеднение канала артиллерийского ствола более эффективное, чем известное, так как свинец к началу движения снаряда 1 уже расплавлен и диффундирован в объеме порохового заряда 4 и начинает действовать как размеднитель сразу же в самом тепло- и механически напряженном участке ствола - пульном входе.

В известных конструкциях размеднителей для малокалиберных патронов процесс размеднения мало затрагивает пульный вход и происходит, в основном, в канале ствола орудия, так как моток свинцовой проволоки прикреплен на торце снаряда 1, либо свинцовая пластина приклеена на скате дульца гильзы. В этих условиях расплавление свинца запаздывает (время выстрела 3 - 6 мс) и пространственно происходит тогда, когда снаряд 1 минует пульный вход ствола; пары свинца увлекаются вслед за снарядом 1 и уносятся потоком пороховых газов вглубь канала ствола.

Предложенные отличия позволяют надежно размеднять поверхность пульного входа и ствола по всей его длине, обеспечивая правильное функционирование снарядов при движении по стволу и в полете на траектории, а так же способствуя повышению долговечности артиллерийской системы.

Отличительные признаки изобретения обеспечили:
повышение стабильности баллистических характеристик выстрелов и показателей боевого назначения за счет увеличения начальной скорости снаряда от дополнительного количества пороха метательного заряда в высвободившемся объеме гильзы;
более эффективное размеднение канала ствола и пульного входа за счет предварительного диспергирования размеднителя и распределения его по объему заряда перед началом движения снаряда;
упрощение конструкции и технологии сборки патрона (исключены узлы огнепередаточной трубки и специального средства размеднения ствола), что снижает себестоимость боеприпасов.

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к артиллерийским малокалиберным патронам унитарного заряжания, и предназначено для использования в автоматическом оружии. Патрон содержит укрепленный в гильзе окончательно собранный снаряд с медным ведущим пояском. В донной части гильзы аксиально запальному отверстию установлено средство воспламенения, включающее капсюльную втулку и фланцевую кольцевую заглушку с центральным выступом из эластичного металла, например, из свинца (или его сплавов), размещенную в очке под капсюльную втулку, причем стержнеобразный выступ установлен в запальном отверстии гильзы. Конструкция патрона позволяет упростить технологию сборки патрона, высвободить дополнительный объем гильзы для увеличенной навески пороха, улучшить размещение канала ствола орудия, повысить стабильность баллистических характеристик выстрела. 2 ил.

Унитарный патрон, содержащий снаряд и заполненную пороховым метательным зарядом гильзу, в донной части которой аксиально с запальным отверстием смонтировано средство воспламенения, включающее капсюльную втулку и фланцевую кольцевую заглушку с центральным выступом из эластичного металла, отличающийся тем, что фланцевая заглушка из свинца установлена в очке гильзы под капсюльную втулку, а ее центральный выступ, выполненный в виде стержня, размещен в запальном отверстии гильзы.