СТРЕЛКОВОЕ ОРУЖИЕ Российский патент 2002 года по МПК F41C3/00 F41C7/00 F41G1/46 F42B12/38 

Изобретение относится к средствам оружия и может быть использовано в различных типах современного стрелкового (пистолетах, автоматах, винтовках, пулеметах) и иного вооружения как на поле боя, так и при выполнении учебных и тренировочных стрельб, а также в охотничьем и спортивном оружии.

Известно короткоствольное стрелковое оружие, например пистолет Макарова [1] . Недостатком этого типа оружия является отсутствие возможности производить корректировку огня в процессе стрельбы из-за сложностей создания трассирующих (оставляющих в полете видимый след) пуль для короткоствольного оружия, обусловленных техническими и технологическими проблемами в обеспечении надежного трассирования при малом времени полета пули, относительно низких давлениях и невысоких температурах функционирования порохового заряда. Вследствие этого оно характеризуется низкой эффективностью стрельбы (особенно ночью и в сумерках), требует большого расходования патронов на поражение цели и длительного времени на пристрелку оружия и обучение приемам и правилам стрельбы.

Близким по технической сути и направлению решаемых задач к заявляемому изобретению аналогом является стрелковое оружие (пулемет Калашникова) [2], оснащенное трассирующими пулями. Недостатками его являются низкая эффективность стрельбы на длинные дистанции, обусловленная снижением наблюдаемости трассы с удалением от стрелка, а также в условиях высокой освещенности (в солнечный день) и высокие материальные затраты на производство выстрела за счет сложной и опасной технологии изготовления трассирующих пуль, а также изменение массы трассирующей пули за счет сгорания трассирующего (светящегося, дымового) состава и, как следствие, уменьшение кинетической энергии пули и стабильности ее полета.

Наиболее близким к заявляемому изобретению аналогом, выбранном в качестве прототипа, является оружие, охарактеризованное в патенте RU 2141093 С1, кл. F41С 1/34, 10.11.1999.

Это стрелковое оружие с боеприпасами, содержащее материальную часть со стволом, патроны, каждый из которых состоит из капсюлированной гильзы, пули и порохового заряда, а также лазерное устройство, излучающее в видимом диапазоне спектра и имеющее оптическую ось, согласованную с осью канала ствола оружия. Недостатком прототипа является невозможность контроля полета пули, места ее попадания в цель и, соответственно, проведения корректировки в процессе выполнения стрельбы.

Общим недостатком штатного стрелкового оружия (к которому относятся аналог с прототипом) является также то, что по своим возможностям и тактико-техническим характеристикам оно примерно соответствует стрелковому оружию противника и поэтому не обеспечивает существенных преимуществ при применении в дуэльной ситуации.

Настоящее изобретение направлено на создание стрелкового оружия с высокой эффективностью стрельбы за счет улучшения наблюдаемости трасс полета пуль в широких диапазонах изменения их протяженности полета и освещенности местности, а также за счет временного ослепления органа зрения противника.

Это достигается тем, что стрелковое оружие, содержащее материальную часть со стволом, патронами и лазером видимого диапазона спектра, дополнено телескопической системой формирования луча с изменяемой расходимостью, а в торцевой части пули (снаряда) размещена трипель-призма, основанием ориентированная к пороховому заряду, при этом внутри гильзы между пороховым зарядом и задним торцом пули установлена тонкостенная шайба из не разрушающегося от давления продуктов сгорания порохового заряда материала, а боковая поверхность трипель-призмы выполнена контактирующей с пулей через демпфирующий материал.

Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 схематически изображен вариант конструкции предлагаемого стрелкового оружия на примере пистолета с заряженным в ствол модернизированным патроном и оснащенным лазерным устройством с телескопической системой, на фиг.2 - ход лучей от лазерного устройства при визуализации полета пули.

Стрелковое оружие представляет собой, в общих чертах, рамку со стволом 1, патрон, включающий капсюлированную гильзу 2, пороховой заряд 3, шайбу 4, пулю 5, трипель-призму 6, демпфирующий материал 7 и лазерное устройство 8. Другие части и механизмы оружия на чертеже не показаны, так как являются известными, выполняют схожие функции во многих типах оружия и не имеют принципиального значения для описания работы предлагаемого изобретения.

Шайба 4 предназначена для защиты трипель-призмы от давления продуктов сгорания порохового заряда и может быть выполнена из картона или пластмассы. Трипель-призма 6 изготавливается из оптически прозрачного материала, например стекла, и обеспечивает высокую направленность отраженных от нее лучей в сторону источника излучения [3]. В качестве демпфирующего материала 7 могут быть использованы высокоэластичные герметики, одновременно служащие для закрепления трипель-призмы в пуле. Лазерное устройство 8 включает лазер с непрерывной генерацией излучения до нескольких единиц ватт, например полупроводниковый, источник его питания и кнопку включения. Лазерное устройство крепится под стволом оружия таким образом, что его оптическая ось и ось канала ствола оружия являются согласованными друг с другом (например, в подствольнике автомата). Выход лазерного устройства оптически связан с телескопической системой, позволяющей регулировать расходимость выходного пучка (на чертеже не показана), уменьшая или увеличивая угол расходимости излучения в зависимости от дальности стрельбы. Такая перестройка обеспечивается простым осевым перемещением положения окуляра относительно объектива телескопа. Подробности работы перестраиваемого телескопа изложены в работе [4, с.328-329]. Характеристики лазерного устройства одновременно обеспечивают:
а) при большой расходимости пучка - подсветку пули на протяжении времени ее полета к цели 9 (размер пучка в произвольном поперечном сечении превышает кружок рассеяния пуль в этом сечении), а также максимальный контраст и наилучшую видимость пули при подлете к цели стрелком 10 на рубеже открытия огня (фиг. 2);
б) при малой расходимости пучка - функциональное подавление органов зрения противника в случае применения оружия против его личного состава.

Работа предложенного стрелкового оружия с повышенной точностью стрельбы основана на использовании принципа активной локации с пассивным ответом, т. е. на получении зрительной информации о текущих координатах пули из отраженных от нее оптических сигналов, на свойстве глаз сохранять видимые зрительные образы в течение 0,05...0,2 с после прекращения воздействия [4, с. 175] , а также на эффекте функционального подавления органов зрения человека при воздействии непрерывным лазерным излучением видимого диапазона с плотностью мощности Р_под=10^-4...10^-5 Вт/см² [5].

Стрелковое оружие работает следующим образом.

1. Режим визуализации полета пули.

Перед применением оружия телескопическая система выставляется в положение, обеспечивающее необходимую расходимость пучка, а лазерное устройство 8, размещенное под стволом оружия 1, с помощью кнопки, соединяющей его с источником питания, включается в работу. Оружие наводится на цель 9 и производится выстрел. В момент выстрела срабатывает капсюль гильзы 2 и происходит воспламенение порохового заряда 3. Образующиеся пороховые газы через шайбу 4 оказывают давление на задний торец пули 5. Динамическое воздействие, передаваемое от пули закрепленной в пуле трипель-призме 6, гасится демпфирующим материалом 7. Тем самым трипель-призма предохраняется от разрушения при выстреле. Далее пуля и шайба выбрасываются из канала ствола оружия. Выполнив защитную функцию, легкая шайба, обладающая высоким аэродинамическим сопротивлением, пролетев несколько метров, падает на землю. Пуля, преодолев небольшое расстояние, входит в пучок излучения лазерного устройства и сопровождается им на протяжении времени полета. Лазерное излучение с уровнем мощности, безопасным для зрения, отразившись от трипель-призмы, попадает в органы зрения стрелка 10. Для рассматриваемого наиболее скоротечного случая (стрельба из пистолета на короткие дистанции) длительность регистрируемого импульса составляет около 100 мс и более. С учетом инерционных свойств зрительного ощущения даже при импульсах такой длительности у стрелка формируется зрительный образ, соответствующий видимому следу пули. Таким образом, лазерное устройство в сочетании с трипель-призмой информируют о траектории полета пули. Наблюдая полет пули, стрелок имеет возможность вводить необходимые коррективы при ведении огня.

При стрельбе на длинные дистанции из автомата, винтовки или пулемета, а также при стрельбе из крупнокалиберного оружия условия наблюдения своего огня по результатам стрельбы улучшаются из-за увеличения продолжительности полета пуль и повышения эффективной площади отражения лазерного излучения трипель-призмой.

2. Режим функционального подавления органов зрения противника.

Перед применением оружия в этом режиме телескопическая система выставляется в положение, обеспечивающее минимальную расходимость пучка. После включения лазерного устройства оружие наводится на противника и происходит воздействие лазерным излучением с плотностью мощности Р_под на его органы зрения. Величина Р_под обеспечивается, например, лазером с мощностью 10 Вт и диаметром поперечного сечения в плоскости цели не более 2 м (с учетом ослабления излучения атмосферой и неравномерности распределения плотности мощности в пятне). При воздействии этого излучения противник лишается возможности вести прицельный огонь, так как в поле зрения вместо цели наблюдает ярко светящееся пятно. Результат воздействия лазерным излучением наблюдается по поведению противника. Признаками, указывающими на эффективность воздействия излучением, могут служить: ослабление или прекращение огня противника, беспорядочность его перемещения, ведение им хаотичной стрельбы и т. д. При этом воздействие может осуществляться в сочетании со стрельбой из стрелкового оружия. Благодаря этому поставленная боевая задача решается в более короткие сроки, с меньшими затратами боеприпасов и с меньшими потерями среди личного состава.

Таким образом, при использовании специального стрелкового оружия решаются три задачи. Наряду с подавлением цели огнем оружия обеспечивается возможность корректировки огня и оказывается противодействие противнику при определении им координат стрелка. В результате принятых мер повышается эффективность стрельбы по различным целям: личному составу и огневым средствам противника, воздушным целям, спортивным мишеням.

При этом предложенное конструктивное выполнение пули практически обеспечивает сохранение ее баллистических характеристик и пробивного действия, а использование лазерного устройства с соответствующими параметрами обеспечивает надежное и уверенное наблюдение за полетом пули, а также функциональное подавление органов зрения личного состава противника в широком диапазоне изменения протяженности трассы и при различном фоне в диапазоне расстояний до и свыше 1000 м.

Эксперимент. Трипель-призма, имеющая в основании правильный шестиугольник, у которого расстояние между параллельными гранями составляло 4 мм, облучалась пучком излучения красного He-Ne-лазера мощностью 1мВт. Расстояние между лазером и призмой равнялось 35 м, диаметр поперечного сечения пучка в плоскости расположения призмы составлял 8 см. При естественной освещенности в дневное время суток в плоскости расположения лазера в кружке рассеяния диаметром 30 см с центром на оси лазера невооруженным глазом наблюдался малоразмерный светящийся предмет высокой яркости. Из эксперимента можно сделать вывод о возможности использования трипель-призмы и лазера с такими параметрами в короткоствольном оружии, например в 9-мм пистолете Макарова. Для оружия с дальностью стрельбы до и свыше 1000 м (автоматическая винтовка, автомат, пулемет) требуемая мощность по оценкам составляет несколько Вт. Уровень такой мощности может быть легко обеспечен в современных компактных и мобильных лазерных устройствах.

Предложенное стрелковое оружие характеризуется высокой результативностью стрельбы и эффективностью применения, отличается легкостью наведения на цель, надежно функционирует в различных погодных и климатических условиях, в дневное и ночное время и может быть применено в разнообразных боевых ситуациях для поражения различных целей противника, а также при выполнении учебных, тренировочных и спортивных стрельб.

Источники информации:
1. Наставление по стрелковому делу. 9-мм пистолет Макарова (ПМ). -М.: Воениздат, 1955, с.3-5, 42-43.

2. Наставление по стрелковому делу. 7,62-пулемет Калашникова (ПК, ПКС, ПКБ и ПКТ). -М.: Воениздат, 1971, с.7, 83-85.

3. Михеечев B.C. Геодезические светодальномеры. М.: Недра, 1979, 224с.

4. Теория оптических систем: Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов /Н.П. Заказнов, С.И. Кирюшин, В.Н. Кузичев. -3-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1992. -448 с.

5. Кириллов А. И., Морское В.Ф., Устинов Н.Д. Дозиметрия лазерного излучения /Под ред. Н.Д. Устинова. -М.: Радио и связь, с.46-49.

Изобретение относится к вооружению и может быть использовано в боевом оружии, а также в спортивном и охотничьем оружии при проведении тренировочных стрельб. Стрелковое оружие содержит материальную часть со стволом, патроны, каждый из которых состоит из капсюлированной гильзы, пули и порохового заряда, лазерное устройство, излучающее в видимом диапазоне спектра и имеющее оптическую ось, согласованную с осью канала ствола. Лазерное устройство снабжено телескопической системой формирования пучка с изменяемой расходимостью выходящего излучения и предназначено для подсветки пули и ослепления органа зрения противника. В задней торцевой части пули размещена трипель-призма, основанием ориентированная против направления полета пули с возможностью возвращения части излучения лазерного устройства на оператора-наводчика оружия для визуальной корректировки стрельбы. Внутри гильзы между пороховым зарядом и задним торцом пули установлена тонкостенная шайба из не разрушающегося от давления продуктов сгорания порохового заряда демпфирующего материала, боковая поверхность трипель-призмы выполнена контактирующей с пулей через демпфирующий материал, исключающий разрушение трипель-призмы при ударных нагрузках во время разгона в канале ствола оружия. Изобретение позволяет одновременно корректировать стрельбу применяющего это оружие оператора и производить помеху точной стрельбе противника, позволяет надежно функционировать оружию в различных климатических условиях в дневное и ночное время. 2 ил.

Стрелковое оружие с боеприпасами, содержащее материальную часть со стволом, патроны, каждый из которых состоит из капсюлированной гильзы, пули и порохового заряда, лазерное устройство, излучающее в видимом диапазоне спектра и имеющее оптическую ось, согласованную с осью канала ствола, отличающееся тем, что лазерное устройство снабжено телескопической системой формирования пучка с изменяемой расходимостью выходящего излучения и предназначено для подсветки пули и ослепления органа зрения противника, в задней торцевой части пули размещена трипель-призма, основанием ориентированная против направления полета пули с возможностью возвращения части излучения лазерного устройства на оператора-наводчика оружия для визуальной корректировки стрельбы, а внутри гильзы между пороховым зарядом и задним торцом пули установлена тонкостенная шайба из не разрушающегося от давления продуктов сгорания порохового заряда демпфирующего материала, боковая поверхность трипель-призмы выполнена контактирующей с пулей через демпфирующий материал, исключающий разрушение трипель-призмы при ударных нагрузках во время разгона в канале ствола оружия.