БЕСШУМНЫЙ ПАТРОН И СПОСОБ ЕГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК F42B5/02 F42B33/10 F42B33/06 

Группа изобретений относится к боеприпасам, конкретно к патронам боевого гладкоствольного оружия, полицейских карабинов, пистолетов, пистолетов-пулеметов, охотничьих ружей и др. неавтоматического и автоматического стрелкового оружия.

Известны три основных способа снижения уровня звука (глушения) при выстреле [1]:
- ограничение скорости истечения пороховых газов из канала ствола;
- ограничение скорости пули до дозвуковой (не более 300 м/с);
- отсечка (блокировка) пороховых газов внутри гильзы патрона.

Последний способ был реализован, в частности, в американском бесшумном патроне (к гладкоствольному револьверу калибра 11,2 мм), содержащем стальную гильзу с капсюлем-воспламенителем и снарядной каморой с резьбовым участком в передней части, пороховой метательный заряд, снаряд (контейнер с дробью) и поршень [1, с. 624] . На резьбовом участке поршень останавливался, отсекая (блокируя) пороховые и капсюльные газы внутри патрона.

Известен и отечественный бесшумный патрон СП-3, содержащий гильзу с капсюлем-воспламенителем и снарядной каморой, имеющей сужение в передней открытой части с конусным участком, пороховой метательный заряд, снаряд и поршень, расположенный между метательным пороховым зарядом и снарядом. В нем предусмотрено центровочное устройство в виде цилиндрической шейки для центральной части снаряда, а капсюль-воспламенитель встроен в резьбовую заглушку, ввинченную в конец гильзы [2]. Однако он предназначен исключительно для неавтоматического оружия и после боевого применения подлежит уничтожению подрывом (см. [1], с.624), что экономически нецелесообразно.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по назначению и совокупности конструктивных признаков является бесшумный патрон, содержащий гильзу с устройством воспламенения и снарядной каморой, имеющей сужение в передней открытой части с конусным участком, пороховой метательный заряд, снаряд и поршень, снабженный центровочным устройством для хвостовой части снаряда и расположенный между пороховым метательным зарядом и снарядом [3].

В нем снарядная камора выполнена с двумя цилиндрическими участками, между которыми установлен упомянутый конусный участок, гильза и ступенчатый поршень с конусными участками выполнены цельнометаллическими (несоставными), а снаряд центрирован с помощью цилиндрического участка сужения в передней открытой части гильзы и центровочного устройства для хвостовой его части, которое выполнено в виде центрального конического возвышения в переднем торце поршня, в качестве устройства воспламенения (порохового метательного заряда) применен капсюль-воспламенитель ударного действия, в конструкции использована, в основном, сталь. В отличие от патрона СП-3 он предназначен, главным образом, для автоматического оружия.

Однако в устройстве-прототипе имеет место остаточная деформация поршня, при этом невозможно его извлечение из гильзы и восстановление патрона для повторного (многократного) его применения. Как и патрон СП-3, он подлежит подрыву в связи с непредусмотренностью выпуска газов, блокированных в запоршневом пространстве. Кроме того, резкое сужение снарядной каморы на относительно коротком конусном участке и ее цилиндричность на основном, длинном участке (участке рабочего хода поршня) определяет недоиспользование возможностей улучшения обтюрации пороховых газов и снижения уровня звука (газодинамического и механического). Все это обусловливает недостаточно высокие технико-экономические характеристики.

В доступных источниках информации отсутствуют сведения о каких-либо способах восстановления бесшумных патронов.

В обычных же патронах (т. е. не бесшумных спецпатронах) повторно (многократно) используют лишь гильзу, а остальные элементы заменяют новыми (и то не во всех случаях).

Задачей являлось повышение технико-эксплуатационных характеристик бесшумного патрона путем обеспечения его рационального восстановления с широкой номенклатурой многократно используемых составных частей, а также снижения уровня звука (шумности).

Решение поставленной задачи достигается группой изобретений, объединенных единым изобретательским замыслом, а именно тем, что в бесшумном патроне, содержащем гильзу с устройством воспламенения и снарядной каморой, имеющей сужение в передней открытой части с конусным участком, пороховой метательный заряд, снаряд и поршень, снабженный центровочным устройством для хвостовой части снаряда и расположенный между пороховым метательным зарядом и снарядом, поршень выполнен составным из двух концентричных тел вращения - центрального конусного элемента из более твердого материала и периферийного ступенчатого конусного элемента из менее твердого материала, при этом основания конусных элементов ориентированы в сторону порохового метательного заряда. Гильза при этом может быть выполнена из двух частей, взаимосвязанных посредством разъемного соединения, преимущественно резьбового. Передняя часть со снарядной каморой может быть снабжена хвостовиком с полостью для порохового метательного заряда, а донная часть, содержащая устройство воспламенения, - охватывать упомянутый хвостовик. Конусный участок сужения снарядной каморы может быть расположен по всей ее длине, выполнен с выбегом на длину поршня и быть двухступенчатым, при этом ступень в передней открытой части снарядной каморы может быть выполнена с большей конусностью и на меньшей длине. Центровочное устройство поршня для хвостовой части снаряда может быть выполнено в виде центральной цилиндрической гнездовой выборки диаметром, охватывающим предпочтительно оба конусных элемента поршня. Вершина центрального конусного элемента поршня может быть расположена глубже торцевой поверхности центральной гнездовой выборки. Гильзу и центральный конусный элемент поршня рекомендуется выполнять из титана.

Решение поставленной задачи достигается также применением способа восстановления бесшумного патрона, характеризуемого указанной выше совокупностью основных конструктивных признаков и первого дополнительного отличительного признака (составной конструкции гильзы), заключающегося в частичной замене составных частей использованного патрона новыми при сохранении гильзы, при которой через открытый торец гильзы выпрессовывают из поршня, заклиненного на конусном участке сужения снарядной каморы, его центральный конусный элемент при одновременном стравливании остаточных газов, воздействуя пуансоном на вершину центрального конусного элемента, выпрессовывают заклиненный периферийный конусный элемент, разъединяют части гильзы посредством их разъемного соединения, извлекают конусные элементы поршня, извлекают использованное устройство воспламенения и устанавливают новое, восстанавливают поршень путем соединения использованного его центрального конусного элемента с новым периферийным конусным элементом, вставляют в переднюю часть гильзы последовательно новый снаряд и восстановленный поршень, формируют новый пороховой метательный заряд и вновь соединяют переднюю и донную части гильзы между собой. Последовательное выпрессовывание центрального и периферийного конусных элементов поршня из гильзы может быть осуществлено без замены пуансона между указанными операциями, а последовательное выпрессовывание центрального и периферийного конусных элементов поршня из гильзы - нереверсивным движением пуансона.

Среди известных устройств и способов не обнаружены такие, совокупность существенных признаков которых совпадала бы с заявленной. В то же время, именно за счет последней достигается новый технический результат в соответствии с поставленной задачей: повышение технико-эксплуатационных характеристик патрона путем обеспечения его рационального восстановления с широкой номенклатурой многократно используемых составных частей, а также снижения уровня звука (шумности).

Заявляемые устройство бесшумного патрона и способ его восстановления пояснены на чертежах, где:
на фиг. 1 показан пример конструктивного выполнения бесшумного патрона, продольный разрез;
на фиг. 2 - процесс восстановления патрона на стадии выпрессовывания сохраняемого элемента поршня при одновременном стравливании остаточных пороховых и капсюльных газов;
на фиг.3 - то же, на стадии выпрессовывания утилизируемого элемента поршня из сохраняемой гильзы.

Бесшумный патрон содержит (см. фиг.1) гильзу 1 стандартного диаметра d с капсюлем-воспламенителем (или иным устройством воспламенения) 2 и снарядной каморой 3, пороховой метательный заряд 4, снаряд (в частности, пулю) 5 и поршень (позиции указаны поэлементно), расположенный между зарядом 4 и снарядом 5.

Поршень выполнен составным из двух концентричных тел вращения - центрального конусного элемента 6 из более твердого материала, предпочтительно титана, и периферийного (т.е. охватывающего элемент 6) ступенчатого конусного элемента 7 из менее твердого материала, например латуни. Длина (высота) поршня - h₁. Ступенчатость элемента 7 выражается в наличии последовательно расположенных по длине (высоте) поршня конусных поверхностей 8 не менее двух, образующих лабиринтное уплотнение. Основания элементов 6, 7 ориентированы в сторону заряда 4. Поршень снабжен центровочным устройством 9 для хвостовой части снаряда 5, которое расположено на переднем торце поршня.

Дальнейшее описание устройства патрона касается частных, преимущественных конструктивов.

Центровочное устройство 9 выполнено в виде центральной цилиндрической гнездовой выборки глубиной h₂ и диаметром, охватывающим предпочтительно оба конусных элемента 6, 7 поршня. Геометрические размеры элементов 6, 7 и выборки 9 рекомендуется выбирать так, чтобы вершина элемента 6 была расположена глубже (на фиг.1 - ниже) торцевой поверхности выборки 9, с образованием зазора 10 между элементом 6 и хвостовиком снаряда 5. Основание элемента 6 также может быть расположено глубже (на фиг.1 - выше) заднего торца элемента 7 на величину h₃ с образованием пространства 11.

Как правило, гильза 1 должна быть выполнена составной из двух частей, одна из которых (передняя часть 1а с каморой 3) может быть снабжена хвостовиком 12 с полостью для заряда 4, а другая (донная часть 1б, содержащая капсюль-воспламенитель или иное устройство воспламенения 2) - выполненной в виде стакана. В этом случае часть 1б соединена с частью 1а, охватывая собой хвостовик 12 посредством разъемного, преимущественно резьбового, соединения 13. Не исключено также выполнение соединения частей 1а и 1б с охватом частью 1а части 1б (при этом в обеспечение прочности стенок гильзы на уровне заряда 4 внутренний диаметр части 1б может быть уменьшен до необходимого значения за счет сокращения диаметра пространства для заряда 4).

Снарядная камора 3 имеет сужение (конусный участок) по всей ее длине и предпочтительно с выбегом на длину (высоту) h₁ поршня. Оно(он) выполнено(ен) двухступенчатым: первая (задняя) ступень 14 выполнена с относительно меньшей конусностью на относительно большей длине I₁, а вторая (передняя) ступень 15 - с относительно большей конусностью на относительно меньшей длине I₂. Для гильзы стандартных габаритов 12-го калибра может быть рекомендовано постепенное уменьшение диаметра снарядной каморы (с выбегом на длину h₁ поршня) примерно от 16 мм до 14 мм.

Таким образом, снаряд 5 диаметром D центрирован в каморе 3 в головной своей части на участке 15 и хвостовиком в выборке 9.

Между капсюлем-воспламенителем 2 и зарядом 4 может быть предусмотрена технологическая шайба 16 с отверстиями (отверстием) 17.

Описанный пример конструктивного выполнения заявляемого устройства не исключает других возможных вариантов в рамках формулы изобретения.

Устройство работает следующим образом.

Срабатывание капсюля-воспламенителя (или иного устройства воспламенения) 2 и последующее горение заряда 4 вызывает движение поршня вместе со снарядом 5. При этом в поршне центральный элемент 6, имеющий относительно большую площадь основания, под давлением пороховых и капсюльных газов сначала перемещается относительно периферийного элемента 7, что сопровождается распиранием последнего, выборкой зазора 10 и увеличением пространства 11. Наличие пространства 11 и конусности 15 в еще большей степени улучшает обтюрацию газов.

Преодолевая сопротивление гильзы 1 на конусном участке 15, снаряд 5 покидает гильзу 1, а поршень более плавно (в сравнении с прототипом) тормозится последовательно конусностями 14 и 15 до полной остановки на уровне границы участков 14, 15 (положительное явление заклинки поршня).

В результате пороховые и капсюльные газы оказываются надежно отсеченными (блокированными, запертыми) в запоршневом пространстве и начинают постепенно терять внутреннюю энергию в изохорических условиях, что проявляется в понижении их температуры и давления.

Уровень шума (степень бесшумности) определяется качеством обтюрации газов при выстреле (газодинамическая составляющая) и динамикой торможения подвижных частей патрона (механическая составляющая).

Автоматически или вручную удаленный из патронника использованный ("стреляный") патрон (естественно, уже без снаряда 5), как правило, подлежит восстановлению с частичной утилизацией.

Восстановление (снаряжение) патрона для его повторного (многократного) использования осуществляют следующим способом.

Патрон неподвижно устанавливают с упором торца донной части 1б в прессе, например в устройстве типа УПС (универсальный прибор для снаряжения охотничьих боеприпасов, [4]). При этом рекомендуется использование пуансона 18 (см. фиг.2, 3) со ступенчатым носиком 19. Пуансон 18 вводят в открытый торец гильзы 1, упирают конец его носика 19 в вершину центрального элемента 6 и медленно выпрессовывают его из периферийного элемента 7, на первом этапе стравливая остаточные, остывшие пороховые и капсюльные газы через образующийся зазор между элементами 6 и 7 и кольцевое пространство 3 наружу (см. фиг.2).

Затем (как наиболее рациональный вариант способа), не заменяя пуансона 18 и не реверсируя его подачу, выпрессовывают заклиненный элемент 7, воздействуя торцом при основании носка 19 (иначе говоря, его "ступенью") на донную поверхность выборки 9 в части 7. За счет конусности 14 поршень в разобранном виде оказывается лежащим в донной части 1б гильзы 1 (в данном примере - на шайбе 16). Патрон, не извлекая из фиксирующего устройства или предварительно освободив (в зависимости от особенностей конкретного оборудования и условий), разбирают, разъединяя части 1а и 1б гильзы 1 посредством разъемного их соединения 13 (развинчивают резьбу 13), извлекают элементы 6, 7 и отправляют деформированный элемент 7 на утилизацию. Затем известными способами извлекают использованное устройство воспламенения 2 (выпрессовывают использованный капсюль-воспламенитель 2) и устанавливают на его место новое(ый). После этого (или одновременно на другом рабочем месте) восстанавливают поршень путем соединения использованного элемента 6 с новым элементом 7. Следующие операции заключаются в том, что в часть 1а гильзы 1 последовательно вставляют новый снаряд 5 и восстановленный поршень, формируют новый пороховой заряд 4 и вновь соединяют части 1а и 1б гильзы 1 между собой.

Если при описанной выше операции первичной подачи пуансона 18 сила трения покоя пары "элемент 6 - элемент 7" окажется больше силы трения покоя пары "элемент 7 - гильза 1", то стравливание пороховых и капсюльных газов произойдет через зазор, образующийся между элементом 7 и гильзой 1, поршень выпрессуется из гильзы 1 целиком и разделение элементов 6 и 7 придется производить отдельно как дополнительную операцию.

Таким образом, обеспечивается рациональное восстановление бесшумного патрона с широкой номенклатурой многократно используемых составных частей, а также снижение уровня звука (шумности) патрона, что обусловливает, в конечном счете, повышение технико-экономических характеристик бесшумного патрона.

Источники информации
1. Благовестов А.И. То, из чего стреляют в СНГ: Справочник стрелкового оружия/ Под общ. ред. А.Е. Тараса. - Мн.: Харвест, 1999. - 656 c. - C.618-624.

2. Волковский Н. Л. Силы специальных операций. - СПб.: Полигон-АСТ, MCMXCVI.-C.96.

3. RU 2059189, F 42 B 5/02, 27.04.96 (прототип устройства).

4. Трофимов В.Н. Охотничьи боеприпасы и снаряжение патронов к охотничьим ружьям. - Мн.: ООО "СЛК", 1996 - 320с. - С.196-198.

Изобретение относится к боеприпасам, конкретно к патронам боевого гладкоствольного оружия, охотничьих ружей и другого неавтоматического и автоматического стрелкового оружия. Патрон содержит гильзу с устройством воспламенения (капсюлем) и снарядной каморой, имеющей сужение в передней открытой части с конусным участком, пороховой метательный заряд, снаряд и поршень, снабженный центровочным устройством для хвостовой части снаряда и расположенный между пороховым метательным зарядом и снарядом. Новым является выполнение поршня составным из двух концентричных тел вращения - центрального конусного элемента из более твердого материала и периферийного ступенчатого конусного элемента из менее твердого материала. Основания конусных элементов ориентированы в сторону метательного заряда. Гильза может быть выполнена из двух частей, взаимосвязанных посредством разъемного, в частности резьбового, соединения. Конусный участок сужения может быть расположен по всей длине каморы, в частности, с выбегом на длину поршня. Он может быть выполнен также двухступенчатым: в передней части патрона - с большей конусностью и на меньшей длине. Центровочное устройство выполнено предпочтительно в виде центрального цилиндрического гнезда, в частности, по диаметру, охватывающему оба конусных элемента поршня. Гильза и центральный конусный элемент рекомендуется выполнять из титана. Новым является также последовательность операций по восстановлению патрона. Через открытый торец гильзы выпрессовывают из поршня, заклиненного на конусном участке, центральный конусный элемент при одновременном стравливании остаточных пороховых и капсюльных газов, выпрессовывают периферийный конусный элемент, разъединяют части гильзы, извлекают части поршня, извлекают капсюль и устанавливают новый, восстанавливают поршень с использованием "стреляного" центрального конусного элемента, устанавливают новый снаряд и восстановленный поршень, формируют новый метательный заряд, соединяют части гильзы. Выпрессовывание частей поршня можно производить без замены пуансона и без его реверса. Использование изобретения повышает технико-экономические характеристики бесшумного патрона. 2 с. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Бесшумный патрон, содержащий гильзу с устройством воспламенения и снарядной каморой, имеющей сужение в передней открытой части с конусным участком, пороховой метательный заряд, снаряд и поршень, снабженный центровочным устройством для хвостовой части снаряда и расположенный между пороховым метательным зарядом и снарядом, отличающийся тем, что поршень выполнен составным из двух концентричных тел вращения - центрального конусного элемента из более твердого материала и периферийного ступенчатого конусного элемента из менее твердого материала, при этом основания конусных элементов ориентированы в сторону метательного заряда. 2. Бесшумный патрон по п. 1, отличающийся тем, что гильза выполнена из двух частей, взаимосвязанных посредством разъемного соединения. 3. Бесшумный патрон по п. 2, отличающийся тем, что разъемное соединение частей гильзы выполнено резьбовым. 4. Бесшумный патрон по любому из п. 2 или 3, отличающийся тем, что передняя часть гильзы со снарядной каморой снабжена хвостовиком с полостью для метательного заряда, а донная часть, содержащая устройство воспламенения, охватывает упомянутый хвостовик. 5. Бесшумный патрон по п. 1, отличающийся тем, что конусный участок сужения снарядной каморы расположен по всей ее длине. 6. Бесшумный патрон по п. 5, отличающийся тем, что конусный участок сужения снарядной каморы выполнены с выбегом на длину поршня. 7. Бесшумный патрон по п. 5, отличающийся тем, что конусный участок сужения снарядной каморы выполнен двухступенчатым, при этом ступень в передней открытой части снарядной каморы выполнена с большей конусностью и на меньшей длине. 8. Бесшумный патрон по п. 1, отличающийся тем, что центровочное устройство поршня для хвостовой части снаряда выполнено в виде центральной цилиндрической гнездовой выборки. 9. Бесшумный патрон по п. 8, отличающийся тем, что центральная цилиндрическая гнездовая выборка выполнена по диаметру, охватывающему оба конусных элемента поршня. 10. Бесшумный патрон по п. 8, отличающийся тем, что вершина центрального конусного элемента поршня расположена глубже торцевой поверхности центральной гнездовой выборки. 11. Бесшумный патрон по п. 1, отличающийся тем, что гильза и центральный конусный элемент поршня выполнены из титана. 12. Способ восстановления бесшумного патрона по п. 2, заключающийся в частичной замене составных частей использованного патрона новыми при сохранении гильзы, при этом через открытый торец гильзы выпрессовывают из поршня, заклиненного на конусном участке сужения снарядной каморы, его центральный конусный элемент при одновременном стравливании остаточных пороховых газов, воздействую пуансоном на вершину центрального конусного элемента, выпрессовывают заклиненный периферийный конусный элемент, разъединяют части гильзы посредством их разъемного соединения, извлекают конусные элементы поршня, извлекают использованное устройство воспламенения и устанавливают новое, восстанавливают поршень путем соединения использованного его центрального конусного элемента с новым периферийным конусным элементом, вставляют в переднюю часть гильзы последовательно новый снаряд и восстановленный поршень, формируют новый пороховой метательный заряд и вновь соединяют переднюю и донную части гильзы между собой. 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что последовательное выпрессовывание центрального и периферийного конусных элементов поршня из гильзы осуществляют без замены пуансона между указанными операциями. 14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что последовательное выпрессовывание центрального и периферийного конусных элементов поршня из гильзы осуществляют нереверсивным движением пуансона.