БЕСШУМНЫЙ ПАТРОН Российский патент 2002 года по МПК F42B5/02 

Изобретение относится к боеприпасам, конкретно к патронам боевого и охотничьего автоматического, полуавтоматического и неавтоматического 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-разделитель [1, с. 624] . На резьбовом участке поршень-разделитель останавливался, отсекая (блокируя) пороховые и капсюльные газы внутри патрона.

Известен и отечественный бесшумный патрон СП-4, содержащий снаряд (пулю), гильзу, поршень-разделитель (иначе - "поддон-обтюратор") и пороховой метательный заряд, расположенный между поршнем-разделителем и донной частью гильзы, с устройством его воспламенения [2 и 3, рис. в, г]. Пространство между шейкой гильзы и поршнем-разделителем занято снарядом (с частичным кольцевым воздушным зазором). СП-4 применяется в гладкоствольном автоматическом оружии - пистолете ПСС.

В патроне-аналоге, однако, активный ход снаряда соответствует рабочему ходу поршня, что обусловливает относительно невысокую эффективность последнего как поступательно движущегося промежуточного тела (передаточного звена) устройства выталкивания снаряда. Соответственно сужены возможности обеспечения необходимой скорости вращения снаряда или сокращения длины патрона при заданной скорости вращения по условиям стабилизации полета. Имеет место и завышение массы и металлоемкости патрона, остаются резервы улучшения условий обтюрации пороховых и капсюльных газов.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по назначению и совокупности конструктивных признаков является бесшумный патрон (США), содержащий снаряд (пулю), гильзу, поршень-разделитель, установленный с возможностью рабочего хода, ограниченного скатом гильзы, метательный заряд с устройством его воспламенения и жидкое вещество, заполняющее пространство между снарядом и поршнем-разделителем [4].

В нем снаряд (пуля) центрирован за счет сужения снарядной каморы в шейке гильзы. Жидкость, заполняющая пространство между снарядом и поршнем-разделителем, образует совместно с последним "гидравлический поршень" и позволяет:
- обеспечить возможность применения в автоматическом оружии за счет исключения выхода части поршня-разделителя за первичные габариты патрона;
- увеличить активный ход снаряда при сохранении величины рабочего хода поршня-разделителя (или уменьшить необходимую величину рабочего хода поршня-разделителя при сохранении величины активного хода снаряда);
- увеличить импульс и соответственно дополнительные возможности увеличения длины нарезной части ствола в целях повышения кучности стрельбы;
- улучшить условия обтюрации пороховых и капсюльных газов;
- снизить массу и металлоемкость.

Однако сам факт использования жидкого вещества "вообще", без указания конкретных его свойств и состава (в описании), не может гарантировать удовлетворительных технико-эксплуатационных характеристик патрона-прототипа. Это сужает возможности реализации известного технического предложения. Наряду с экономическими соображениями (стоимость, доступность жидкости) следует рационально подобрать (и оптимизировать) ее физические свойства (плотность, температуру замерзания, сжимаемость и коэффициент поглощения звука [5]), исходя из специфических рабочих процессов в патроне. В частности, вода и спирт не соответствуют требованиям по сжимаемости, при больших давлениях пороховых газов в гильзе, а также по незамерзаемости и др. параметрам. Рекомендации по использованию аморфного вещества - мягкого воска, также далеки от оптимума.

Задача данного изобретения - расширение возможностей и улучшение характеристик бесшумного патрона за счет рационального выбора состава жидкого вещества, а также облегчения сборки патрона и обеспечения возможности его разборки с целью восстановления с частичной утилизацией.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в бесшумном патроне, содержащем снаряд, гильзу, поршень с диаметром, превышающим калибр, установленный с возможностью рабочего хода до его торможения в скате гильзы, пороховой метательный заряд с устройством его воспламенения и жидкость, заполняющую пространство между снарядом и поршнем, в качестве жидкости используют водоглицериновый раствор или раствор, содержащий 46% глицерина, 19% спирта, 35% воды.

Решение поставленной задачи достигается также за счет дополнительных конструктивных признаков:
- водоглицериновый раствор может содержать глицерин и воду в эвтектической пропорции;
- гильза может быть выполнена конусной с внешней и внутренней сторон, а ее донная часть - съемной и охватывать поршень-разделитель по крайней мере на всей длине его рабочего хода, при этом внутренняя поверхность донной части, сопряженная с поверхностью поршня-разделителя, может быть выполнена цилиндрической, а внешняя поверхность, сопряженная с внутренней поверхностью гильзы, - конической по меньшей мере на верхней части своей высоты.

- водоглицериновый раствор может содержать антикоррозионную присадку.

Водоглицериновый раствор с антикоррозионной присадкой - одна из наиболее рациональных жидкостей по физическим свойствам (плотность, температура замерзания и сжимаемость), экономическим и др. параметрам (стоимость, доступность). Эвтектической пропорцией раствора обеспечивается минимальная температура ее замерзания. Последняя совокупность дополнительных признаков, приведенная выше в перечне дополнительных отличий, позволяет скомпенсировать значительную внутреннюю конусность некоторых типов гильзы, препятствующую нормальной работе поршня-разделителя. Такая конструкция улучшает обтюрацию и облегчает извлечение стреляной гильзы.

Среди известные 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: расширение возможностей и улучшение характеристик бесшумного патрона за счет рационального выбора состава жидкого вещества, а также облегчения сборки патрона и обеспечения возможности его разборки с целью восстановления с частичной утилизацией.

Заявляемое устройство бесшумного патрона пояснено на чертежах, где на фиг. 1 показан один из возможных вариантов конструкции бесшумного патрона (с цилиндрической гильзой и цилиндрическим поршнем-разделителем), продольный разрез; на фиг.2 - второй вариант конструкции бесшумного патрона (с конической гильзой и Н-образным поршнем-разделителем), продольный разрез; на фиг.3 - третий вариант (с развитой донной частью), продольный разрез, где d и D внешний диаметр снаряда (пули) и гильзы соответственно.

Бесшумный патрон содержит гильзу 1 бутылочного типа, цилиндрической (см. фиг.1) или конической (см. фиг.2) формы со встроенным в нее пулевым или иным снарядом 2. Дульце 3 гильзы 1 имеет диаметр d (снаряд 2 фиксируется обжимом). Внутренняя поверхность гильзы 1 может быть как цилиндрической (см. фиг.1), так и конической (см. фиг.2). Она плавно переходит в дульце, образуя скат 4, преимущественно конической формы или близкой к ней.

Донная часть гильзы 1 выполнена в виде пробки 5 с цилиндрической или конической резьбой 6 и встроенным в нее ударным капсюлем-воспламенителем 7 или каким-либо другим устройством воспламенения, например электрического действия. То есть донная часть гильзы 1 выполнена съемной или, иначе говоря, гильза 1 выполнена разъемной.

Между снарядом 2 и пробкой 5 установлен поршень-разделитель 8 цилиндрической формы (см. фиг.1) или со слабо выраженной конусностью, соответствующей конусности внутренней поверхности гильзы 1 (см. фиг.2).

В преимущественном варианте исполнения поршня-разделителя 8 предусмотрены передняя 9 и/или задняя 10 выборки. При этом передняя выборка 9 формирует кольцевую жертвенную (деформируемую) часть 11 поршня-разделителя, а при задней выборке 10 поршень-разделитель 8 опирается на дно гильзы 1, в частности в кольцевую часть 12 пробки 5 (см. фиг.2). Таким образом, по второму варианту поршень-разделитель 8 в продольном сечении имеет Н-образную форму.

В варианте конструкции с развитой пробкой 5 (см. фиг.3) гильза 1 выполнена, как и во втором варианте, конусной с внешней и внутренней сторон, но донная часть (пробка) 5 охватывает поршень-разделитель 8 по крайней мере на всей длине его рабочего хода. При этом внутренняя поверхность донной части (пробки) 5, сопряженная с поверхностью поршня-разделителя 8, выполнена цилиндрической, а внешняя поверхность, сопряженная с внутренней поверхностью гильзы 1, - конической по меньшей мере на верхней части своей длины (высоты). Остальная часть ее высоты - резьбовой участок 6 (цилиндрический или конический).

В любом из указанных выше или иных возможных конструктивных вариантах пространство между донной частью (пробкой) 5 гильзы 1 и поршнем-разделителем 8 заполнено пороховым метательным зарядом 13, а пространство между снарядом 2 и поршнем-разделителем 8 заполнено жидким веществом (далее - "жидкостью") 14.

В качестве жидкости 14 используется жидкость со сжимаемостью меньшей, чем у воды, из числа незамерзающих в реальном диапазоне температур, конкретно - водоглицериновый раствор с антикоррозионной присадкой, преимущественно в эвтектической пропорции глицерина и воды (соответственно примерно 70 и 30%), обеспечивающей температуру замерзания минус 38,9^oС. Ближайший возможный заменитель - жидкость Стеол-М (46% глицерина, 19% спирта, 35% воды). Допускается и применение чистого глицерина. Коэффициент поглощения звука в глицерине на два порядка выше, чем в воде, а его сжимаемость - вдвое ниже [5].

Описанные примеры конструктивного выполнения заявляемого устройства не исключают других возможных вариантов в рамках формулы изобретения.

Устройство работает следующим образом.

В процессе изготовления патрона, точнее - его сборки, обжим-фиксация снаряда 2 (формирование дульца 3 со скатом 4) сопровождается сдавливанием жидкости 14. Давление (в конструктивных вариантах по фиг. 2,3) передается через поршень-разделитель 8 на дно гильзы (пробку 5), вследствие чего не происходит нежелательное уплотнение заряда 13. Кроме того, гарантируется определенное положение поршня-разделителя (и соответственно плотность заряжания), одинаковое для всех патронов (по крайней мере серии), что в совокупности способствует стабильности параметров патрона.

При боевом использовании патрона срабатывание капсюля-воспламенителя (или иного устройства воспламенения) 7 и последующее горение заряда 13 вызывает резкое возрастание давления за поршнем-разделителем 8. Последний воздействует на водоглицериновую смесь 14 или ее заменитель, несущественно сжимая ее (практически не сжимая ее) и выталкивает снаряд 2 в нарезную часть ствола. Вытеснение жидкости 14 из гильзы 1 происходит, таким образом, практически на всем рабочем ходе поршня-разделителя 8, т.е. до его ограничения скатом 4. При превышении внутреннего диаметра гильзы 1 над калибром активное воздействие поршня-разделителя 8 на снаряд 2 через жидкость 14 (и, следовательно, придание вращения последнему) происходит при большем перемещении снаряда 2 в сравнении с перемещением поршня-разделителя 8. Иначе говоря, активный ход снаряда 2 больше рабочего хода поршня-разделителя 8. Воздействие жидкости 14 с ее кинетической энергией на снаряд 2 продолжается на оставшейся длине ствола и частично за его пределами. Жидкость 14 работает и как дополнительный уплотнитель, вместе с поршнем-разделителем 8 препятствуя прорыву пороховых и капсюльных газов за пределы гильзы 1. При наличии антикоррозионной присадки длительное хранение патрона не сопровождается существенными окислительными процессами, а эвтектическая пропорция компонентов водоглицериновой смеси не приводит к ее замерзанию в реальных температурных условиях боевого применения. Процесс торможения Н-образного поршня 8 при взаимодействии со скатом 4 сопровождается деформацией жертвенной (деформируемой) части 11 (см. фиг.2,3) преимущественно в виде смятия вовнутрь. Соответственно гашение кинетической энергии Н-образного поршня-разделителя 8 происходит более плавно, чем цилиндрического (см. фиг.1).

В варианте по фиг. 3 весь рабочий ход поршня-разделителя 8 осуществляется на цилиндрическом участке пробки 5, причем с любыми характеристиками поверхности, заданными при конструкторско-технологической подготовке проекта, т.е. отсутствует вынужденная зависимость от геометрии и характеристик внутренней поверхности "базовой" основной части гильзы 1.

Автоматически или вручную удаленная из патронника оставшаяся после выстрела часть патрона, как правило, подлежит восстановлению с частичной утилизацией. При этом пробку 5 вывинчивают, после чего извлекают поршень-разделитель 8.

Использование заявляемого устройства позволяет расширить возможности и улучшить характеристики 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.-656c.-C. 93-95, 618-625.

2. RU 2059189 С1, F 42 B 5/02, 27.04.1996.

3. Волховский Н. Л. Силы специальных операций. - СПб.: Полигон-АСТ, MCMXCVI. - С. 96 (фиг. а, б - прототип устройства).

4. US 4173186, F 42 B 5/02, 06.11.1979, Fig. 3,4 (прототип).

5. Физические величины: Справочник/ Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с. С. 137,370.

Изобретение относится к боеприпасам, конкретно к патронам боевого и охотничьего автоматического, полуавтоматического и неавтоматического стрелкового оружия. Патрон содержит снаряд, гильзу, поршень с диаметром, превышающим калибр, установленный с возможностью рабочего хода до его торможения в скате гильзы, пороховой метательный заряд с устройством его воспламенения и жидкость, заполняющую пространство между снарядом и поршнем. В качестве жидкости используют водоглицериновый раствор или раствор, содержащий 46% глицерина, 19% спирта, 35% воды. Рекомендуется эвтектическая смесь глицерина и воды (примерно 70 и 30%). В одном из вариантов конструкции гильза выполнена конусной с внешней и внутренней сторон, а ее донная часть выполнена съемной и охватывает поршень-разделитель по крайней мере на всей длине его рабочего хода, при этом внутренняя поверхность донной части, сопряженная с поверхностью поршня-разделителя, выполнена цилиндрической, а внешняя поверхность, сопряженная с внутренней поверхностью гильзы, - конической по меньшей мере на верхней части своей высоты. При боевом использовании патрона поршень-разделитель вытесняет снаряд в нарезную часть ствола посредством жидкости. При этом активный ход снаряда больше рабочего хода поршня-разделителя. Воздействие жидкости на снаряд продолжается на оставшейся длине ствола и частично за его пределами. Жидкость способствует также обтюрации газов и поглощению звука. Использование изобретения позволяет расширить возможности и улучшить характеристики бесшумного патрона. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Бесшумный патрон, содержащий снаряд, гильзу, поршень с диаметром, превышающим калибр, установленный с возможностью рабочего хода до его торможения в скате гильзы, пороховой метательный заряд с устройством его воспламенения и жидкость, заполняющую пространство между снарядом и поршнем, отличающийся тем, что в качестве жидкости используют водоглицериновый раствор или раствор, содержащий 46% глицерина, 19% спирта, 35% воды. 2. Бесшумный патрон по п.1, отличающийся тем, что водоглицериновый раствор содержит глицерин и воду в эвтектической пропорции. 3. Бесшумный патрон по п.1, отличающийся тем, что гильза выполнена конусной с внешней и внутренней сторон, а ее донная часть выполнена съемной и охватывает поршень по крайней мере на всей длине рабочего хода, при этом внутренняя поверхность донной части, сопряженная с поверхностью поршня, выполнена цилиндрической, а внешняя поверхность, сопряженная с внутренней поверхностью гильзы, - конической по меньшей мере на верхней части своей высоты. 4. Бесшумный патрон по п.1 отличающийся тем, что водоглицериновый раствор содержит антикоррозионную присадку.