УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОРМОЖЕНИЯ ОТДАЧИ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ Российский патент 2002 года по МПК F41A21/36 

Изобретение относится к стрелковому преимущественно автоматическому и более конкретно к надульным устройствам для уменьшения отдачи.

Известно устройство для торможения отдачи стрелкового оружия, содержащее установленный подвижно на стволе подпружиненный относительно него цилиндр с передней стенкой и продувочными отверстиями в боковых стенках и поршень, а ствол выполнен с газоотводными каналами (см. RU 2138000 С1, 20.09.1999, F 41 A 21/36).

Недостатком известного устройства является относительно малая эффективность снижения энергии отдачи.

Техническим результатом является повышение эффективности устройства за счет снижения энергии отдачи, позволяет осуществить гашение инерционных сил импульса отдачи, видимого спектра пламени и звука выстрела, а также осуществлять вентиляцию и охлаждение канала ствола.

Технический результат достигается тем, что устройство для торможения отдачи стрелкового оружия содержит подпружиненный относительно ствола цилиндр с передней стенкой и продувочными отверстиями в боковых стенках и поршень, а ствол выполнен с газоотводными каналами, оно снабжено цилиндрическим кожухом с задней стенкой и передним торцом, поршень жестко связан со стволом, который имеет возможность перемещения относительно кожуха, который связан с цилиндром и охватывает его и выступающую из него переднюю часть ствола, которая выполнена с передней газодинамической лопаткой и по меньшей мере с одной дополнительной лопаткой, каждая из лопаток имеет С-образное радиальное сечение с выпуклостью, обращенной к выходному отверстию ствола, и образует кольцевую камеру, каждая дополнительная лопатка имеет перепускное окно, а газоотводные каналы ствола соединяют полость ствола с соответствующей кольцевой камерой.

Кроме того, цилиндр может иметь продувочные отверстия в передней стенке.

Кроме того, каждая из лопаток может контактировать своими краями с кожухом, а перепускные окна дополнительных лопаток могут быть смещены к зоне контакта с кожухом.

Газоотводные каналы ствола предпочтительно направлены под углом к оси ствола с вершиной угла, обращенной к входному отверстию ствола.

Цилиндр может также быть выполнен с продувочными каналами в передней стенке.

Внутренняя поверхность задней стенки кожуха может также иметь С-образное радиальное сечение с выпуклостью, обращенной к входному отверстию ствола. Каждая из дополнительных лопаток может иметь указанные перепускные окна, расположенные со смещением на 90^o, каждая кольцевая камера может быть соединена с полостью ствола четырьмя указанными газоотводными каналами в зонах между перепускными окнами, а перепускные окна соседних лопаток при этом могут быть смещены друг относительно друга на 45^o. Ось каждого газоотводного канала ствола в радиальном сечении предпочтительно перпендикулярна хорде, соединяющей основание соответствующей лопатки с местом ее контакта с кожухом. Цилиндр может быть выполнен с приливами на наружной поверхности, а каждое продувочное отверстие цилиндра расположено на наклонной поверхности соответствующего прилива, обращенной к задней стенке кожуха. Связь цилиндра с кожухом может быть выполнена в виде закрепления на торцевой стенке кожуха заднего торца цилиндра, а цилиндр может иметь в зоне закрепления перепускные окна. Поверхность поршня, обращенная к задней торцевой стенке кожуха, может быть выполнена вогнутой. Пружина может быть размещена в полости цилиндра между его передней стенкой и поршнем. Лопатки преимущественно выполнены кольцевыми.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства в разрезе. На фиг.2 - разрез А-А фиг.1. На фиг.3 - разрез В-В фиг.1. На фиг.4 - разрез С-С фиг.1. На фиг. 5 - увеличенный вид продувочного канала. На фиг.6 - разрез D-D фиг.1. На фиг.7 - разрез Е-Е фиг.1. На фиг.8 - разрез F-F фиг.1.

Устройство содержит подпружиненный относительно ствола 7 пружиной 15 цилиндр 16 с передней стенкой 20 и поршень 14. Ствол 7 выполнен с газоотводными каналами 1 и имеет первичную камеру 2. Кожух 17 с задней стенкой 9 установлен подвижно относительно ствола 7. Передняя часть ствола выполнена с передней газодинамической лопаткой 22 и дополнительными газодинамическими лопатками 4, образующими с кожухом 17 газовихревые реактивные кольцевые камеры 3. Ствол 7 имеет газоотводные каналы 1, соединяющие полость ствола 7 с соответствующими камерами 3. Цилиндр 16 выполнен с продувочными каналами 8 в передней стенке 20. Цилиндр 16 выполнен с приливами на наружной поверхности, при этом каждое продувочное отверстие 10 расположено на наклонной поверхности прилива, обращенной к задней стенке кожуха 17. Цилиндр 16 имеет перепускные окна 12 на задней торцевой стенке кожуха 17 в зоне закрепления. Расширительная камера 5 расположена между кожухом 17 и цилиндром 16. Камера 11 разрежения образована поверхностями ствола 7 и цилиндра 16. У задней стенки 9 кожуха 7 размещена вторичная камера 13, сообщенная с камерой 5 посредством перепускных окон в цилиндре 16. Устройство содержит поршневой упор 18, буферный отбойник 19 и раму 21.

Каждая из лопаток 4, 22 имеет кольцевую форму и С-образное радиальное сечение с выпуклостью, обращенной к выходному отверстию ствола. Лопатки 4, 22 контактируют своими краями с кожухом 17. Дополнительные лопатки 4 имеют перепускные окна 6, смещенные к зоне контакта с кожухом 17. Перепускные окна 6 расположены со смещением на 90^o (фиг.6). Каждая кольцевая камера 3 соединена с полостью ствола 7 четырьмя газоотводными каналами 1 в зонах между перепускными окнами 5, причем перепускные окна соседних лопаток 4 смещены друг относительно друга на 45^o (фиг.6, 7).

Газоотводные каналы 1 направлены под углом к оси ствола так, что ось каждого канала 1 в радиальном сечении перпендикулярна хорде, соединяющей основание соответствующей лопатки 4 с местом ее контакта с кожухом 17.

Внутренняя поверхность задней стенки 9 кожуха 17 выполнена вогнутой, т. е. С-образного радиального сечения с выпуклостью, обращенной к входному отверстию ствола 7, а поверхность поршня 14, обращенная к задней торцевой стенке 9 кожуха 17, также выполнена вогнутой.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При выстреле, когда пуля (снаряд), двигаясь по каналу ствола, минует газоотводные каналы 1, газопороховая смесь устремляется через вышеуказанные каналы в первичную камеру 2 и последующие за ней камеры 3, в которых, натолкнувшись на лопатки 4, 22, сообщает последним, а заодно и жестко связанному с ними стволу 7, кинетическую энергию собственной массы с векторами сил, направленными вперед (вправо) (согласно чертежу).

Вторичное расширение газопороховой смеси происходит в первичной камере 2, расширительной камере 5 и камерах 3 с областями максимального давления на рабочих (внутренних) поверхностях лопаток 4, 22, особая конфигурация которых в сочетании с направлением вновь поступающей газопороховой смеси из газоотводных каналов 1 создает в камерах 3 вихревое движение газовоздушной смеси с направлением вращения против часовой стрелки (согласно чертежу).

Газовоздушная смесь после вторичного расширения отбрасывается от лопаток 4, 22 первичной камеры 2 назад (влево) в расширительную камеру 5, а от лопаток 4, последующих за ней камер 3, посредством перепускных окон 6, выполненных на лопатках 4, через первичную камеру 2 также в расширительную камеру 5, вследствие чего в задней (левой) части расширительной камеры 5 образуется область высокого давления.

Область повышенного давления на рабочих поверхностях лопаток 4, 22 с отбрасыванием газов назад (влево) через перепускные окна 6 также создает на лопатках 4, 22 реактивный момент с аналогичными векторами сил, направленными вправо, который передается жестко скрепленному с газодинамическими лопатками стволу 7.

Максимальное давление, скорость и продолжительность истечения газопороховой смеси приходится на первый ряд каналов 1, соединяющих канал ствола 7 с первичной камерой 2.

Продувочные каналы 8, соединяющие камеру 11 разрежения с первичной камерой 2, выполнены таким образом, что их передняя часть подходит непосредственно к соплам газоотводных каналов 1 первичной камеры 2.

Во время истечения газов из сопел газоотводных каналов 1 первичной камеры 2 воздух, находящийся в камере 11 разрежения, через продувочные каналы 8 интенсивно поступает в первичную камеру 2, способствуя качественному горению газопороховой смеси при ее вторичном расширении и одновременно создавая значительное снижение атмосферного давления в камере 11 разрежения.

Газовоздушная смесь, энергично продвигаясь по полости расширительной камеры 5 от лопаток 4, 22 влево в сторону задней стенки 9, минует продувочные отверстия 10, расположенные с задней (с левой) стороны приливов в зоне разрежения, через которые отсасывается оставшийся воздух из запоршневой полости камеры 11 разрежения в расширительную камеру 5, который также способствует дожиганию и частичному охлаждению газоводушной смеси с выделением дополнительной энергии.

Вследствие оттока воздуха через продувочные отверстия 10 и продувочные каналы 8 давление в запоршневой полости камеры 11 разрежения максимально снижается, что благоприятно сказывается на комплексном и энергичном продвижении подвижных частей устройства вперед(вправо).

Газопороховая смесь без задержек и механических сопротивлений свободно и в полном объеме, принятая первичной камерой 2, расширительной камерой 5 и камерами 3, после вторичного расширения, выполнив определенную часть механической работы, отбрасывается в левую часть расширительной камеры 5, где в области задней стенки 9, благодаря суммарному давлению всех камер 3, создается зона высокого давления газовоздушной смеси, которая на задней стенке 9, проворачиваясь в направлении ствола 7, через перепускные окна 12, выполненные в задней (левой) части цилиндра 16, попадает во вторичную камеру 13, где, создав зону высокого давления на рабочей поверхности поршня 14, сообщает ему, а заодно и жестко связанному с ним телу ствола 7 и соответственно лопаткам 4, 22 мощный импульс энергии с вектором силы, направленным вперед (вправо).

В результате сложения векторов сил, полученных от прямого воздействия газопороховой и газовоздушной смесей на лопатки 4, 22 первичной камеры 2 и камер 3, а также на рабочую поверхность поршня 14 и за счет сил возникающих реактивных моментов парируется определенная часть импульса отдачи оружия, а также приводится в движение ствол 7 с жестко связанным с ним поршнем 14 и лопатками 4, вследствие чего сжимается возвратная пружина 15, заключенная между поршнем 14 и передней стенкой 20, выполненным в передней части цилиндра 16, наружная и внутренняя стенки которого являются внутренней и наружной стенкой расширительной камеры 5 и камеры 11 разрежения соответственно.

Задняя торцевая часть цилиндра 16 жестко закреплена на задней торцевой части кожуха 17.

Движение поршня 14 со стволом 7 и лопатками 4 продолжается до тех пор, пока поршневой упор 18 не натолкнется на буферный отбойник 19, жестко закрепленный на внутренней стенке передней части цилиндра 16, сообщая последнему, а через него и цилиндру 16, кожуху 17 и соответственно жестко смонтированной с ним раме 21 собственно оружия, ударный импульс, парирующий остаточную часть отдачи оружия и основную долю реакции пули (снаряда).

Избыточная часть давления газовоздушной смеси разрежается за счет быстрого увеличения объема устройства вследствие перемещения поршня 14 вперед и соответственно столь же динамичного увеличения объема вторичной камеры 13, а также сброса избыточной газовоздушной смеси через газоотводные каналы 1 обратно в канал ствола 7, имеющий в этот момент давление значительно ниже атмосферного вследствие выгорания кислорода и вытяжки из канала ствола 7 механических и молекулярных частиц, увлекаемых зоной разрежения, образовавшейся за пулей (снарядом), назад, в направлении патронника, тем самым также создавая импульсный реактивный момент с вектором силы, направленным вперед (вправо).

Длина хода поршня 14 и соответственно ствола 7 с лопатками 4, 22 подбирается для каждого типа оружия индивидуально и обуславливается длиной патрона (снаряда), плюс 10% подаваемого из магазина прямолинейно в вертикальной (горизонтальной) плоскости до совмещения продольной оси патрона (снаряда) с продольной осью канала ствола, при этом ствол 7 с лопатками выдвигается вперед, наружу, за торец переднего края кожуха 17 настолько, чтобы лопатка 4 первичной камеры 2 вышла за торец кожуха 17 на расстояние, равное расстоянию между лопатками 4.

Давление во внутренней полости устройства быстро падает, и сжатая возвратная пружина 15, заключенная между поршнем 14, движущимся вместе со стволом 7 и лопатками прямолинейно вдоль оси канала ствола 7 и кожухом 17, посредством жестко скрепленного с ним цилиндра 16 с передней стенкой 20 возвращает все движущиеся детали в исходное положение.

При этом происходит вентиляция и охлаждение всех полостей и канала ствола.

Изобретение относится к стрелковому оружию, в частности к устройствам для уменьшения отдачи. Устройство для торможения отдачи стрелкового оружия содержит установленный на стволе подпружиненный относительно него цилиндр с передней стенкой и поршень, а ствол выполнен с газоотводными каналами, устройство снабжено цилиндрическим кожухом с задней стенкой и передним торцом, ствол имеет возможность перемещения относительно кожуха, который связан с цилиндром и охватывает его и выступающую из него переднюю часть ствола, которая выполнена с передней газодинамической лопаткой и по меньшей мере с одной дополнительной лопаткой, каждая из лопаток имеет С-образное радиальное сечение с выпуклостью, обращенной к выходному отверстию ствола, и образует с кожухом кольцевую камеру, каждая дополнительная лопатка имеет перепускное окно, газоотводные отверстия ствола направлены под углом к оси ствола с вершиной угла, обращенной к входному отверстию ствола, и соединяют полость ствола с соответствующими кольцевыми камерами, цилиндр выполнен с продувочными каналами в передней стенке, а поршень выполнен неподвижным относительно ствола. Техническим результатом является повышение эффективности оружия за счет снижения энергии отдачи. 12 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для торможения отдачи стрелкового оружия, содержащее подпружиненный относительно ствола цилиндра с передней стенкой и поршень, а ствол выполнен с газоотводными каналами, отличающееся тем, что оно снабжено цилиндрическим кожухом с задней стенкой и передним торцом, поршень жестко связан со стволом, который имеет возможность перемещения относительно кожуха, который связан с цилиндром и охватывает его и выступающую из него переднюю часть ствола, которая выполнена с передней газодинамической лопаткой и по меньшей мере с одной дополнительной лопаткой, каждая из лопаток имеет С-образное радиальное сечение с выпуклостью, обращенной к выходному отверстию ствола и образует с кожухом кольцевую камеру, каждая дополнительная лопатка имеет перепускное окно, а газоотводные каналы ствола соединяют полость ствола с соответствующими кольцевыми камерами. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндр имеет продувочные отверстия в передней стенке. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что каждая из лопаток контактирует своими краями с кожухом, а перепускные окна дополнительных лопаток смещены в зоне контакта с кожухом. 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что газоотводные каналы ствола направлены под углом к оси ствола с вершиной угла, обращенной к входному отверстию ствола. 5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что цилиндр выполнен с продувочными каналами в передней стенке. 6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что внутренняя поверхность задней стенки кожуха имеет С-образное радиальное сечение с выпуклостью, обращенной к входному отверстию ствола. 7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что при наличии дополнительных лопаток каждая из них имеет указанные перепускные окна, расположенные со смещением на 90^o, каждая кольцевая камера соединена с полостью ствола четырьмя указанными газоотводными каналами в зонах между перепускными окнами, а перепускные окна соседних лопаток смещены друг относительно друга на 45^o. 8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что ось каждого газоотводного канала в радиальном сечении перпендикулярна хорде, соединяющей основание соответствующей лопатки с местом ее контакта с кожухом. 9. Устройство по любому из пп.2-8, отличающееся тем, что цилиндр выполнен с приливами на наружной поверхности, а каждое продувочное отверстие цилиндра расположено на наклонной поверхности соответствующего прилива, обращенной к задней стенке кожуха. 10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что связь цилиндра с кожухом выполнена в виде закрепления на торцевой стенке кожуха заднего торца цилиндра, а цилиндр имеет в зоне закрепления перепускные окна. 11. Устройство по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что поверхность поршня, обращенная к задней торцевой стенке кожуха, выполнена вогнутой. 12. Устройство по любому из пп. 1-11, отличающееся тем, что пружина размещена в полости цилиндра между его передней стенкой и поршнем. 13. Устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что лопатки выполнены кольцевыми.