ПАТРОН ДЛЯ БЕСШУМНОЙ СТРЕЛЬБЫ Российский патент 2008 года по МПК F42B5/02 

Изобретение относится к боеприпасам, преимущественно калибра 7,62, предназначенным для стрельбы из специального пистолета, без эффектов, которые могу быть обнаружены с использованием визуальных, звуковых или инфракрасных детекторов. Изобретение может найти применение, когда по тем или иным причинам желательно, чтобы источник стрельбы не был различим для противника, находящегося в зоне цели. Это предусматривает устранение дыма, вспышки и звука взрыва за счет отсечки пороховых газов внутри гильзы патрона.

Известны такие технические решения, в которых осуществляется отсечка газов, вырабатываемых при воспламенении и горении метаемого взрывчатого вещества внутри гильзы, например патрон по патенту США №4173186, МКИ 2 F42B 5/02; F42B 9/00, 6.11.1979 г. Патрон содержит составную гильзу с сужающимся открытым концом (со скатом), метаемый заряд, пулю, установленную и зафиксированную в свободном конце гильзы, толкающий поршень, размещенный в гильзе и имеющий на боковой поверхности разгрузочную проточку, взаимодействующий с внутренним торцом пули, чашу, разделяющую метаемый заряд и толкающий поршень, а также средство для уплотнения, торможения и деформации поршня в виде кольцевого выступа, обращенного к скату гильзы. К недостаткам данной пули следует отнести сложность ее конструкции: сложный профиль суженной части гильзы и соответствующей ей части толкающего поршня, наличие дополнительных уплотнительных элементов, что ведет к усложнению технологии сборки патрона. Наличие длинного сплошного толкающего поршня требует большой энергии его торможения, кроме этого усложняет процесс экстракции стреляной гильзы, а иногда приводит к поломке толкающего поршня в конце его хода и, как следствие, к заклиниваю оружия.

Известен бесшумный патрон по патенту РФ №2183813, МКИ 7 F42B 5/02, 20.06.2002 г. Патрон содержит стальной цилиндрический снаряд, составную гильзу со скатом, метаемый заряд с устройством его воспламенения и поршень, установленный с его фиксацией, например посредством резьбы, между снарядом и метаемым зарядом, а при превышении порового значения давления пороховых газов с возможностью осевого хода и торможения о скат гильзы. Особенностью данного патрона является конструктивное исполнение поршня. Кроме того, в кольцевой проточке, выполненной в передней части пули, запрессована ведущая втулка, выполненная из более мягкого материала, чем сам снаряд, боковая поверхность которой выполнена заподлицо с боковой поверхностью пули. К недостаткам данного патрона следует отнести то, что использование стального снаряда приводит к износу канала ствола оружия. Наличие в кольцевом выступе на переднем торце поршня выборок ухудшает отсечку газом. Кроме того, наличие втулки из более мягкого материала приводит к снижению пробития снаряда. Это обусловлено тем, что при встрече снаряда с препятствием втулка деформируется и расширяется, увеличивая площадь взаимодействия с преградой. При этом метаемая энергия расходуется на деформацию втулки и демонтаж втулки и снаряда, снижая энергию на поражение цели в целом и ее удельное значение на единицу площади контакта. Конструкция патрона сложна для изготовления его отдельных элементов и для сборки.

Известен патрон по патенту РФ №2059189, МКИ 6 F42B 5/02, 27.04.1996 г., который выбран в качестве прототипа. Патрон содержит гильзу, капсюль-воспламенитель, полый поддон-обтюратор толкающего типа, установленный с натягом в гильзе со стороны ее открытого торца, в полости которого размещен метательный заряд, и пулевой метаемый элемент из стали, выполненный с верхней ведущей частью и нижней центрирующей частью диаметром менее 0,98 калибра оружия. Полый поддон-обтюратор разъемно соединен с пулевым метаемым элементом с помощью центрирующего выступа, выполненного на переднем торце поддона-обтюратора и входящего в соответствующую осевую глухую полость, выполненную на заднем торце пулевого метаемого элемента. При этом поддон-обтюратор выполнен с возможностью осевого хода при превышении порового значения давления пороховых газов, а также торможения и деформирования его боковой части о скат гильзы за счет выполнения в его передней части по окружности боковой поверхности, по крайней мере, одного кольцевого ребра и разгрузочной кольцевой проточки, расположенной за ребром. К недостаткам данного патрона следует отнести то, что выполнение пулевого метаемого элемента стальным приводит к износу канала ствола оружия. Выполнение пулевого метаемого элемента с цилиндрической боковой поверхностью приводит к тому, что в процессе взаимодействия поддона-обтюратора под действием пороховых газов его хвостовая часть частично раздается, увеличивая его задний торец. Это, наряду с выполнением стального пулевого метаемого элемента с ведущей частью, превышающей центрирующую часть, ухудшает пробивную способность пулевого метаемого элемента. Кроме того, выполнение на боковой поверхности поддона-обтюратора кольцевой проточки усложняет технологию его изготовления методом точения и не позволяет использование более прогрессивной технологии - автоматизированной штамповки.

Настоящее изобретение решает задачу упрощения технологии изготовления элементов патрона и его сборки, повышение пробивной способности пули и снижение износа ствола оружия при стрельбе бесшумными патронами.

Поставленная задача решается тем, что в патроне для бесшумной стрельбы, содержащем гильзу со скатом, капсюль-воспламенитель, поддон-обтюратор, имеющий разгрузочную кольцевую канавку, установленный в гильзе с натягом и с возможностью осевого перемещения и торможения о скат гильзы, в полости которого размещен метательный заряд, и пулю с ведущей и центрирующей частями, размещенную в гильзе и разъемно соединенную задним торцом с полым поддоном-обтюратором, пуля выполнена из стального сердечника и внешней биметаллической оболочки с центрирующей и ведущей частями. При этом поддон-обтюратор выполнен со сплошной цилиндрической боковой поверхностью, а на его переднем торце выполнена фаска, сопряженная с разгрузочной кольцевой канавкой, вместе образующие наклонный к оси пули выступ.

В частном случае для пули калибра 7,62 стальной сердечник выполнен с цилиндрической боковой поверхностью диаметром, равным d_c=(0,87...0,92)d и хвостовой конической частью длиной, равной l_к=(0,2...0,5)d с углом конусности, равным α_к=12°...18°. Диаметр центрирующей части пули равен d_ц=(0,98...1,0)d, а диаметр ведущей части пули равен d_в=(1,015...1,035)d. Внешняя биметаллическая оболочка пули выполнена с кольцевыми бортами как на переднем, так и на заднем торцах стального сердечника. Толщина внешней биметаллической оболочки на конической и центрирующей частях пули равна t_ц,к=(0,04...0,05)d, а толщина внешней биметаллической оболочки на ведущей части пули, размещенной у ее переднего торца, равна t_в=(1,2...1,5)t_цк, где d - калибр оружия.

Минимальный диаметр кольцевого борта оболочки на переднем торце пули предпочтительно выбирать из диапазона 0,8d_c<d_п.б.<0,95d_c.

С целью обеспечения стабильных баллистических характеристик и увеличения пробивной способности пули рекомендуется внешнюю поверхность поддона-обтюратора и внешнюю поверхность пули, по крайней мере, на переднем ее торце, на ведущей и на центрирующей части боковой поверхности, выполнять с защитно-антифрикционным покрытием, например, из фторопластового лака, а стальной сердечник выполнять с защитно-антифрикционным полимерным покрытием, например, с покрытием на основе ФПСМ-51.

На Фиг.1 представлен общий вид патрона с частичным разрезом; на Фиг.2 - общий вид пули; на Фиг.3 - общий вид поддона-обтюратора; на Фиг.4 - хвостовая часть сердечника. Элементы патрона, изображенные на Фиг.2, 3 и 4 представлены с частичным разрезом.

Патрон для бесшумной стрельбы содержит гильзу 1 со скатом 2. В донной части гильзы 1 установлен капсюль-воспламенитель 3. В гильзе 1 установлен поддон-обтюратор 4, в полости 5 которого, обращенной к донной части гильзы 1, размещен метательный заряд 6. Далее в гильзе 1 установлена пуля 7, состоящая из стального сердечника 8 и внешней биметаллической оболочки 9. Внешняя биметаллическая оболочка 9 выполнена со стальным внутренним слоем (Ст.18ЮА), внешним слоем и внутренним слоем, обращенным к стальному сердечнику, выполненными из томпака (медно-цинковый сплав), обладающим большой пластичностью.

Поддон-обтюратор 4 выполнен под штамповку из пластичного материала - из алюминия. Поддон-обтюратор 4 выполнен со сплошной цилиндрической боковой поверхностью 10. На переднем торце поддона-обтюратора 4 выполнена фаска 11, сопряженная с разгрузочной кольцевой канавкой 12, вместе образующие наклонный к оси пули выступ. На переднем торце поддона-обтюратора 4 выполнен также центрирующий конический выступ 13. Внешняя поверхность поддона-обтюратора 4 имеет защитно-антифрикционным покрытие 14, например, на основе фторопластового (полимерного) лака ФП-736.

Стальной сердечник 8 пули 7 выполнен с цилиндрической боковой поверхностью и хвостовой конической частью 15. На заднем торце сердечника 8 выполнена осевая глухая полость 16 под центрирующий выступ 13 поддона-обтюратора 4, с которым разъемно соединена пуля 7. Стальной сердечник 8 имеет защитно-антифрикционное полимерное покрытие 17, например покрытие на основе ФПСМ-51. Внешняя биметаллическая оболочка 9 пули 7 имеет центрирующую часть 18, ведущую часть 19 и коническую часть 20, конгруэнтную конической части 15 стального сердечника 8. Биметаллическая оболочка 9 имеет кольцевые борта 21 и 22, соответственно, как на переднем, так и на заднем торцах стального сердечника 8.

Внешнюю биметаллическую оболочку 9 закрепляют на стальном сердечнике 8 следующим образом. Стальной сердечник 8 с полимерным покрытием со стороны конической части 15 размещают в полуфабрикат оболочки, выполненный в виде стакана с отверстием в дне (кольцевой борт 22 на заднем торце сердечника 8 уже сформирован). Далее полуфабрикат оболочки обжимают на хвостовой 15 и боковой частях сердечника 8, например, прямым выдавливанием с редуцирование сборки стакан-сердечник, с набором металла оболочки с центрирующей части 17 пули 7 на ведущую часть 18 оболочки пули 7, а также на кольцевой борт 21 оболочки на переднем торце сердечника 8. Тем самым обеспечивается надежная фиксация внешней биметаллической оболочки 9 на стальном сердечнике 8. Внешняя поверхность пули, по крайней мере, передний ее торец, ведущая часть и центрирующая часть биметаллической оболочки, имеют защитно-антифрикционное покрытие 23, например, на основе фторопластового (полимерного) лака ФП-736.

Сборку патрона осуществляют следующим образом. В донной части гильзы 1 устанавливают капсюль-воспламенитель 3, который закрепляют кернением. С открытой части гильзы 1, у которой еще не сформировано дульце 10, производят засыпку пороховой навески (метательный заряд 6) и устанавливают с натягом поддон-обтюратор 4 с ориентацией полости 5 ко дну гильзы. При этом на внешнюю поверхность поддона-обтюратора 4 уже нанесено полимерное защитно-антифрикционное покрытие 14, которое одновременно выполняет роль прокладки и смазки, что увеличивает плотность посадки поддона 4 в гильзе 1 и уменьшает прорыв газов при выстреле. Далее производят предварительный обжим края гильзы 1 с формированием дульца 10 и ската 2 и установку в гильзу 1 пули 7 с нанесенным на ее поверхность полимерного защитно-антифрикционного покрытия 23. Коническая часть пули 20 и антифрикционное покрытие 23 облегчают данный процесс сборки. После этого осуществляют второй, окончательный обжим дульца 10 гильзы 1 на ведущую 19 часть пули 7, обеспечивая надежную фиксацию пули 7 в гильзе 1. Надежную фиксацию пули 7 в гильзе 1 соосно ее оси обеспечивают также и центрирующий конический выступ 13 поддона-обтюратора 4 и соответствующая ему глухая полость 16, выполненная на заднем торце сердечника 8 пули 7.

Патрон функционирует следующим образом. При срабатывании капсюля-воспламенителя 3 воспламеняется метательный заряд 6. При достижении давления пороховых газов порового значения, они смещают поддон-обтюратор 4 вперед, толкая пулю 7 и разгоняя ее до необходимой скорости. Установленный с натягом в гильзе 1 поддон-обтюратор 4 с одной стороны не позволяет газам вырваться наружу, а с другой стороны легко перемещается к скату 2 гильзы 1 за счет нанесенного на его внешнюю поверхность антифрикционного покрытия 14, уменьшая затраты метаемой энергии на трение перемещения поддона-обтюратора 4.

Осевое движение поддона-обтюратора 4 ограничивает скат 2 гильзы 1. При взаимодействии фаски 11 поддона-обтюратора 4 с внутренней поверхностью ската 2 происходит его радиальная деформация в разгрузочную кольцевую канавку 12 и потеря им кинетической энергии. Передняя часть боковой поверхности поддона-обтюратора 4, выполненного из пластичного материала, сжимается, повторяя форму дульца гильзы, улучшая ее закупорку, при этом поддон-обтюратор 4 теряет скорость и останавливается, надежно запирая пороховые газы внутри гильзы 1.

В момент начала торможения поддона-обтюратора 4 пуля 7 отделяется от поддона-обтюратора 4 и по инерции продолжает свое движение в канале ствола оружия, а затем по траектории до взаимодействия с целью.

После окончательной остановки поддона-обтюратора 4 затвор оружия открывается, стреляная гильза 1 с поддоном-обтюратором 4 и с герметично закрытыми в гильзе 1 пороховыми газами экстрагируется из патронника.

При встрече пули 7 с целью передний кольцевой борт 21 биметаллической оболочки 9 за счет своего небольшого размера и полимерного антифрикционного покрытия 23 пули 7, выполняющего роль смазки, легко отделяется от стального сердечника 8 с минимальной затратой кинетической энергии пули 7. Стальной сердечник 8 пробивает цель. Пробитие сердечника увеличивается по сравнению с прототипом за счет следующих факторов: уменьшаются энергетические затраты на трение поддона-обтюратора 4 при его движении в гильзе за счет покрытия его внешней поверхности антифрикционным полимерным покрытием 14, таким образом большая энергия метания передается поддону-обтюратору 4 и пуле 7; уменьшаются энергетические затраты на трение пули 7 при ее движении по дульцу 10 гильзы 1 по каналу ствола как за счет наличия хвостовой конической части 20, так и за счет полимерного антифрикционного покрытия 23 ее внешней поверхности; минимизируются энергетические затраты на отделение биметаллической оболочки 9 и стального сердечника 9 как за счет минимально необходимого размера переднего кольцевого борта 21, так и за счет полимерного антифрикционного покрытия 17 его внешней поверхности; при наличии биметаллической оболочки вес пули сохраняется (сохраняется кинетическая энергия), а диаметр стального сердечника, взаимодействующего с целью, уменьшается, тем самым увеличивается удельное давление при взаимодействии сердечника и цели.

Выбор минимального диаметра d_п.б кольцевого борта оболочки 9 на переднем торце пули 7 из диапазона (0,8...0,95)d_c обусловлен тем, чтобы с одной стороны исключить демонтаж стального сердечника 8 и биметаллической оболочки при движении пули 7 по дульцу 10 гильзы 1 и по каналу ствола оружия, а с другой стороны уменьшить энергетические затраты на демонтаж пули при встрече ее с целью. Данный диапазон размера минимального диаметра подобран экспериментально.

Наличие конуса на хвостовой части сердечника минимально необходимой длиной, равной l_к=(0,2...0,5)d с углом конусности, равным α_к=12°...18°, позволяет упростить сборку пули и формирование необходимой конической хвостовой части пули. Изготовление пули с хвостовой конической частью пули позволяет упростить автоматизированную сборку патрона, компенсировать раздачу хвостовой части пули при ударе поддона-обтюратора по заднему торцу пули, стабилизировать полет пули на траектории и увеличивать пробивную способность пули. Увеличение длины хвостовой части сердечника и его угла конусности уменьшает массу пули и тем самым ее кинетическую энергию. Заявленные геометрические размеры хвостовой части сердечника позволяют обеспечить указанные выше преимущества.

Для оценки ударного действия пули были проведены испытания для пуль калибра 7,62 мм из баллистического ствола по штатной методике, которые показали, что пуля обеспечивает пробитие 2 мм листа из стали Ст.3 на дальности 100 м, под углом 90° к горизонту и направлению стрельбы, в то время как у прототипа пробитие составляет 1 мм.

Патрон предназначен для стрельбы из стрелкового оружия без эффектов, которые могу быть обнаружены с использованием визуальных, звуковых или инфракрасных детекторов. Патрон содержит гильзу со скатом, капсюль-воспламенитель, метательный заряд, поддон-обтюратор и пулю. Поддон-обтюратор выполнен с полостью, в которой размещен метательный заряд, его цилиндрическая боковая поверхность выполнена сплошной, а на переднем торце выполнена фаска, сопряженная с разгрузочной кольцевой канавкой, и вместе образующие наклонный к оси пули выступ. Пуля патрона выполнена из стального сердечника и внешней биметаллической оболочки с центрирующей и ведущей частями. Внешняя биметаллическая оболочка пули выполнена с кольцевыми бортами как на переднем, так и на заднем торцах стального сердечника. Пуля размещена в гильзе, которая дульцем обжата на ведущую часть пули, и задним торцом разъемно соединена с поддоном-обтюратором. Упрощается технология изготовления патрона, повышается пробивная способность пули и снижается износ ствола оружия. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Патрон для бесшумной стрельбы, содержащий гильзу со скатом, капсюль-воспламенитель, поддон-обтюратор, имеющий разгрузочную кольцевую канавку, установленный в гильзе с натягом и с возможностью осевого перемещения и торможения о скат гильзы, в полости которого размещен метательный заряд, и пулю с ведущей и центрирующей частями, размещенную в гильзе и разъемно соединенную с поддоном-обтюратором, отличающийся тем, что пуля выполнена из стального сердечника и внешней биметаллической оболочки с центрирующей и ведущей частями, причем стальной сердечник выполнен с цилиндрической боковой поверхностью и хвостовой конической частью, а внешняя биметаллическая оболочка выполнена с кольцевым бортом на обоих торцах стального сердечника, при этом поддон-обтюратор выполнен со сплошной цилиндрической боковой поверхностью и имеет на переднем торце фаску, сопряженную с разгрузочной кольцевой канавкой.2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что цилиндрическая боковая поверхность стального сердечника выполнена диаметром d_c, равным (0,87-0,92)d, его хвостовая коническая часть выполнена длиной l_к, равной (0,2-0,5)d с углом конусности α_к, равным 12-18°, диаметр d_ц центрирующей части пули равен (0,98-1,0)d, а диаметр d_в ведущей части пули равен (1,015-1,035)d, причем толщина t_ц,к, внешней биметаллической оболочки на конической и центрирующей частях пули равна (0,04-0,05)d, а толщина t_в внешней биметаллической оболочки на ведущей части пули, размещенной у ее переднего торца, равна (1,2-1,5)t_ц,к, где d - калибр оружия.3. Патрон по п.1, отличающийся тем, что минимальный диаметр d_п.б. кольцевого борта оболочки на переднем торце пули выбирается из диапазона (0,8-0,95)d_c.4. Патрон по п.1, отличающийся тем, что стальной сердечник имеет защитно-антифрикционное полимерное покрытие, например, на основе ФПСМ-51.5. Патрон по п.1, отличающийся тем, что внешняя поверхность поддона-обтюратора и внешняя поверхность пули, по крайней мере, на переднем ее торце, на ведущей части и на центрирующей части внешней поверхности биметаллической оболочки имеют защитно-антифрикционное покрытие, например из фторопластового лака.