ТРАВМАТИЧЕСКИЙ ПАТРОН Российский патент 2009 года по МПК F42B5/02 

Изобретение относится к травматическим патронам, а именно к патронам, содержащим жесткую гильзу, капсюль-воспламенитель, метательный заряд и метаемый сферический травматический элемент из эластичного материала, закрепленный в гильзе круговой деформацией дульца гильзы.

Патроны, содержащие жесткую гильзу, капсюль-воспламенитель, метательный заряд и метаемый сферический травматический элемент из эластичного материала, закрепленный в гильзе круговой деформацией дульца гильзы, представляют собой наиболее распространенные травматические патроны для стрельбы из пистолетов, револьверов, стреляющих устройств, а также для стрельбы из огнестрельного длинноствольного гладкоствольного оружия. Использование жесткой, как правило, металлической гильзы предполагает прочность гильзы, сохраняющей геометрические размеры при установке в гильзу метаемого элемента с наибольшим диаметром, превышающим внутренний диаметр гильзы. Сферическая форма метаемого травматического элемента обуславливает однозначность травматического воздействия независимо от угла встречи с целью с учетом возможных рикошетов. Эластичный материал метаемого травматического элемента позволяет уменьшить вероятность причинения тяжкого вреда здоровью, стойкой утраты трудоспособности объекта воздействия, летального исхода. Закрепление метаемого травматического элемента в гильзе круговой деформацией дульца гильзы является общепринятым способом обеспечения стабильных геометрических размеров патронов, стабильной работы механизмов перезаряжания самозарядного оружия и удобства заряжания несамозарядного оружия за счет закругления дульца гильзы, повышения стабильности давления пороховых газов за счет увеличения давления пороховых газов и полноты сгорания пороха при прохождении метаемых травматических элементов через выходное отверстие гильзы с диаметром, меньшим внутреннего диаметра гильзы.

Известны травматические патроны, содержащие жесткую гильзу, капсюль-воспламенитель, метательный заряд и метаемый сферический травматический элемент из эластичного материала, закрепленный в гильзе круговой деформацией дульца гильзы, например, травматические патроны калибров. 380 ME Gum, 10×22T, 10×23T, 12/50 SAPL [1, 2].

Недостатком известных патронов является низкая стабильность баллистических характеристик, обусловленная отсутствием требований по соотношениям размеров, определяющих стабильность баллистических характеристик патронов: наружного диаметра гильзы, внутреннего диаметра гильзы, диаметра метаемого элемента, диаметра выходного отверстия деформированной части дульца гильзы, формы и размеров деформированной части дульца гильзы.

Стабильность баллистических характеристик травматических патронов представляет собой широкое понятие, включающее в себя стабильность таких параметров, как плотность заряжания, давление пороховых газов, начальная скорость метаемых элементов, форма метаемых элементов, рассеивание траектории метаемых элементов, а также стабильность работы механизмов перезаряжания самозарядного оружия. В свою очередь стабильность давления пороховых газов определяется как стабильностью внутрибаллистических процессов при выстреле, так и стабильностью состояния порохового заряда в процессе хранения и его защитой от атмосферных факторов. Стабильность баллистических характеристик травматических патронов в значительной мере определяется оптимальным соотношением геометрических размеров: наружного диаметра гильзы, внутреннего диаметра гильзы, диаметра метаемого элемента, диаметра выходного отверстия деформированной части дульца гильзы, формы и размеров деформированной части дульца гильзы.

Стабильность баллистических характеристик, в первую очередь, стабильность начальной скорости метаемых травматических элементов, имеет особое значение для обеспечения эффективности и безопасности травматического оружия. Повышенная скорость метаемого травматического элемента увеличивает опасность оружия, способна повлечь причинение тяжкого вреда здоровью и стойкую утрату трудоспособности объекта воздействия, может стать причиной летального исхода. Пониженная скорость метаемого травматического элемента снижает эффективность оружия. Согласно существующим представлениям, эффективность травматического воздействия определяется кинетической энергией метаемого травматического элемента. Кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости, поэтому возрастание скорости метаемого элемента на 10% приводит к возрастанию кинетической энергии метаемого элемента уже на 21%.

Известен стрелковый комплекс для самообороны, содержащий ствол стрелкового оружия и патрон, включающий гильзу с метательным зарядом и средством его инициирования, пулю и пороховой пыж, отличающийся тем, что пуля выполнена в виде сферического неметаллического элемента, причем диаметр сферического элемента на 1,5 мм больше диаметра канала ствола [3].

Недостатками известного патрона являются низкая стабильность баллистических характеристик, узкая область применения и невозможность использования для стрельбы из самозарядного оружия, обусловленные наличием жесткого соотношения диаметра метаемого элемента и диаметра канала ствола. Практика показывает, что жесткое соотношение диаметра метаемого элемента и диаметра канала ствола делает невозможным использование известных патронов для стрельбы из различных моделей оружия, не обеспечивает стабильность баллистических характеристик и исключает возможность использования для стрельбы из самозарядного оружия. Диаметр канала ствола самозарядного оружия, предназначенного для стрельбы травматическими патронами, определяется из условия работы механизмов перезаряжания и может существенного отличаться от указанного для известного патрона. Кроме того, в большинстве случаев диаметр канала ствола самозарядного оружия выполняется переменным по длине. Так, например, служебный травматический пистолет МР-471, предназначенный для стрельбы травматическими патронами калибра 10×23Т с диаметром метаемого элемента 10 мм, имеет диаметр канала ствола на выходе из патронника 8 мм, а на дульном срезе 6,5 мм. Указанные диаметры канала ствола, подобранные для обеспечения стабильной работы механизмов перезаряжания, существенно отличаются от соотношения для известного патрона. Для бесствольного оружия, не имеющего ствола, параметры известного патрона вообще не могут быть определены.

Известен также травматический патрон, содержащий гильзу, капсюль-воспламенитель, метательный заряд и несколько следующих друг за другом пуль, центры масс которых расположены на оси патрона, отличающийся тем, что гильза обжата на переднем конце и наименьший внутренний диаметр обжатого конца гильзы составляет 0,90-0,97 калибра оружия [4].

Недостатками известного патрона являются низкая стабильность баллистических характеристик и узкая область применения. Практика показывает, что указанное для известного патрона соотношение диаметра выходного отверстия завальцованной части гильзы и диаметра канала ствола делает невозможным использование известных патронов для стрельбы из различных моделей оружия, не обеспечивает стабильность баллистических характеристик и затрудняет возможность использования для стрельбы из самозарядного оружия. Для бесствольного оружия, не имеющего ствола, параметры известного патрона вообще не могут быть определены.

Действительно, закрепление метаемого травматического элемента в гильзе круговой деформацией дульца гильзы позволяет исключить выпадение метаемого травматического элемента из гильзы при транспортировании, заряжании патронов и инерционных нагрузках при стрельбе, стабилизировать давление пороховых газов, повысить полноту сгорания порохового заряда. Однако стабильность баллистических характеристик может быть достигнута только при оптимальном соотношении внутреннего диаметра гильзы, диаметра выходного отверстия завальцованной части гильзы и диаметра метаемого элемента, а не соотношении диаметра выходного отверстия завальцованной части гильзы и диаметра канала ствола. Кроме того, конструкция известного патрона, исключающая возможность выпадения метаемого элемента из гильзы, не исключает возможность его перемещения внутри гильзы. Возможность перемещения метаемого элемента внутри гильзы исключает возможность достижения стабильных баллистических характеристик патрона.

Наиболее близким к предлагаемому патрону является травматический патрон, содержащий гильзу, обжатую на переднем конце, капсюль-воспламенитель, метательный заряд и метаемое тело, закрепленное внутри гильзы, отличающийся тем, что наименьший внутренний диаметр обжатого конца гильзы составляет 0,90-0,97 калибра оружия, а длина обжатого участка корпуса гильзы от дульного среза равна 1,8-1,9 калибра оружия [5].

Недостатками известного патрона являются низкая стабильность баллистических характеристик и узкая область применения. Практика показывает, что указанное для известного патрона соотношение диаметра выходного отверстия завальцованной части гильзы и диаметра канала ствола, длины обжатого участка гильзы и диаметра канала ствола делает невозможным использование известных патронов для стрельбы из различных моделей оружия, не обеспечивает стабильность баллистических характеристик и исключает возможность использования для стрельбы из самозарядного оружия. Соотношение длины гильзы и диаметра гильзы, указанное для известного патрона, значительно превышает соотношение, необходимое для нормальной работы механизма перезаряжания и извлечения стреляной гильзы для самозарядного короткоствольного оружия. Значительная и неиспользуемая длина гильзы требует существенного увеличения до неприемлемых размеров длины магазина пистолета. Острая кромка торца гильзы исключает возможность стабильной работы механизма перезаряжания при досылании патрона в патронник самозарядного оружия. Для бесствольного оружия, не имеющего ствола, параметры известного патрона вообще не могут быть определены.

Действительно, превышение диаметра метаемого элемента над наименьшим внутренним диаметром обжатой передней части гильзы в известном патроне позволяет исключить выпадение метаемого травматического элемента из гильзы при транспортировании, заряжании патронов и инерционных нагрузках при стрельбе, стабилизировать давление пороховых газов, повысить полноту сгорания порохового заряда. Однако стабильность баллистических характеристик может быть достигнута только при оптимальном соотношении наружного диаметра гильзы, внутреннего диаметра гильзы, диаметра метаемого элемента, диаметра выходного отверстия деформированной части дульца гильзы, формы и размеров деформированной части дульца гильзы, а не соотношении диаметра выходного отверстия гильзы и диаметра канала ствола и соотношении длины обжатой части гильзы и диаметра канала ствола. Кроме того, конструкция известного патрона, исключающая возможность выпадения метаемого элемента из гильзы, не исключает возможность его перемещения внутри гильзы. Возможность перемещения метаемого элемента внутри гильзы исключает возможность достижения стабильных баллистических характеристик патрона.

Техническими задачами, решаемыми в предлагаемом изобретении, являются повышение стабильности баллистических характеристик травматических патронов и расширение области применения.

Указанные технические задачи достигаются тем, что в травматическом патроне, содержащем жесткую гильзу, капсюль-воспламенитель, метательный заряд и метаемый сферический травматический элемент из эластичного материала, закрепленный в гильзе круговой деформацией дульца гильзы, диаметр метаемого травматического элемента составляет 1,1-1,3 внутреннего диаметра цилиндрической части гильзы и 1,5-1,7 диаметра выходного отверстия деформированной части дульца гильзы, а деформированная часть дульца гильзы выполнена закругленной формы с радиусом закругления, составляющим 0,2-0,4 наружного диаметра гильзы, причем длина деформированного участка дульца гильзы составляет 0,2-0,35 наружного диаметра гильзы.

На фиг.1 приведен травматический пистолетный патрон, на фиг.2 приведен травматический патрон, предназначенный для стрельбы из револьверов, стреляющих устройств, гладкоствольного и бесствольного оружия. Патроны содержат капсюлированную жесткую гильзу 1, метательный заряд 2 и метаемый сферический травматический элемент из эластичного материала 3, закрепленный в гильзе круговой деформацией дульца гильзы.

На фиг.3 приведены размеры, оптимальные соотношения которых обеспечивают стабильность баллистических характеристик и широкую область применения патронов: наружный диаметр гильзы (D), внутренний диаметр гильзы (d1), диаметр метаемого травматического элемента (d2), диаметр выходного отверстия деформированной части дульца гильзы (d3), радиус закругления деформированной части дульца гильзы (R), длина деформированного участка дульца гильзы (L).

Стабильность баллистических характеристик патронов и возможность использования патронов для стрельбы из широкого круга моделей длинноствольного, короткоствольного, бесствольного, самозарядного и несамозарядного оружия в значительной мере определяются оптимальным соотношением геометрических размеров: наружного диаметра гильзы, внутреннего диаметра гильзы, диаметра метаемого элемента, диаметра выходного отверстия деформированной части дульца гильзы, формы и размеров деформированной части дульца гильзы. Оптимальные соотношения геометрических размеров, обеспечивающие стабильность баллистических характеристик и широкую область применения патронов, находятся в достаточно узких диапазонах. Выход за пределы оптимальных соотношений размеров влечет за собой снижение стабильности баллистических характеристик и сужение области применения патронов.

По результатам проведенных испытаний, оптимальный диаметр метаемого травматического элемента составляет 1,1-1,3 внутреннего диаметра цилиндрической части гильзы и 1,5-1,7 диаметра выходного отверстия деформированной части дульца гильзы, оптимальной является закругленная форма деформированной части дульца гильзы с радиусом закругления, составляющим 0,2-0,4 наружного диаметра гильзы, оптимальная длина деформированного участка дульца гильзы составляет 0,2-0,35 наружного диаметра гильзы.

Оптимальный диаметр метаемого травматического элемента составляет 1,1-1,3 внутреннего диаметра цилиндрической части гильзы. Увеличение диаметра метаемого травматического элемента при заданном внутреннем диаметре гильзы приводит к остаточной деформации метаемого травматического элемента, отклонению формы метаемого травматического элемента от сферической в процессе хранения и существенному увеличению рассеивания траекторий при выстреле. Проведенные испытания показывают, что даже на расстоянии 3 м от дульного среза, отклонение траектории метаемого элемента с остаточной деформацией может составлять 0,5 м и более от точки прицеливания. Низкая стабильность траектории метаемого травматического элемента приводит к снижению эффективности травматического оружия. Уменьшение диаметра метаемого травматического элемента ухудшает условия защиты метательного заряда от воздействия атмосферных факторов и приводит к снижению стабильности давления пороховых газов, а также обуславливает возможность перемещения метаемого травматического элемента в гильзе при ударах, падениях, инерционных нагрузках при выстреле, изменению плотности заряжания и также к снижению стабильности давления пороховых газов.

Оптимальный диаметр метаемого травматического элемента составляет 1,5-1,7 диаметра выходного отверстия деформированной части дульца гильзы. Соотношение между диаметром метаемого элемента и диаметром выходного отверстия в значительной мере определяет характер внутрибаллистических процессов при выстреле, давление пороховых газов, полноту сгорания метательного заряда. Значительное влияние диаметра выходного отверстия на характер внутрибаллистических процессов в основном связано с низкой массой метаемого элемента из эластичного материала, которая в несколько раз меньше массы твердого метаемого элемента (пули) традиционных патронов стрелкового оружия. Прохождение метаемого травматического элемента через выходное отверстие деформированной части дульца гильзы является аналогом форсирования для традиционного стрелкового оружия. Увеличение диаметра выходного отверстия при заданном диаметре метаемого элемента приводит к уменьшению давления пороховых газов, уменьшению полноты сгорания метательного заряда и снижению стабильности баллистических характеристик. Уменьшение диаметра выходного отверстия приводит к увеличению давления пороховых газов, росту нагрузок на гильзу и детали оружия, воспринимающие наибольшую нагрузку при выстреле, повышает опасность оружия, влечет за собой другие негативные явления, связанные с повышенным давлением пороховых газов. Необходимо иметь в виду, что только оптимальное соотношение между диаметром метаемого элемента и диаметром выходного отверстия деформированной части дульца гильзы способно обеспечить необходимую полноту сгорания метательного заряда и стабильность давления пороховых газов. Значительное сопротивление, возникающее при прохождении метаемого травматического элемента через выходное отверстие, обеспечивает горение метательного заряда при неизменном объеме и давлении пороховых газов, необходимое для полного сгорания метательного заряда. Никакое соотношение диаметра метаемого элемента и внутреннего диаметра канала ствола не способно обеспечить полноту сгорания метательного заряда при резко возросшем объеме пороховых газов и соответствующем падении их давления.

Оптимальной является закругленная форма деформированной части дульца гильзы с радиусом закругления, составляющим 0,2-0,4 наружного диаметра гильзы. Закругленная форма обеспечивает наилучшие условия для досылания патрона в патронник и стабильной работы механизмов перезаряжания самозарядного оружия, удобство и простоту заряжания несамозарядного оружия. Для травматических патронов, не имеющих выступающей пули и имеющих неблагоприятное для работы самозарядного оружия соотношение длины патрона и диаметра гильзы, форма деформированной части гильзы имеет решающее значение для обеспечения стабильной работы механизмов перезаряжания. Уменьшение радиуса закругления деформированной части дульца гильзы приводит к ухудшению условий работы механизмов перезаряжания самозарядного оружия, утыканию патронов при досылании в патронник, нестабильной работе механизма перезаряжания, задержкам в стрельбе. Для несамозарядного оружия уменьшение радиуса закругления деформированной части дульца гильзы приводит к ухудшению условий заряжания оружия, которое, в большинстве случаев, производится в спешке, на ощупь и сопровождается стрессом, неизбежным при использовании оружия в целях самообороны. Увеличение радиуса закругления деформированной части дульца гильзы приводит к нестабильному положению метаемого травматического элемента в гильзе. При снаряжении патронов деформирование гильзы с большим радиусом закругления приводит к выдавливанию метаемого травматического элемента в направлении донной части гильзы и препятствует обеспечению стабильного положения метаемого травматического элемента в гильзе в оптимальном положении, при котором передняя поверхность метаемого травматического элемента прижата к внутренней поверхности деформированной части дульца гильзы.

Оптимальная длина деформированного участка дульца гильзы составляет 0,2-0,35 наружного диаметра гильзы. Уменьшение длины деформированного участка дульца гильзы приводит к ухудшению условий работы механизмов перезаряжания самозарядного оружия, утыканию патронов при досылании в патронник, нестабильной работе механизмов перезаряжания. Увеличение длины деформированного участка дульца гильзы приводит к нестабильному положению метаемого травматического элемента в гильзе. Деформирование гильзы на участке большей длины приводит к выдавливанию метаемого травматического элемента в направлении донной части гильзы и препятствует обеспечению стабильного положения метаемого травматического элемента в гильзе в оптимальном положении, при котором передняя поверхность метаемого травматического элемента прижата к внутренней поверхности деформированной части дульца гильзы.

Стабильность баллистических характеристик и широкая область применения травматических патронов, имеющих оптимальное соотношение геометрических размеров (наружного диаметра гильзы D, внутреннего диаметра гильзы d1, диаметра метаемого травматического элемента d2, диаметра выходного отверстия деформированной части дульца гильзы d3, радиуса закругления деформированной части дульца гильзы R, длины деформированного участка дульца гильзы L), подтверждается результатами испытаний патронов калибров 9-мм РА,.380 ME Gum, 10×22Т, 10×23Т, 12×23Т, 12/50 SAPL с металлической гильзой. Размеры для патронов указанных калибров приведены в таблице.

РазмерЗначение, мм9-мм РА.380 ME Gum10×22Т10×23Т12×23Т12/50 SAPLD9,59,59,759,9312,0120,2d18,58,58,758,911,0019,4d210,210,210,210,213,023,0d36,46,46,46,58,214,5R33333,56,0L2,62,62,72,73,15,1

При выстреле срабатывает капсюль-воспламенитель и воспламеняет метательный заряд. Пороховые газы, образовавшиеся при сгорании метательного заряда, выталкивают метаемый травматический элемент из гильзы. Оптимальное соотношение геометрических размеров патронов (наружного диаметра гильзы, внутреннего диаметра гильзы, диаметра метаемого элемента, диаметра выходного отверстия деформированной части дульца гильзы, формы и размеров деформированной части дульца гильзы) обуславливает стабильность баллистических характеристик и возможность применения травматических патронов для стрельбы из широкого круга моделей длинноствольного, короткоствольного, бесствольного, самозарядного и несамозарядного оружия. Стабильность баллистических характеристик патронов обуславливает стабильную работу механизма перезаряжания самозарядного оружия, удобство заряжания и перезаряжания несамозарядного оружия, общую стабильность характеристик стрелкового комплекса.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Материалы Постоянной Международной Комиссии Брюссельской Конвенции по взаимному признанию испытательных клейм ручного огнестрельного оружия. Таблицы максимальных размеров патронов и минимальных размеров патронников. Permanent International Commission for the Proof of Small-arms (C.I.P.). Tables of dimensions of cartridges and chambers. Edition 2003. English translation of the edition of the Bureau Permanent de la Comission Internationale Permanente. 45, rue Fond-des-Tawes 45, B-4000 Liege - Belgique.

2. Материалы Постоянной Международной Комиссии Брюссельской Конвенции по взаимному признанию испытательных клейм ручного огнестрельного оружия. INTERNATIONALE PERMANENTE (C.I.P.) POUR L′ÉPREUVE DES ARMES Á FEU PORTATIVES. XXVIIIéme SESSION PLÉNIÈRE VIENNE (Autriche) du 18 au 21 Septembre 2006.

3. Патент РФ №2055299. Стрелковый комплекс для самообороны.

4. Патент РФ №2103648. Патрон.

5. Патент РФ №2103646. Патрон.

Изобретение относится к боеприпасам стрелкового оружия. Патрон содержит жесткую гильзу, капсюль-воспламенитель, метательный заряд и метаемый сферический травматический элемент из эластичного материала, закрепленный в гильзе круговой деформацией дульца гильзы. Патрон имеет оптимальное соотношение геометрических размеров, обуславливающих стабильность баллистических характеристик, и возможность использования патронов для стрельбы из широкого круга моделей длинноствольного, короткоствольного, бесствольного, самозарядного и несамозарядного оружия. 1 табл., 3 ил.

Травматический патрон, содержащий жесткую гильзу, капсюль-воспламенитель, метательный заряд и метаемый сферический травматический элемент из эластичного материала, закрепленный в гильзе круговой деформацией дульца гильзы, отличающийся тем, что травматический элемент выполнен с диаметром, равным 1,1-1,3 внутреннего диаметра цилиндрической части гильзы и 1,5-1,7 диаметра выходного отверстия деформированной части дульца гильзы, которая выполнена закругленной формы с радиусом закругления, составляющим 0,2-0,4 наружного диаметра гильзы, причем длина деформированной части дульца гильзы составляет 0,2-0,35 наружного диаметра гильзы.