СПОСОБ СНАРЯЖЕНИЯ ТРАВМАТИЧЕСКИХ ПАТРОНОВ Российский патент 2009 года по МПК F42B33/02 F42B5/02 

Изобретение относится к способу снаряжения травматических патронов, а именно к способу снаряжения патронов, содержащих жесткую гильзу, метательный заряд и закрепленный в гильзе деформацией дульца гильзы метаемый травматический элемент из эластичного материала с наибольшим диаметром, превышающим внутренний диаметр гильзы.

Патроны, содержащие жесткую гильзу, метательный заряд и закрепленный в гильзе деформацией дульца гильзы метаемый травматический элемент из эластичного материала, 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. Использование метаемого травматического элемента из эластичного материала, как правило, резины или поливинилхлоридного пластиката, позволяет уменьшить вероятность причинения тяжкого вреда здоровью, стойкой утраты трудоспособности объекта воздействия, летального исхода. Использование метаемых травматических элементов с наибольшим диаметром, превышающим внутренний диаметр гильзы, позволяет обеспечить фиксированное положение метаемого элемента в гильзе, защитить метательный заряд от воздействия влаги, упростить конструкцию патрона за счет исключения пыжей и прокладок, исключить травматическое воздействие пыжей и прокладок при выстреле. Закрепление метаемого травматического элемента в гильзе деформацией дульца гильзы является общепринятым способом обеспечения стабильных геометрических размеров патронов, обеспечения 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 движении метаемых травматических элементов через выходное отверстие гильзы с диаметром, меньшим внутреннего диаметра гильзы.

Известны травматические патроны, содержащие жесткую гильзу, метательный заряд и закрепленный в гильзе путем деформации дульца гильзы метаемый травматический элемент из эластичного материала с наибольшим диаметром, превышающим внутренний диаметр гильзы, например травматические патроны калибров. 380 ME Gum, 10×22T, 10×23Т [1]. Способ снаряжения указанных патронов включает засыпку в капсюлированную гильзу метательного заряда, установку в гильзу метаемого элемента и закрепление метаемого элемента в гильзе деформацией дульца гильзы. Недостатком указанного способа является низкая стабильность баллистических характеристик травматических патронов (давления пороховых газов, начальной скорости метаемых травматических элементов) и низкая стабильность работы механизмов перезаряжания самозарядного оружия.

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%.

Одним из необходимых условий стабильности баллистических характеристик травматических патронов и стабильности работы механизмов перезаряжания самозарядного оружия является стабильность давления пороховых газов. В свою очередь необходимым условием стабильности давления пороховых газов патронов стрелкового оружия является стабильность плотности заряжания и, следовательно, стабильность внутреннего объема гильзы. Одной из причин нестабильного внутреннего объема гильзы является разброс длины гильз. Однако основной причиной нестабильности внутреннего объема гильзы является нестабильное положение метаемого травматического элемента в гильзе. Оптимальным является положение метаемого травматического элемента, при котором его верхняя часть прижата к внутренней закрепляющей кромке гильзы. Практика показывает, что снаряжение патронов согласно известному способу приводит к нестабильному положению метаемого травматического элемента в гильзе. Метаемый травматический элемент может устанавливаться ниже оптимального положения, при этом уменьшается внутренний объем гильзы, возрастает плотность заряжания и возрастает давление пороховых газов. При определенных условиях метаемый травматический элемент, установленный ниже оптимального положения, может уплотнять порох, при этом плотность заряжания может стать больше единицы и возрастает вероятность разрыва гильзы при выстреле и других аномальных явлений, связанных с повышенным давлением пороховых газов. Метаемый травматический элемент может устанавливаться выше оптимального положения, при этом увеличивается внутренний объем гильзы и снижается давление пороховых газов. Деформация выступающей части метаемого травматического элемента, установленного выше оптимального положения, приводит к увеличению длины патрона сверх установленного значения, при этом возрастает вероятность аномальных явлений при заряжании и перезаряжании оружия, связанных с увеличенной длиной патрона.

На фиг.1-3 приведены травматические патроны, содержащие капсюлированную гильзу 1, метательный заряд 2 и метаемый травматический элемент 3, закрепленный в гильзе. На фиг.1 приведен патрон с оптимальным положением метаемого травматического элемента, при котором его верхняя часть прижата к внутренней закрепляющей кромке гильзы. На фиг.2 приведен патрон с метаемым травматическим элементом, установленным ниже оптимального положения. На фиг.3 приведен патрон с метаемым травматическим элементом, установленным выше оптимального положения.

Нестабильность положения метаемого травматического элемента в гильзе и связанная с ней нестабильность внутреннего объема гильзы обуславливают низкую стабильность давления пороховых газов и низкую стабильность начальной скорости метаемых травматических элементов, а также низкую стабильность работы механизмов перезаряжания самозарядного оружия.

Таким образом, одним из необходимых условий стабильности баллистических характеристик травматических патронов является применение способа снаряжения патронов, обеспечивающего стабильный внутренний объем гильзы за счет оптимального положения метаемого травматического элемента в гильзе.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ снаряжения патронов к газовому и сигнальному оружию [2], включающий засыпку в капсюлированную гильзу метательного заряда, предварительную установку метаемого травматического элемента в гильзу, окончательную установку метаемого травматического элемента в гильзу в оптимальном положении и закрепление метаемого травматического элемента в гильзе.

Недостатком известного способа является низкая стабильность баллистических характеристик травматических патронов.

Низкая стабильность баллистических характеристик травматических патронов, снаряженных согласно известному способу, обусловлена невозможностью обеспечения оптимального положения в гильзе метаемого травматического элемента из эластичного материала и нестабильным диаметром выходного отверстия гильзы.

Невозможность обеспечения оптимального положения в гильзе метаемого травматического элемента из эластичного материала согласно известному способу связана со свойствами контейнеров из полимерного материала, используемых для снаряжения патронов к газовому и сигнальному оружию. Контейнеры из полимерного материала являются недеформируемыми. При установке контейнера из полимерного материала в гильзу согласно известному способу не учитывается упругая деформация контейнера. При снаряжении травматических патронов метаемыми травматическими элементами из эластичного материала для обеспечения оптимального положения метаемого травматического элемента в гильзе необходимо использовать способ снаряжения, учитывающий упругую деформацию метаемых травматических элементов.

Низкая стабильность баллистических характеристик патронов, снаряженных метаемыми травматическими элементами из эластичного материала согласно известному способу, связана с нестабильностью диаметра выходного отверстия гильзы. Для патронов к газовому оружию нестабильность диаметра выходного отверстия не влияет на стабильность баллистических характеристик патронов, т.к. контейнеры из полимерного материала не меняют своего положения и после выстрела остаются в гильзе. В этой связи известный способ снаряжения патронов обеспечивает стабильную длину патронов независимо от разброса длины гильзы за счет разброса диаметра выходного отверстия. В отличие от контейнеров патронов к газовому и сигнальному оружию метаемые травматические элементы травматических патронов при выстреле проходят через выходное отверстие гильзы с диаметром, меньшим внутреннего диаметра гильзы. Прохождение метаемого травматического элемента через выходное отверстие гильзы связано с дополнительной упругой деформацией метаемых травматических элементов, при этом диаметр выходного отверстия гильзы оказывает значительное влияние на баллистические характеристики патронов. Влияние диаметра выходного отверстия на баллистические характеристики травматических патронов определяется размерами гильзы и метаемого травматического элемента, характеристиками материала метаемого травматического элемента, энергетикой патрона и другими факторами. Практика показывает, что влияние диаметра выходного отверстия на баллистические характеристики патронов возрастает при снижении энергетики патронов.

Таким образом, при снаряжении травматических патронов метаемыми травматическими элементами из эластичного материала необходимо использовать способ снаряжения, обеспечивающий стабильность внутреннего объема гильзы и одновременно стабильность диаметра выходного отверстия гильзы как факторов, оказывающих наибольшее влияние на стабильность баллистических характеристик патронов.

Влияние нестабильности диаметра выходного отверстия гильзы на баллистические характеристики травматических патронов, снаряженных согласно известному способу, подтверждается результатами испытаний патронов калибра 9-мм РА с резиновой пулей (диаметр пули 10 мм, масса пули 0,7 г). Из партии снаряженных патронов отбирались патроны, имеющие минимальный диаметр выходного отверстия, средний диаметр выходного отверстия и максимальный диаметр выходного отверстия с разбросом диаметра выходного отверстия, обусловленным только разбросом длины гильзы. Для отобранной выборки минимальный диаметр выходного отверстия гильзы составил 6,1 мм; средний диаметр 6,6 мм; максимальный диаметр 6,8 мм. При испытаниях измерялась начальная скорость метаемых травматических элементов. Результаты испытаний патронов при стрельбе из пистолета ИЖ-79-9Т приведены в таблице.

  Параметр Диаметр отверстия гильзы, мм 6,1 6,6 6,8 Средняя начальная скорость пули, м/с 349 281 270 Средняя кинетическая энергия пули, Дж 42,6 27,6 25,5

Нестабильность начальной скорости метаемых травматических элементов непосредственно связана с нестабильностью скорости отката затвора пистолета и, соответственно, нестабильностью работы механизмов перезаряжания самозарядного оружия.

Таким образом, результаты проведенных испытаний свидетельствуют о значительном влиянии разброса диаметра выходного отверстия гильзы на баллистические характеристики травматических патронов и необходимости использования способа снаряжения травматических патронов, обеспечивающих стабильность баллистических характеристик за счет обеспечения стабильного диаметра выходного отверстия гильзы.

Технической задачей, решаемой в предлагаемом изобретении, является повышение стабильности баллистических характеристик травматических патронов.

Указанная техническая задача достигается тем, что в способе снаряжения травматических патронов, включающем засыпку в капсюлированную гильзу метательного заряда, предварительную установку в гильзу метаемого травматического элемента, окончательную установку в гильзу метаемого травматического элемента в оптимальное для обеспечения стабильности баллистических характеристик травматических патронов положение и закрепление метаемого травматического элемента в гильзе, окончательную установку в гильзу метаемого травматического элемента осуществляют перед закреплением метаемого травматического элемента в гильзе путем воздействия толкателем на метаемый травматический элемент, при этом заглубляют нижний торец толкателя на глубину, превышающую глубину расположения верхнего края метаемого травматического элемента при его оптимальном положении на величину упругой деформации метаемого травматического элемента после снятия усилия, а закрепление метаемого травматического элемента в гильзе производят пуансоном с внутренним центральным цилиндрическим выступом, диаметр которого равен оптимальному для обеспечения стабильности баллистических характеристик травматических патронов диаметру выходного отверстия гильзы, причем деформируют пуансоном дульце гильзы до смыкания ее краев с внутренним центральным цилиндрическим выступом пуансона.

Предлагаемый способ снаряжения травматических патронов осуществляется следующим образом.

В капсюлированную гильзу засыпают метательный заряд и осуществляют предварительную установку в гильзу метаемого травматического элемента. Предварительная установка в гильзу метаемого травматического элемента имеет целью протолкнуть метаемый травматический элемент через дульце гильзы и установить его в гильзе в такое положение, при котором его дальнейшая установка в оптимальное положение обеспечивается при стабильном усилии, связанном только с преодолением силы трения, возникающей при движении упруго деформированного метаемого травматического элемента внутри гильзы.

Результатом предварительной установки в гильзу метаемого травматического элемента является заглубление в гильзу метаемого травматического элемента на глубину, при которой наибольший диаметр метаемого травматического элемента располагается ниже среза дульца гильзы и одновременно не ниже оптимального положения метаемого травматического элемента в гильзе.

Окончательная установка в гильзу метаемого травматического элемента должна обеспечиваться на фиксированную глубину с учетом упругой деформации метаемого травматического элемента. Заглубление в гильзу метаемого травматического элемента с наибольшим диаметром, превышающим внутренний диаметр гильзы, связано с необходимостью преодоления значительной силы трения. Усилие, прикладываемое толкателем к метаемому травматическому элементу, вызывает упругую деформацию метаемого травматического элемента, величина которой определяется соотношением наибольшего диаметра метаемого травматического элемента и внутреннего диаметра гильзы, материалом метаемого травматического элемента и другими факторами. Для обеспечения оптимального положения в гильзе метаемого травматического элемента необходимо предварительно определить постоянную для данного типа патронов величину упругой деформации метаемого травматического элемента после снятия усилия.

Результатом окончательной установки в гильзу метаемого травматического элемента в оптимальном положении является обеспечение такого положения метаемого травматического элемента в гильзе, при котором после закрепления в гильзе его верхняя часть прижата к внутренней закрепляющей кромке гильзы. Такое положение метаемого травматического элемента позволяет повысить стабильность баллистических характеристик травматических патронов за счет обеспечения стабильного внутреннего объема гильзы и стабильной плотности заряжания при минимальной плотности заряжания. Минимальная плотность заряжания позволяет обеспечить целевую функцию патрона при минимальном давлении пороховых газов, и, соответственно, минимальных нагрузках на гильзу, патронник и другие элементы оружия, воспринимающие нагрузки при выстреле.

На фиг.4-6 приведена последовательность процесса предварительной и окончательной установки в гильзу 1 с засыпанным метательным зарядом 2 метаемого травматического элемента 3. На фиг.4 приведено положение предварительно установленного в гильзу метаемого травматического элемента, заглубленного в гильзу на глубину, при которой наибольший диаметр метаемого травматического элемента располагается ниже среза дульца гильзы и одновременно не ниже оптимального положения метаемого травматического элемента в гильзе. На фиг.5 приведен процесс окончательной установки в гильзу метаемого травматического элемента в оптимальном положении. Для окончательной установки воздействуют толкателем 4 на метаемый травматический элемент, при этом заглубляют нижний торец толкателя на фиксированное расстояние от дна гильзы (Н) на глубину, превышающую оптимальную глубину расположения верхнего края метаемого травматического элемента на величину упругой деформации метаемого травматического элемента (h) после снятия усилия. На фиг.6 приведено оптимальное положение метаемого травматического элемента, восстановившего форму после снятия усилия толкателя.

Окончательная установка метаемого травматического элемента в гильзу может осуществляться одновременно с предварительной установкой. Необходимым условием совмещения окончательной и предварительной установки в гильзу метаемого травматического элемента является стабильность параметров технологического процесса и стабильность характеристик комплектующих изделий, используемых для снаряжения патронов.

Закрепление метаемого травматического элемента в гильзе обеспечивают деформацией дульца гильзы цилиндрическим пуансоном с внутренним центральным цилиндрическим выступом, диаметр которого равен оптимальному диаметру выходного отверстия гильзы. На верхней внутренней поверхности пуансона выполнено кольцевое закругление, обеспечивающее закрепление контейнера в гильзе за счет деформации дульца гильзы. На нижней поверхности центрального цилиндрического выступа выполнено закругление, кривизна которого соответствует кривизне метаемого травматического элемента для исключения деформации или дополнительного смещения метаемого травматического элемента при закреплении в гильзе. Кроме того, высота выступа выбирается заведомо меньше высоты, способной привести к дополнительному смещению метаемого травматического элемента с учетом его упругой деформации. При закреплении метаемого травматического элемента воздействуют пуансоном на дульце гильзы и деформируют дульце гильзы до тех пор, пока не произойдет смыкание ее краев с внутренним центральным цилиндрическим выступом пуансона. Деформация пуансоном дульца гильзы до смыкания ее краев с внутренним центральным цилиндрическим выступом пуансона обеспечивает стабильность диаметра выходного отверстия гильзы независимо от разброса длины гильзы и прочих факторов.

На фиг.7-8 приведена последовательность процесса деформации дульца гильзы 1 с засыпанным метательным зарядом 2 и окончательно установленным в оптимальное положение метаемым травматическим элементом 3 пуансоном 5. На фиг.7 приведен патрон до деформации дульца гильзы. На фиг.8 приведено положение пуансона, при котором края выходного отверстия деформируемой части гильзы сомкнулись с внутренним центральным цилиндрическим выступом пуансона.

Снаряжение патронов предлагаемым способом обеспечивает стабильность баллистических характеристик травматических патронов за счет обеспечения стабильности внутреннего объема гильзы и стабильности диаметра выходного отверстия гильзы как основных факторов, определяющих стабильность баллистических характеристик. Стабильность внутреннего объема гильзы и, следовательно, стабильность плотности заряжания и давления пороховых газов, обеспечиваются установкой метаемого травматического элемента в оптимальном положении на фиксированном расстоянии от дна гильзы. Стабильность диаметра выходного отверстия гильзы после деформации дульца гильзы обеспечивается смыканием ее краев с внутренним центральным цилиндрическим выступом пуансона.

Стабильность баллистических характеристик патронов, снаряженных согласно предлагаемому способу, подтверждается результатами испытаний контрольной партии патронов калибра 9-мм РА с резиновой пулей (диаметр пули 10 мм, масса пули 0,7 г). Разброс диаметров центрального отверстия составил 6,4…6,5 мм. При стрельбе из пистолета ИЖ-79-9Т средняя начальная скорость метаемого травматического элемента составила 312 м/с; разность между наибольшей и наименьшей скоростью метаемого травматического элемента составила 36 м/с (79 м/с при снаряжении патронов согласно известному способу в соответствии с табл.). Соответственно, средняя кинетическая энергия метаемого травматического элемента составила 34,1 Дж, разность между наибольшей и наименьшей кинетической энергией метаемого травматического элемента составила 7,9 Дж (17,1 Дж при снаряжении патронов согласно известному способу в соответствии с табл.).

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. Патент РФ №2149346. Способ снаряжения патронов к газовому и сигнальному оружию (варианты).

Изобретение относится к способу снаряжения боеприпасов стрелкового оружия. При снаряжении патронов обеспечивают стабильность внутреннего объема гильзы и стабильность диаметра выходного отверстия гильзы. В результате установки в гильзу метаемого травматического элемента в оптимальном положении является обеспечение такого положения метаемого травматического элемента в гильзе, при котором после закрепления в гильзе его верхняя часть прижата к внутренней закрепляющей кромке гильзы. Стабильность диаметра выходного отверстия гильзы после деформации дульца гильзы обеспечивает смыкание ее краев с внутренним центральным цилиндрическим выступом пуансона. Повышается стабильность баллистических характеристик. 1 табл., 8 ил.

Способ снаряжения травматических патронов, включающий засыпку в капсюлированную гильзу метательного заряда, предварительную установку в гильзу метаемого травматического элемента, окончательную установку в гильзу метаемого травматического элемента в оптимальное для обеспечения стабильности баллистических характеристик травматических патронов положение и закрепление метаемого травматического элемента в гильзе, отличающийся тем, что окончательную установку в гильзу метаемого травматического элемента осуществляют перед закреплением метаемого травматического элемента в гильзе путем воздействия толкателем на метаемый травматический элемент, при этом заглубляют нижний торец толкателя на глубину, превышающую глубину расположения верхнего края метаемого травматического элемента при его оптимальном положении на величину упругой деформации метаемого травматического элемента после снятия усилия, а закрепление метаемого травматического элемента в гильзе производят пуансоном с внутренним центральным цилиндрическим выступом, диаметр которого равен оптимальному для обеспечения стабильности баллистических характеристик травматических патронов диаметру выходного отверстия гильзы, причем деформируют пуансоном дульце гильзы до смыкания ее краев с внутренним центральным цилиндрическим выступом пуансона.