Многофункциональное дульное эжекторное устройство (МДЭУ) Российский патент 2021 года по МПК F41A13/10 

Изобретение относится к области огнестрельного оружия, в частности к быстросъемным дульным устройствам для боевого автоматического оружия: автоматов, пулеметов, крупнокалиберных пулеметов, авиационных и малокалиберных зенитных пушек.

Из уровня техники известно много различных дульных устройств, которые предназначены для крепления к дульным насадкам стволов, включая, например, пламегасители, устройства бесшумной и беспламенной стрельбы, дульные тормоза-компенсаторы или иные устройства. Типичные дульные устройства, имеют в своей основе корпус, который имеет преимущественно цилиндрическую или иную полую форму. На заднем торце корпуса, с ее внутренней стороны, имеется резьба для соединения с дульной частью ствола стрелкового оружия. На переднем торце корпуса могут быть сформированы, например, элементы пламегасителя или компенсатора подброса-увода.

Известно надульное устройство "5,45 мм автомата Никонова АН-94" (патент РФ 2110745, МПК 6 F41A 5/00, 7/00, 9/00, F41C 7/00, 05.06.1997), содержащее расширительные и выпускную камеры, пулевое отверстие. В расширительных камерах этого устройства создается вращение газового потока, который разбивает устойчивое истечение основной струи газов, препятствуя выходу газов через пулевое отверстие. Недостатками данного устройства являются: асимметричное действие газов на пулю, проходящую расширительную камеру, отклоняет ее в сторону наименьшего давления, отклонению пули способствуют неперпендикулярные оси пулевого отверстия стенки входных и выходных отверстий расширительных камер, отклонение пули при прохождении надульного устройства неизбежно приводит к ухудшению кучности стрельбы оружия пропорционально количеству расширительных камер.

Известно изобретение по патенту РФ №2345305, опубл. 27.03.2009, относящееся к стрелковому оружию, в частности к конструкции дульных устройств для стрелкового оружия. Дульное устройство содержит корпус, сепаратор с пулевым каналом, состоящий из перегородок, муфту с крепежным элементом для присоединения к крепежному элементу оружия и взаимодействующую с корпусом. На сепараторе выполнен центрирующий элемент, взаимодействующий с элементом оружия. Перегородки сепаратора выполнены в виде последовательно расположенных элементов с образованием расширительных камер. Перегородка сепаратора представляет собой усеченный полый конус с пулевым каналом и с отбортовкой большого основания конуса в виде плоского кольца. На кольце выполнены выступы с плоскими площадками, которые при сборке перегородок в сепаратор опираются на плоское кольцо следующей перегородки. Изобретение обеспечивает высокую степень глушения звука, уменьшение отдачи оружия и устранение дульного пламени.

Из зарубежных источников информации также известны дульные устройства и насадки, которые описаны, например, в следующих публикациях: патент США № US 9423198 (дата публикации: 23.08.2016), опубликованная патентная заявка США № US 20170030672 (дата публикации: 02.02.2017), Европейский патент № ЕР 3112795 (дата публикации: 04.012017) и опубликованная патентная заявка США № US 20110297477 (дата публикации: 08.12.2011).

Аналогом к предлагаемому техническому решению также является изобретение по патенту РФ №2150649, опубл. 10.06.2000, которое крепится к стволам автоматов, пулеметов, крупнокалиберных пулеметов, зенитных и авиационных пушек. Сущность изобретения: надульное устройство оружия представляет собой пламегаситель и выполнен в виде расширяющейся воронки с выточками, имеющими поверхности, обращенные к дульной части ствола. Элементами крепления устройство присоединяется к дульной части ствола.

Изобретение позволяет повысить кучность боя снизить заметность выстрела и вызвать эжекцию окружающего ствол воздуха с целью его охлаждения.

Недостатком аналога является его низкая функциональность, низкий эффект торможения ствола, невозможность глушения звука выстрела, удержания ствола во время автоматической стрельбы на линии прицеливания, невозможность внутреннего охлаждения канала ствола и ствольной коробки, невозможность увеличения начальной скорости вылета пули и создание временного разряжения внутри канала ствола и в ствольной коробке.

Прототипом к предлагаемому техническому решению является изобретение «Ствол с устройством принудительного охлаждения» патент РФ №2015486, опубл. 30.06.1994 г. Охлаждающее устройство выполнено в виде кожуха охватывающего оконечность ствола с двумя трубниками, первая из которых охлаждает внутреннюю поверхность ствола, вторая прокачивает воздух между кожухом и стволом за счет отвода части газов в подкожуховое пространство, которые периодически раскручивают турбину. Данное техническое решение не позволяет выполнить в полной мере задачу внутреннего охлаждения ствола, ствольной коробки, и беспрерывное создание и поддержание пониженного давления внутри оружия. Малый диаметр ротора на выходе из ствола многократно увеличивает динамическую и температурную нагрузку на лопасти ротора, снижает количество задействованного воздуха, не позволяет в полной мере погасить пламя выстрела и подавить его звук. Использование двух роторов усложняет конструкцию устройства и увеличивает его стоимость.

Настоящее изобретение дульного устройства направлено на повышение его функциональности и решает следующие технические задачи, не решенные комплексно в известных аналогах и прототипах: охлаждение канала ствола и ствольной коробки изнутри, удержание канала ствола во время автоматической стрельбы на линии прицеливания, глушение звука выстрела, гашение и подавление пламени и уменьшение отдачи выстрела.

Поставленная задача решается энергией выстрела горящих пороховых газов, которые частично тормозятся перед вылетом из ствола отражающими поверхностями дульного устройства, расширяются в коническом корпусе и вращают лопасти турбинки, размещенной внутри вентилируемого опорного двурядного подшипника, который в свою очередь размещен в ложе уширения оконечности раструба дульного устройства. Возможность создания многофункционального дульного устройства применительно к дульным устройствам для огнестрельного оружия на практике осуществлена путем комбинированного подбора и соединения известных деталей и узлов воедино, а именно: конического корпуса, выполненного полым и имеющим внутреннюю резьбу, предназначенную для закрепления корпуса к дульной части ствола огнестрельного оружия, и внешнюю резьбу, предназначенную для закрепления к устройству тавровой гайки, ложе подшипника, образованного на оконечности конического корпуса, двунаправленного радиального подшипника, турбины с наклонными лопастями и тарельчатых или волновых пружин.

Технический результат обеспечивается существенными признаками дульного устройства, приводящими к повышению его функциональности, универсальности и интегрированию в одном устройстве всех возможных положительных свойств объекта изобретения. В частности, позволяет использовать дульное устройство как отдельное изделие, позволяющее эффективно объединить в себе свойства: стандартных пламегасителей, звукопоглотителей, охладителей внутренней и наружной поверхностей ствола и ствольной коробки, дульных тормозов, гидростабилизаторов стрельбы, эжекторов внутренних объемов оружия - при умеренном увеличении массы. Уменьшением нагрева ствола предлагаемым к рассмотрению дульным устройством, в свою очередь, предотвращают увод средней точки попадания после продолжительной автоматической работы боевого оружия. Дульное устройство по настоящему изобретению позволяет обеспечить простое, быстрое и надежное крепление на стволе огнестрельного оружия.

Дополнительные сведения о достижении заявленного технического результата приведены ниже и должны быть очевидны для специалиста в данной области техники на основании данного описания и сведений, ставших доступными из уровня техники.

Сущность многофункционального дульного эжекторного устройства (МДЭУ) дополнительно поясняется Фиг. 1, на которой показана его боковая проекция. На Фиг. 2 показаны вентилирующие отверстия в боковой стенке уширения конического корпуса и каналы, выбранные радиально в виде полуотверстий на внутренней цилиндрической части конического корпуса устройства, предназначенные для вентиляции двухрядного опорного подшипника.

Многофункциональное дульное эжекторное устройство (МДЭУ) крепится к стволу оружия 1 при помощи внутренней резьбы, выполненной на цилиндрической части 3, конического корпуса 2. С другой стороны к наружной резьбе цилиндрического участка 3, конического корпуса 2 крепится, при помощи внутренней резьбы 4, поджимная тавровая гайка 5 с насечкой 6, которая закрывает двурядный упорный подшипник 7 и тарельчатые или волновые пружины 8, расположенные у боковых поверхностей подшипника в ложе 9, внутреннюю поверхность которого образует кольцевая перегородка 10. Внутри двурядного опорного подшипника 7, в проточках 11, его срединного кольца 12 жестко крепятся лопатки 13, ротора 14. Лопатки ротора 13 выполнены из жаростойкой стали воедино с корневым кольцом ротора 14 и к нему с двух сторон герметично жестко приварены конусные дефлекторы 15, с отверстиями для пролета пули. В боковых поверхностях тавровой гайки 5 и конического корпуса 2 соосно выполнены вентиляционные отверстия 16, а на внутренней поверхности горизонтального участка в металле конического корпуса 2 выбраны вентиляционные проточки 17. Внутри конического корпуса 2, ближе к стволу 1, выполнены выточки с отражающими поверхностями 18, обращенные к дульной части ствола. Все детали устройства изготавливаются из огнестойкого металла, а наиболее подверженные динамическому воздействию высокотемпературной газовой струи выстрела покрываются керамикой или алмазоподобным покрытием. Крепление многофункционального дульного эжекторного устройства к стволу выполняют специальным ключом за две фаски 20, выбранные на горизонтальном участке конического корпуса 2. Замена тарельчатых или волновых пружин 8, а также двурядного опорного подшипника 7 возможна в боевых условиях, в результате заложенных в них при изготовлении конструкционных параметров. Вращение лопаток ротора может быть как левым, так и правым, в зависимости от вида оружия.

МДЭУ крепится к стволу оружия 1 и работает следующим образом. После вылета из канала ствола 1 малокалиберного снаряда или пули дульные газы частично теряют скорость в выточках 18 и отражающем буртике 19, далее расширяясь, отводятся конусными дефлекторами 15 на лопатки 13 ротора с корневым кольцом 14. Лопатки ротора 13 передают усилие давления газов на тарельчатые или волновые пружины 8 и срединное кольцо 12 двурядного упорного подшипника 7, который переводит тангенциальное усилие от наклонно расположенных лопаток ротора во вращательное движение срединного кольца подшипника с жестко закрепленными к нему лопатками ротора 14. Первый выстрел производит закручивание ротора. Вращающиеся лопатки ротора 13, в свою очередь, оказывают тормозящее действие на откат ствола 1, способствуют дожигу пороха, охлаждают пороховые газы и уменьшают заметность пламени и шумность выстрела. Последующие выстрелы увеличивают скорость вращения ротора 14, соответственно, возрастают все параметры,закладываемые в технические заданиях на проектирование современного боевого оружия: торможение ствола при выстреле, гашение звука выстрела и его пламени, охлаждение внутренней и наружной поверхности ствола, создание пониженного давления в канале ствола и во внутреннем объеме боевого оружия, увеличивают гироскопический эффект, возникающий от большой скорости вращения лопаток ротора 13, удерживают оружие на линии прицеливания. Возникают вторичные эффекты от вышеперечисленных параметров: увеличивается точность стрельбы из постоянно охлаждаемого ствола, за счет беспрерывного образования открытого канала пониженного воздуха по оси пролета пули за срезом ствола, повышается ее начальная скорость, в связи с понижением давления перед затворной рамой и затвором увеличивается скорострельность оружия.

Вопрос экономической эффективности и широкой применимости МДЭУ во всех видах боевого автоматического оружия очевиден в связи с тем, что предлагаемое в качестве изобретения дульное эжекторное устройство комплексно улучшает все параметры известных аналогов и прототипов и открывает возможность создания новых видов боевого оружия основанных на иных принципах заряжания и иных боеприпасах.

НАИМЕНОВАНИЕ ТЕРМИНОВ

1. Ствол оружия.

2. Конический корпус.

3. Цилиндрическая часть конического корпуса.

4. Внутренняя резьба.

5. Тавровая гайка.

6. Насечка на тавровой гайке.

7. Двурядный упорный подшипник.

8. Тарелчатые или волнистые пружины.

9. Ложе двурядного опорного подшипника.

10. Кольцевая перегородка.

11. Проточки в серединном кольце.

12. Серединное кольцо двурядного упорного подшипника.

13. Лопатки ротора.

14. Ротор с корневым кольцом.

15. Конусные дефлекторы.

16. Вентиляционные отверстия.

17. Вентиляционные каналы.

18. Отражающие поверхности.

19. Отражающий буртик.

20. Фаски под ключ.

Многофункциональное дульное эжекторное устройство состоит из конического корпуса, на оконечности которого в ложе установлен двухрядный упорный шариковый подшипник, который поджат гайкой таврового сечения через пластинчатые или волновые пружины к оконечности конического корпуса. Внутри срединного кольца подшипника жестко закреплен ротор с коническими дефлекторами, по центру которых происходит вылет пуль. Ложе образовано с одной стороны боковой поверхностью поджимной гайки, с другой – боковой поверхностью уширения конического корпуса, в стенках которых выбраны вентиляционные отверстия. На внутренней поверхности поджимной гайки высверлены, с одинаковым шагом, вентиляционные каналы, параллельные оси устройства в виде полуотверстий. Технический результат - обеспечение дульным устройством беспрерывной вентиляции канала ствола и ствольных коробок огнестрельного оружия во время автоматической стрельбы, удержание канала ствола во время автоматической стрельбы на линии прицеливания, глушение звука выстрела, гашение и подавление пламени и уменьшение отдачи выстрела. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Многофункциональное дульное эжекторное устройство (МДЭУ), включающее раструб с внутренней резьбой для соединения со стволом оружия, отличающееся тем, что состоит из конического корпуса, на цилиндрической части большего диаметра которого выполнена наружная резьба, поджимной тавровой гайки, двурядного упорного подшипника, двух волновых или тарельчатых пружин и лопаток ротора с корневым кольцом.

2. Дульное устройство по п.1, отличающееся тем, что конический корпус выполнен из легированной жаростойкой стали и на оконечности имеет уширение, в цилиндрической части которого соосно выбрана кольцевая перегородка меньшего диаметра, образующая ложе двурядного упорного подшипника.

3. Дульное устройство по п. 1, отличающееся тем, что поджимная тавровая гайка имеет насечку на наружной поверхности и выполнена из жаростойкой легированной стали таврового сечения, на внутренней стороне полки большего диаметра выполнена внутренняя резьба, сопрягаемая с наружной резьбой цилиндрического участка конического корпуса.

4. Дульное устройство по п. 1, отличающееся тем, что двурядный упорный подшипник на внутренней кромке срединного кольца имеет поперечно выбранные с равным угловым шагом проточки, в которых по центру жестко закреплены оконечности лопаток ротора.

5. Дульное устройство по п.1, отличающееся тем, что лопатки ротора тангенциально расположены на корневом кольце и выполнены из жаростойкой легированной стали, корневое кольцо при этом закрыто с двух сторон конусными дефлекторами с отверстиями для пролета пуль и малокалиберных снарядов, а сам ротор центруется совместно со срединным кольцом двурядного упорного подшипника.

6. Дульное устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что кольцевая перегородка, образованная на внутренней оконечности конического корпуса, и внутренняя полка тавра поджимной гайки выполнены одинакового диаметра и отстоят с зазором, большим, чем толщина срединного кольца двурядного упорного подшипника, который размещен в образованном ими ложе.

7. Дульное устройство по пп. 1, 2, 6, отличающееся тем, что с двух боковых сторон от упорного двунаправленного подшипника упруго защемлены тарельчатые или волновые пружины, при этом зазор между срединным кольцом двурядного упорного подшипника, для предотвращения его зажима подвижными кромками ложа двурядного упорного подшипника, выбран с учетом упругого прогиба тарельчатых или волновых пружин, а в торцевых и боковой стенках ложа подшипника образованы соосные вентиляционные отверстия и каналы.

8. Дульное устройство по пп. 1, 2, 6, отличающееся тем, что направление вращения лопаток ротора может быть как левым, так и правым, в зависимости от калибра оружия, жесткости его лафета, возможности парировать возникающий реактивный момент без увода линии прицеливания во время стрельбы и максимального использования энергии пороховых газов для ускоренного вращения лопаток ротора.