Газовый двигатель стрелкового оружия Российский патент 2023 года по МПК F41A5/26 

Изобретение относится к самозарядному стрелковому оружию, преимущественно короткоствольному малого и среднего калибра, с газовым приводом автоматики.

Оружие с газовым приводом автоматики широко применяется в малом и среднем калибре, из-за простоты и надежности.

Однако в короткоствольном оружии, оружие с газовым приводом автоматики применяется чрезвычайно редко, так как трудно, при коротком стволе, получить импульс в газовом двигателе оружия, достаточный для надежной работы автоматики.

Так, известен пистолет Desert Eagle с газовым приводом автоматики. Недостатком данного пистолета является то, что для получения достаточного для работы автоматики импульса в газовом двигателе, отбор газа из ствола производится непосредственно у пульного входа, в период горения пороха. Так как скорость горения пороха зависит от давления то, отбор газа в момент горения - снижает давление и, следовательно, скорость горения пороха. Это привело к неполному сгоранию пороха в стволе и, как следствие, к необходимости увеличения навески пороха, то есть к увеличению объема гильзы, калибра оружия, габаритов, веса,… сложности.

Задачами заявляемого изобретения является повышение степени наполняемости газового двигателя стрелкового оружия пороховыми газами, вывод газоотводных каналов газового двигателя из зоны горения пороха.

Для выполнения поставленной задачи предлагается камеру газового двигателя расположить концентрично стволу и образовать стволом с навинченной на него гайкой и затвором. А газоотводный канал, соединяющий ствол оружия и камеру газового двигателя, располагать под острым углом к направлению движения пороховых газов в стволе оружия, так, чтобы угол между направлением движения газа в газоотводном канале и направлением движения газа в канале ствола был острым и, как можно, меньше. Газоотводных каналов может быть несколько. За направление движения газа принимаются оси газоотводного канала и канала ствола.

В этом случае появляется возможность использовать для наполнения камеры газового двигателя не только «квазистатическое» давление пороховых газов (как при отборе газа у пульного входа) в канале ствола, но и значительную часть скоростного напора газа, движущегося вслед за пулей.

Скоростной напор (давление, создаваемое движущимся газом) определяется как: / 1 /.стр. 7

ρ⋅V² , где

ρ - плотность газа;

V - скорость газового потока.

Это позволит:

1) получить достаточный, для надежной работы автоматики, импульс в газовом двигателе оружия, даже при коротком стволе. Так как скорость пули (и движущегося за ней газа) близка к конечной, и она входит в формулу скоростного напора в квадрате;

2) расположить газоотводные каналы в стволе, вне зоны горения пороха или, в крайнем случае, в ее конце, а это дает возможность;

а) не увеличивать навеску пороха в патроне, сверх необходимого по ТТЗ, то есть калибр оружия;

б) повысить скорость пули (за счет полноты сгорания пороха);

в) значительно снизить высоту оси канала ствола над рукой стрелка, получить более плотную и легкую компоновку оружия (например, пистолета)* (*). Проведенные компоновочные работы показывают, что реально можно разработать пистолет под патрон 9×19, со стволом длиной 120 мм, магазином на 15 патронов и весом около 1 кг (если рамка стальная). То есть получить пистолет почти в 2 раза легче Desert Eagle);

г) разработать более простой газовый двигатель;

3) значительно, примерно на 35-40%, снизить импульс отдачи на руке стрелка (за счет эффекта дульного тормоза);

4) за счет сниженного импульса отдачи и низкого расположения оси канала ствола - получить малый подброс оси канала ствола оружия, (например, пистолета**) ( **). Проведенные ориентировочные термогазодинамические расчеты показали, что подброс оси канала ствола пистолета с ТТХ по *) после выстрела будет в пределах 10 градусов, от первоначально положения.) после выстрела. То есть получить более высокую боевую скорострельность.

Таким образом, использование части скоростного напора газов, движущихся вслед за пулей, для наполнения газового двигателя, позволяет получить импульс в газовом двигателе оружия, достаточный для надежной работы автоматики. При этом появляется возможность вынести отбор газа из зоны горения пороха или, в крайнем случае, в ее конец.

На Фиг. 1 показан газовый двигатель короткоствольного стрелкового оружия (пистолета), расположенный концентрично стволу 1, с несколькими газоотводными каналами 2, соединяющими канал ствола 3 с рабочей камерой газового двигателя 4. Рабочую камеру газового двигателя 4 образуют ствол 1, гайка 5, навинченная на ствол 1, затвор 6. Угол между осью канала ствола и осью газоотводного канала - α.

На Фиг. 2 показан газовый двигатель короткоствольного стрелкового оружия (пистолета), после прохождения пулей 7 газоотводных каналов 2. Где позицией 8 условно показана скорость (ее суммарный вектор), пороховых газов, движущихся в стволе (вслед за пулей), а поз. 9 - суммарный вектор пороховых газов в газоотводном канале.

Работа газового двигателя

Во время выстрела, пока порох не сгорел, и пуля не прошла входа в газоотводные каналы, отбора газа и, следовательно, потери давления, потери скорости горения пороха, нет. Порох сгорает полностью. После прохождения пулей 7 входа в газоотводные каналы 2, часть пороховых газов, движущихся вслед за пулей, поступает в газоотводные каналы 2 а, затем, в рабочую камеру газового двигателя 4. Малый угол α обеспечивает то, что потери скоростного напора, на входе в газоотводный канал, будут малы. И тем они будут меньше, чем меньше угол α. Ориентировочно, скорость порохового газа на входе в газоотводный канал определится как скорость в стволе (за пулей), умноженная на cos α). Высокая скорость газа в газоотводном канале дает высокий скоростной напор на входе в рабочую камеру газового двигателя 4, то есть, создает в ней высокое давление и, как следствие, высокий импульс газового двигателя. Затвор 6 отходит назад, приводя в действие автоматику оружия (пистолета).

Таким образом, применение данного газового двигателя в стрелковом оружии позволяет получить импульс в газовом двигателе достаточный для надежной работы автоматики даже короткоствольного оружия. При этом появляется возможность вынести отбор газа из зоны горения пороха или, в крайнем случае, в ее конец, что позволяет создавать короткоствольное оружие с газовым приводом малого и среднего калибра.

Использованная литература

Н.Ф. Краснов и др.; «Аэродинамика в вопросах и задачах», под ред. Н.Ф. Краснова, М., Высшая школа, 1985 г.

Газовый двигатель самозарядного стрелкового оружия расположен концентрично стволу и соединяет канал ствола с рабочей камерой газового двигателя. Газоотводный канал отклоняет газовый поток, отбираемый из канала ствола, на острый угол. Технический результат - повышение степени наполняемости камеры газового двигателя пороховыми газами, вынесение газоотводного канала газового двигателя из зоны горения пороха. 2 ил.

Газовый двигатель самозарядного короткоствольного стрелкового оружия малого и среднего калибра, расположенный концентрично стволу, отличающийся тем, что рабочую камеру образуют ствол с навинченной гайкой и затвор, а газоотводный канал или каналы, соединяющие канал ствола с рабочей камерой газового двигателя, выполнены под острым углом к оси канала ствола с возможностью минимизировать отклонения газового потока, отбираемого из канала ствола.