Дробовой патрон для перехвата беспилотных летательных аппаратов Российский патент 2025 года по МПК F42B7/04 

Область техники

Предложение относится к области боеприпасов служебного огнестрельного гладкоствольного длинноствольного оружия, а именно, к дробовым патронам и может быть использовано для борьбы с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА).

Употребляемые ниже термины и выражения имеют следующее толкование:

БПЛА - беспилотный летательный аппарат (синонимы: дрон, квадрокоптер, БАС - беспилотное авиационное судно).

Боеприпас - боевые припасы (боеприпасы) - изделия, компонент вооружения и военной техники, непосредственно предназначенный для поражения живых и мёртвых целей (живой силы и/или вооружения и военной техники, разрушения сооружений (укреплений)), а также выполнения специальных задач.

Дробовой патрон - боеприпас, который включает в себя гильзу, капсюль-воспламенитель, пороховой заряд, пыж, который в стволе выполняет функцию поршня для разгона дробового снаряда, и сам снаряд дроби.

Уровень техники

Известен патрон с дробью разного диаметра, способ изготовления которого заключается в том, что патроны могут снаряжаться дробью с незначительной разницей в номерах, например, 3/5, 5/7 или 2/0, а может в таких снарядах быть дробь, существенно отличающаяся в диаметре - 1/5, 3/6 или 0/3. Примером устройства для осуществления такого боеприпаса является патрон производства компании Air-Gun (см. https://www.air-gun.ru/overview/patrony-s-kombinirovannoy-drobyu---kogda-hochetsya-kak-luchshe).

Недостатком такого способа изготовления дробового патрона является непредсказуемый результат применения боеприпаса на малых, средних и дальних дистанциях.

Из патента КНР CN 215984227 известен патрон для борьбы с БПЛА, который включает гильзу, блокирующую деталь, дробь, промежуточный патрон, буферные частицы, опору дроби, пороховой заряд, капсюль и дно патрона. Гильза патрона имеет полую симметричную структуру, прямоугольные канавки равномерно распределены в гильзе патрона, а в дне образовано сквозное отверстие.

Недостатком такого патрона является тяжелая дробь, небольшая дальность действия и низкая точность.

Известны патроны со связанной картечью из решений, представленных на вебсайте https://guns.club/lib/oruzhie/svyazannaya-kartech-ustroystvo-i-primenenie/?ysclid=lz1qqsbyys147171647. Связанная картечь представляет собой разновидность картечной навески, предназначенную для снаряжения патронов гладкоствольного оружия. Подобный вид поражающего элемента распространён в широком спектре охот - по мелким и средним копытным (косуля, кабан-сеголеток, сайгак, олень, марал), а также хищникам (волк, рысь, шакал и т.д.).

Недостатком указанного технического решения состоит в том, что дробь одинакового веса связывается короткими нитями, так как основная цель была сохранить кучность поражения на длинных дистанциях (50-100 метров). Обычная дробь тут рассыпается на квадратный метр, возникают многочисленные пробелы. Связанная дробь дает разброс не более 15-20 см, однако это означает необходимость попадание в цель с очень высокой точностью. Недостатком также является неопределенность параметров связывающей дробь нити, то есть относительно большой диаметр, абразивность поверхности нити, грубое завязывание узлов на поверхности дроби приводит к резкому увеличению аэродинамического коэффициента торможения, закручивание связки в полете, ее перекос.

Из патента RU 151144 на полезную модель известен дробовой снаряд "Люман", содержащий выполненный в виде стакана пыж-контейнер, причём верхняя часть стакана разрезана на части для образования лепестков, а также амортизатор и обтюратор, отличающийся тем, что оснащён дополнительным контейнером, выполненным в виде металлического без дна снаряда аэродинамической формы с одной или несколькими внутренними полостями для размещения в них дробового заряда, а также каждая полость имеет сквозное осевое отверстие в носике, причём указанный дополнительный контейнер расположен в стакане пыжа-контейнера и выполняет одновременно функцию средства для транспортировки дробного заряда и подкалиберной пули.

Недостатком такого дробового снаряда является то, что для задачи сбивания дрона, например, посредством повреждения нитями лопастей винтов, сгусток дроби имеет малый поперечный размер. То есть приходится целиться непосредственно в Дрон, что для современных БЛА очень непростая задача. И аэродинамика выхода дроби из конуса за счет выдуванием встречным воздух кажется технически неверным решением, учитывая большую удельную плотность свинца. Даже если этот процесс и произойдет, за счет гравитации выдуваемая дробь повернет ось конуса, он развернется и полетит скорее боком, кувыркаясь, чем носиком вперед. Неявным доказательством наших замечаний является отсутствие таких патронов в практике, хотя уже прошло почти 20 лет после получения этого патента.

Наиболее близким по совокупности признаков техническим решением являются патроны калибра 12-70 «Перехват-С» к служебному огнестрельному гладкоствольному длинноствольному оружию, известные из перечня продукции Акционерного общества «Техкрим» (см. https://techcrim.ru/?page_id=16396#bottom66) (фирма https://techcrim.ru). Патрон включает 6 свинцовых сегментов, соединенных кевларовой нитью. Останавливающим действием обладают не только свинцовые сегменты, но и прочная кевларовая нить, которая при попадании по цели (по идеи авторов) должна мгновенно запутывается и выводит ее из строя. Недостатком этого известного технического решения является:

1. Очень малое число несущих свинцовых сегментов (всего 6). То есть прямой ударный фактор не действует практически против дронов, имеющих размер обычно в десятки сантиметров. Другими словами, вероятность попасть в чувствительные части конструкции конструкции не более 2-3% (наши расчеты и анализ видеоданных в Инете по испытанию этого типа патронов («Перехват» патрон дрон видео https://youtu.be/JUK_xoj3sxE). В ссылке показаны особенности как дробовики работают против дронов https://youtu.be/6s_MMxvOdFM?si=mlEKNopDUD5NEDaI. Отсюда мы получили данные о эффективности поражения дробью разного размера критических для полета дрона его деталей. Эти выводы мы применяем в наших расчетах для оптимизации нового типа анти дрон патрона.

2. Малая длина нитей (около 60 см) - на мишени в 50 метров раскрытие связки Перехвата не превышает чаще всего 25-30 см. Дробь без связки раскрывается в 2 на 2 метра. Площадь элементов Дрона и малых и бабы Яги (потенциально опасных для выстрела) составляет опять же не более 2-5%. Сами нити на мишени не наблюдаются часто. Испытатели отмечают частый отрыв нитей от грузиков свинцовых.

3. Скорость заряд (связки) патрона Перехват падает на расстоянии 50-70 метрах под действием гравитации. И торможение связки резкая функции - квадрат скорости дробинок (элементов свинцовых) приводит практически к остановке связки. Отмечается даже влияние бокового ветра - то есть большая толщина нитей связок приводит к появлению большой парусности связки Перехват.

4. Теперь главный недостаток с точки зрения физики всего процесса действия патрона Перехват. Авторы говорят, что нити должны резать слабые элементы конструкции Дрона. Это принципиально неправильный подход. Нить сама по себе (да еще и толстая) не режет конструкцию, если они не работает по эффекту закручивания. Это показали аэростаты над Москвой в 1941 году. Нить должна иметь маятник утяжелитель, который под действием разницы скоростей связки и дрона приобретает момент вращения. Дробь делает несколько оборотов вокруг элементов конструкции. Но в «Перехвате» сцепление вместе 6 элементов свинцовых утяжелителей ведет к тому, что маятниковый механизм ломки (срезания), особенно пропеллеров, невозможен в такой связке.

5. Но если еще дополнительно идет быстрая потеря скорости дроби, за счет нитей, летящих поперек потоку воздуха, то, следовательно, быстрое снижение кинетической энергии разрушения и приводит к новым недостаткам патрона Перехват.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей, решаемой изобретением, является повышение скорости и мощности заряда при выведении беспилотного летательного аппарата из рабочего состояния.

Технический результат изобретения заключается в повышение скорости, мощности заряда.

Указанный технический результат достигается за счет того, что дробовой патрон для сбивания беспилотных летательных аппаратов, содержит пороховой заряд, гильзу, капсюль - воспламенитель, свинцовые дроби, связывающие элементы, разгонный пыж, снабжённый тормозными аэродинамическими вставками, при этом свинцовые дроби выполнены разного размера и только попарно соединены связующим элементом.

Толщина связывающих элементов не превышает 200 мкм, а длина связывающих элементов составляет от 3 до 15 метров. Соотношение веса свинцовых дробей в каждой паре составляет минимум 1:10.

Толщина связующих элементов не превышает 200 мкм для оптимизации аэродинамики полета пары дробей разной массы. Пыж содержит специальные тормозные аэродинамически вставки, регулируемы для разных масс связок дробей, на порядок увеличение (от 3 до 15 метров) для проволок или нитей в парных связках.

Разный вес и размер дроби позволяет обеспечить более плотную упаковку дроби в гильзу патрона и более высокий общий вес заряда дроби, а значит и число связок при одном и том же объеме гильзы. Разный вес дробин обеспечивает сильное аэродинамическое натяжение нити, соединяющей дробины разного размера. При этом парная связка летит строго по направлению вектора, соединяющего центры тяжестей двух тел. Это используется в эффекте создания дополнительных быстрых колебаний конца связки. Колебания длинной нити перед курсом дрона повышает эффективность воздействия связки на пропеллеры БПЛА, запутывая их, до полной остановки или до ударного сброса режимов вращения, и сбивая с курса, не давая выполнить поставленную задачу.

Аэродинамические вставки могут выполнены в форме цилиндрического элемента, изготовленного из дерева. При ударе по капсюлю пороховой заряд выталкивает дробины из пыжа - контейнера, а аэродинамические вставки помогают растолкать дробины, обеспечивая ударную мощность заряда, воздействующую на БПЛА.

Осуществление изобретения

При обнаружении беспилотного летательного аппарата, стрелок прицельно выстреливает дробовым зарядом в сторону беспилотного летательного аппарата. При ударе по капсюлю пороховой заряд выталкивает дробины из пыжа - контейнера, а аэродинамические вставки помогают растолкать дробины. Связанные попарно при помощи нити или проволоки дроби кучно разлетаются в сторону беспилотного летательного аппарата, связующий элемент растягивается на максимальную длину и при контакте с беспилотным летательным аппаратом связующий элемент с дробью наматываются на его лопасти, обездвиживая аппарат. В парной связке может быть использована дробь 2 и 5 мм или 1 и 3 мм. Длина проволоки или нити может достигать 3 метра или 15 метров.

Изобретение относится к области боеприпасов служебного огнестрельного гладкоствольного длинноствольного оружия, а именно к дробовым патронам, и может быть использовано для борьбы с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА). Дробовой патрон для сбивания БПЛА содержит пороховой заряд, гильзу, капсюль-воспламенитель, свинцовые дроби, связывающие элементы. Дробовой патрон также содержит пыж-контейнер, снабжённый тормозными аэродинамическими вставками. Свинцовые дроби выполнены разного размера и попарно соединены связующим элементом длиной от 3 до 15 м. Толщина связывающих элементов не превышает 200 мкм. Технический результат заключается в повышении скорости и мощности заряда при выведении БПЛА из рабочего состояния. 1 з.п. ф-лы.

1. Дробовой патрон для сбивания беспилотных летательных аппаратов, содержащий пороховой заряд, гильзу, капсюль-воспламенитель, свинцовые дроби, связывающие элементы, отличающийся тем, что содержит пыж-контейнер, снабжённый тормозными аэродинамическими вставками, свинцовые дроби выполнены разного размера и попарно соединены связующим элементом длиной от 3 до 15 метров, толщина связывающих элементов не превышает 200 мкм.

2. Дробовой патрон для сбивания беспилотных летательных аппаратов по п.1, отличающийся тем, что соотношение веса свинцовых дробей в каждой паре составляет минимум 1:10.