ДУЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
MUZZLE DEVICE

Изобретение относится преимущественно к стрелковому оружию, к конструкциям ствольных, в частности дульных устройств.
Известно дульное устройство, содержащее расширительные камеры и пулевой канал, образованные последовательно расположенными элементами одинаковой конфигурации. Полости расширительных камер выполнены торообразной формы с коническими отсекателями газов, образующими в поперечном сечении входные спиралевидные участки. В расширительных камерах этого устройства создается вращение газового потока, который разбивает устойчивое истечение основной струи газов, препятствуя выходу газов через пулевое отверстие (Патент RU №2202751 С2, 20.04.2003).
Недостатком данного устройства является то, что во время выстрела газы, поступившие в торообразную полость расширительной камеры, раскручиваются по радиусной поверхности тора и, почти не теряя скорости, врезаются поперек движения основного потока газов, преобразуя ламинарное движение основного потока в турбулентное хаотичное движение, чем достигается резкое снижение скорости истечения.
Торможение газовой струи в пулевом канале расширительных камер существенно затрудняет их эффективную продувку и практически исключает продувку канала ствола.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является дульное устройство (прототип), содержащее расширительные камеры, соединенные с пулевым каналом газовыми каналами. Расширительные камеры выполнены с гладкой, замкнутой в продольном сечении поверхностью с возможностью создания в них замкнутого вихря пороховых газов, при этом газовые каналы расположены по касательной к образующей расширительной камеры, площадь которых выполнена с возможностью обеспечения заполнения расширительной камеры пороховыми газами до вылета пули из ствольного устройства или достижения ею газовых каналов следующей расширительной камеры (Патент RU №2366884 С2, 10.09.2009).
Замыкание расширительной камеры в продольном направлении конструктивно обеспечивается центральным цилиндрическим выступом с пулевым каналом и коническим раструбом на конце, а также конической поверхностью на отсекателе, расположенном на элементах одинаковой конфигурации, входящей частично в конический раструб центрального выступа с образованием конических газовых каналов.
Недостатком описанного устройства является отсутствие эффективной продувки ствола и расширительных камер, вызванное замкнутой в продольном направлении поверхностью расширительных камер, и соответственно невозможностью формирования волн разрежения в канале ствола и в расширительных камерах. Расширительные камеры устройства представляют собой для газов тупиковые зоны, позволяющие использовать энергию газов, скопившихся в камерах, для противодействия истечению основной струи газов, без возможности их активной вентиляции. Практически исключена и продувка ствола и расширительных камер.
Целью данного изобретения является обеспечение эффективной продувки ствола и расширительных камер дульного устройства.
Указанная цель достигается тем, что в дульном устройстве, содержащем расширительные камеры, соединенные между собой пулевым каналом и выполненные с гладкой поверхностью, согласно изобретению пулевой канал имеет диаметр на входе в первую расширительную камеру, минимально необходимый для свободного пропуска пули, а угол входа части газов, совершивших оборот в расширительной камере, в основную струю, движущуюся по пулевому каналу, является необходимым и достаточным для формирования волн разрежения в пулевом канале и минимизации потерь скорости истечения при смешении основной струи и этой части, и сами расширительные камеры выполнены незамкнутыми в их центральной части в продольном направлении, т.е. полыми.
Отсутствие центрального выступа и конического отсекателя, с одной стороны, значительно упрощает конструкцию дульного устройства и снижает ее вес, с другой стороны, обеспечивает формирование волн разрежения в канале ствола и расширительных камерах с целью их эффективной продувки. Снижение звука выстрела вызвано отбором части пороховых газов в расширительные камеры от основной струи, истекающей вслед за пулей, с последующим возвращением ее в основную струю. При этом скорость истечения газов из дульного устройства в момент выхода пули существенно снижается, уменьшая звук выстрела.
Эффективность продувки обеспечивается созданием эжектирующей струи в виде части пороховых газов (этого нет ни в аналоге, ни в прототипе), совершивших оборот в полости расширительной камеры, в дополнение к основной струе газов, движущейся по пулевому каналу. При этом конструктивно обеспечивается (за счет подбора радиусов кривизны внутренней поверхности торцев на входе в расширительные камеры) оптимальный угол входа эжектирующей струи в основную струю, необходимый, с одной стороны, для формирования волны разрежения в пулевом канале, с другой стороны, минимизацией потерь скорости истечения при смешении основной струи и эжектирующей.
Отбор части пороховых газов с высокой кинетической энергией от основной струи в момент выхода пули из расширительной камеры, с последующим возвращением ее с минимальными потерями скорости в основную (когда скорость последней уже значительно снизилась) приводит к эффекту эжекции, т.е. формированию зоны разрежения (при нестационарном процессе, как в нашем случае) в пулевом канале на входе в первую расширительную камеру (и в последующих), и развитием ее в волну разрежения, движущуюся по каналу ствола к замкнутому гильзой концу и увеличивающую скорость истечения основной струи. Отражаясь от закрытого конца, волна разрежения, в свою очередь, формирует волну давления, движущуюся в обратном направлении, вытесняя оставшиеся газы из ствола. Это обеспечивает эффективную продувку ствола. Эффективное удаление пороховых газов из расширительных камер также обеспечивается формированием волн разрежения в камерах (за промежуток времени между выстрелами). Диаметр пулевого канала на входе в первую расширительную камеру, минимально необходимый для свободного пропуска пули, также является условием для формирования эффективной продувки канала ствола. Диаметры участков пулевого канала, соединяющие расширительные камеры между собой, и диаметр выходного отверстия выполняются с учетом погрешностей изготовления и монтажа элементов, составляющих дульное устройство.
На фиг. 1 изображено дульное устройство, содержащее расширительные камеры, имеющие бочкообразную внутреннюю поверхность с торцевыми поверхностями в виде части тороидальной поверхности или части поверхности эллиптического тороида.
На фиг. 2 представлено дульное устройство, содержащее расширительные камеры с торообразной формой внутренней поверхности, при этом радиусы кривизны горообразных поверхностей на половинах, составляющих внутреннюю поверхность расширительной камеры, могут отличаться друг от друга для повышения эффекта продувки ствола и расширительных камер.
На фиг. 3 представлено дульное устройство, содержащее расширительные камеры, внутренняя поверхность которых выполнена в виде кругового цилиндра с торцевыми поверхностями в виде части торообразной поверхности.
Дульное устройство (фиг. 1) содержит корпус 1 с пулевым каналом 2, крышку 3 с отверстием 4 для вылета пули, расширительные камеры 5, элементы одинаковой конфигурации 6 с пулевыми каналами 7.
Дульное устройство (фиг. 2) содержит корпус 8 с пулевым каналом 9, крышку 10 с отверстием для вылета пули 11, расширительные камеры 12, элементы одинаковой конфигурации 13 с пулевыми каналами 14.
Дульное устройство (фиг. 3) содержит корпус 15 с пулевым каналом 16, крышку 17 с отверстием для вылета пули 18, расширительные камеры 19, элементы одинаковой конфигурации 20 с пулевыми каналами 21, распорную втулку 22.
Дульное устройство (на фиг. 1) работает следующим образом: после вылета пули из ствола, пороховые газы попадают в первую расширительную камеру корпуса дульного устройства и частично покидают ее, оставшаяся часть динамически воздействует на переднюю внутреннюю поверхность первой расширительной камеры, компенсируя силу отдачи, и, перемещаясь вдоль внутренней поверхности расширительной камеры, совершает оборот внутри нее. Далее она также покидает первую расширительную камеру, формируя волну разрежения в канале ствола, которая в свою очередь, обеспечивает его продувку и удаляет пороховые газы и продукты неполного сгорания пороха. При поступлении пороховых газов из первой расширительной камеры во вторую расширительную камеру дульного устройства часть пороховых газов покидает вторую расширительную камеру, оставшаяся часть динамически воздействует на переднюю внутреннюю поверхность второй расширительной камеры, дополнительно компенсируя силу отдачи. Далее она покидает вторую расширительную камеру дульного устройства, формируя волну разрежения в первой расширительной камере и обеспечивая ее продувку, а также дополнительно продувку канала ствола. При поступлении пороховых газов из второй расширительной камеры в третью расширительную камеру дульного устройства часть пороховых газов покидает третью расширительную камеру, оставшаяся часть динамически воздействует на переднюю внутреннюю поверхность третьей расширительной камеры, дополнительно компенсируя силу отдачи. Далее она покидает третью расширительную камеру дульного устройства, формируя волну разрежения во второй и частично в первой расширительной камере и обеспечивая их продувку, а также дополнительно продувку канала ствола. При этом после вылета пули пороховые газы активно удаляются из ствола и расширительных камер, снижая нагарообразование в канале ствола и в расширительных камерах дульного устройства.
Дульное устройство (на фиг. 2) работает следующим образом: после вылета пули из ствола пороховые газы попадают в первую расширительную камеру корпуса дульного устройства и частично покидают ее, оставшаяся часть динамически воздействует на переднюю внутреннюю поверхность первой расширительной камеры, компенсируя силу отдачи, и, перемещаясь вдоль внутренней поверхности первой расширительной камеры, совершает оборот внутри нее. Далее она покидает первую расширительную камеру дульного устройства, формируя волну разрежения в канале ствола, которая в свою очередь обеспечивает его продувку и удаляет пороховые газы и продукты неполного сгорания пороха. При поступлении пороховых газов из первой расширительной камеры во вторую расширительную камеру дульного устройства, часть пороховых газов покидает вторую расширительную камеру, оставшаяся часть динамически воздействует на переднюю внутреннюю поверхность второй расширительной камеры, дополнительно компенсируя силу отдачи. Далее она покидает вторую расширительную камеру дульного устройства, формируя волну разрежения в первой расширительной камере и обеспечивая ее продувку, а также дополнительно продувку канала ствола. При поступлении пороховых газов из второй расширительной камеры в третью расширительную камеру дульного устройства часть пороховых газов покидает третью расширительную камеру, оставшаяся часть динамически воздействует на переднюю внутреннюю поверхность третьей расширительной камеры, дополнительно компенсируя силу отдачи. Далее она покидает третью расширительную камеру дульного устройства, формируя волну разрежения во второй и частично в первой расширительных камерах и обеспечивая их продувку, а также дополнительно продувку канала ствола. Аналогичный процесс происходит в остальных расширительных камерах. При этом после вылета пули пороховые газы активно удаляются из ствола и расширительных камер, снижая нагарообразование в канале ствола и в расширительных камерах дульного устройства.
Дульное устройство (на фиг. 3) работает следующим образом: после вылета пули из ствола пороховые газы попадают в первую расширительную камеру корпуса дульного устройства и частично покидают ее, оставшаяся часть динамически воздействует на переднюю внутреннюю поверхность первой расширительной камеры, компенсируя силу отдачи, и, перемещаясь вдоль внутренней поверхности расширительной камеры, совершает оборот внутри нее. Далее она также покидает первую расширительную камеру, формируя волну разрежения в канале ствола, которая в свою очередь обеспечивает его продувку и удаляет пороховые газы и продукты неполного сгорания пороха. При поступлении пороховых газов из первой расширительной камеры во вторую расширительную камеру дульного устройства, часть пороховых газов покидает вторую расширительную камеру, оставшаяся часть динамически воздействует на переднюю внутреннюю поверхность второй расширительной камеры, дополнительно компенсируя силу отдачи. Далее она покидает вторую расширительную камеру дульного устройства, формируя волну разрежения в первой расширительной камере и обеспечивая ее продувку, а также дополнительно продувку канала ствола. При поступлении пороховых газов из второй расширительной камеры в третью расширительную камеру дульного устройства часть пороховых газов покидает третью расширительную камеру, оставшаяся часть динамически воздействует на переднюю внутреннюю поверхность третьей расширительной камеры, дополнительно компенсируя силу отдачи. Далее она покидает третью расширительную камеру дульного устройства, формируя волну разрежения во второй и частично в первой расширительных камерах и обеспечивая их продувку, а также дополнительную продувку канала ствола. При этом после вылета пули пороховые газы активно удаляются из ствола и расширительных камер, снижая нагарообразование в канале ствола и в расширительных камерах дульного устройства.
Таким образом, дульное устройство снижает отдачу оружия при выстреле и одновременно обеспечивает эффективную продувку ствола и расширительных камер. Отбор части пороховых газов в расширительные камеры от основной струи, истекающей вслед за пулей, с последующим возвращением ее в основную струю снижает скорость истечения пороховых газов из дульного устройства в момент выхода пули, уменьшая звук выстрела.