ПРИБОР БЕСШУМНОЙ СТРЕЛЬБЫ РЕАКТИВНО-АКТИВНОГО ТИПА

Полезная модель относится к многокамерным приборам бесшумной стрельбы (ПБС) реактивно-активного типа, предназначенных для поглощения энергии акустической волны при выстреле из стрелкового оружия (СО) и оружия с малым демаскирующим действием (ОМДД).
В настоящее время наибольшее распространение получили многокамерные ПБС расширительного типа, интегральные. Из новейших отечественных разработок в этой области следует отметить прибор к винтовке снайперской специальной (ВСС) «Винторез». В этом оружии ПБС интегрирован (но не составляет одно целое) со стволом, обычного типа, с завихрителями потока газов. Пороховые газы попадают в полость прибора через ряд веерообразных отверстий в стенке ствола. В расширительной камере происходит сброс давления, затем газы разделяются на противопотоки и окончательно охлаждаются.
Целью изобретения является снижение уровня интенсивности звукообразования в свободном пространстве, за счет уменьшения среднего по времени значения плотности потока энергии, которую несет с собой акустическая волна при выстреле и улучшении тактического параметра ОМДД - громкости выстрела при сохранении требуемой кучности стрельбы путем применения в конструкции звукопоглощающий включений (материалов) при сохранении прежних геометрических размеров корпуса.
Известны ПБС для СО [2] и к ОМДД [3], предназначенные для уменьшения плотности потока энергии, которую несет с собой акустическая волна при выстреле, и снижения громкости выстрела - тактического параметра ОМД.
На основе созданного программно-моделирующего комплекса (ПМК) расчета звукообразования от ПБС с энергопоглощающими включениями, содержащим пакет прикладных программ по решению уравнений акустики проекционным методом Галеркина, авторами проведен вычислительный эксперимен для широкого класса неоднородиостей в полости многокамерных ПБС реактивно-активного типа.
С этой целью авторами на основе декомпозиционного подхода [1] разработана матричная математическая модель процессов звукообразования в системе «ствол - ПБС - акустическое поле»:
где А, В - векторы, компонентами которых являются коэффициенты рядов разложения акустического поля по собственным функциям шарового акустического волновода; Т - матрица передачи; L, М, N - матрицы с элементами
X;.
2
1
1
1
2
здесь Р - избыточное давление, r, (, (- сферические координаты. S - входное сечение ПБС, S - входное сечение полусферы,  - вектор скорости частиц газа; a, b - векторы, компонентами которых являются коэффициенты рядов Фурье разложения акустического поля на входном сечении S по собственным функциям круглого акустического волновода (ствола ПБС):
0m
i
0m
'
α - корни уравнения J (х)=0; Г - постоянные распространения собственных волн в круглом акустическом волноводе; R - радиус акустического волновода (ствола);
1
1
α
(
1
(
(
Входными параметрами для математической модели являются: давление P и скорость частиц газа  в стволе (на бесконечно малом расстоянии от сечения S); длительности τ, τимпульсов P и . Параметры (и (на уровне 0,25 длительность импульсов τи τопределяем следующим об
На фигуре 1 показана конструкция интегрированного ПБС ВСС «Винторез». Ствол в передней части имеет несколько рядов отверстий, выводящих из прибора часть пороховых газов со дна нарезов. В передней части, перед дульным срезом ствола, прибор имеет ряд стальных диафрагм с отверстием для пули, тормозящих пороховые газы внутри корпуса.
На фигуре 2 показаны результаты математического расчета зависимости интенсивности звука от угла наклона стальных диафрагм в ПБС.
Результаты математического моделирования получены с учетом числа временных гармоник, равным 150 и числа пространственных гармоник, равным 100. Геометрия поверхности стальных диафрагм ПБС аппроксимировалась ступенчатой моделью, число ступенек - 45. Дальнейшее расширение базиса временных и пространственных гармоник и увеличение числа ступеней практически не изменяло результатов математического моделирования.
Фигура 2 - Результаты математического расчета зависимости интенсивности звука от угла (наклона стальных диафрагм в ПБС к ВСС «Винторез»:
Из графика (фигура 2) следует, что оптимальные значения угла ф наклона диафрагмы составляют 54÷65°. При этих углах интенсивность звука в точке наблюдения М наименьшая,
На фигуре 3 приведено сравнение результатов математического моделирования с натурным экспериментом. Как видно из графика (фигура 3), совпадение результатов математического моделирования с экспериментом вполне удовлетворительное. Результаты математического моделирования функционирования ПБС показали, что его конструкция оптимальна с точки зрения звукообразования по углу наклона стальных диафрагм. Совпадение результатов математического моделирования с экспериментом, а также оптимизация конструкции ПБС по звукообразованию свидетельствует о достоверности результатов, полученных с помощью разработанной математической модели.
ПМК позволяет проводить вычислительный эксперимент для широкого класса структур энергопоглощающих включений в полости корпуса. Авторами была проведена работа по поиску новых включений для ПБС к ВСС «Винторез» и их оптимизации с целью снижения уровня звукообразования.
На фигурах. 4 и 5(фото) показана конструкция ПБС с энергопоглощающим включением в виде области с жаростойким базальтовым волокном, находящимся в корпусе из стальной сетки с размером окна 1×1 мм. Эта конструкция была разработана авторами на основе вычислительных и натурных экспериментов.
На фигуре 6 показана зависимость интенсивности звука от длины L пустотелой области ПБС.Наименьшая интенсивность звука наблюдалась при L=55-65 мм.
0
0
0
Из графика (фигура 6) следует, что интенсивность звука от ПБС со жаростойким энергопоглощающим включением (фигуры 4 и 5) на расстоянии r=1,2 м, α=0, θ=15(на 18-20 дБ ниже, чем для штатной конструкции к ВСС «Винторез» (фигура 1) и составляет 106 дБ, а для штатного - 124 дБ.
Таким образом, разработана конструкция ПБС реактивно-активного типа с энергопоглощающим включением в виде области с жаростойким базальтовым волокном, находящимся в корпусе из стальной сетки с размером окна 1×1 мм, которая позволяет уменьшать уровень интенсивности звука -громкость на 18-20 дБ ниже, чем в штатном образце при сохранении прежних геометрических размеров конструкции, что подтверждают результаты математического расчета и данными натурного эксперимента.