НАДУЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЛАДКОСТВОЛЬНОГО ОХОТНИЧЬЕГО ОРУЖИЯ
MUZZLE DEVICE FOR SMOOTH-BORE HUNTING WEAPON

Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к стрелковому гладкоствольному охотничьему оружию, а именно к устройству, предназначенному для снижения звука выстрела, а также снижения отдачи гладкоствольного охотничьего оружия. Уровень техники.
Из уровня техники известно техническое решение по патенту на полезную модель UA 28410, ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК УКРАИНЫ И НАЦИОНАЛЬНОГО КОСМИЧЕСКОГО АГЕНТСТВА УКРАИНЫ (UA), F41A 21/30, F41A 17/00, опубл. 10.12.2007 г., в котором представлено описание устройства снижения уровня и обеспечения направленности звука выстрела стрелкового оружия, которое содержит узел стыковки со стволом оружия, связанный с ним одним торцом полый корпус-гильзу, расположенную внутри гильзы соосно оси ствола оружия перфорированную трубку, а также расположенные между полым корпусом и перфорированной трубкой поперечные кольца-перегородки и торцевой конечный фланец. Для повышения эффективности глушителя звука выстрела коаксиально корпусу снаружи установлена, по крайней мере, одна оболочка, которая содержит ниппельное устройство и крепится к узлу стыковки и торцевого фланца, создавая герметичную емкость с давлением внутри, не превышающим 0,00132 Па (10-5 мм рт.ст.). Из уровня техники известно техническое решение по патенту на полезную модель UA 31490, ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ НАН УКРАИНЫ И НКА УКРАИНЫ, UA, F41A 21/30, F41A 17/00, опубл. 10.04.2008 г., в котором представлено описание устройства снижения уровня звука выстрела стрелкового оружия, которое содержит узел стыковки со стволом оружия, связанный с ним одним торцом полый корпус-гильзу, расположенную внутри гильзы соосно оси ствола оружия перфорированную трубку, а также расположенные между полым корпусом и перфорированной трубкой поперечные кольца-перегородки, наполнитель и торцевой конечный фланец. Для снижения скорости потока газов, температуры и обеспечения возможности очищать наполнитель от загрязнения наполнитель в пространстве между второй и следующими по ходу пули перегородками выполнен в виде набора радиально расположенных упругих тонких стержневых элементов, продольные оси которых имеют с образующей внешней поверхности трубки угол от 30 до 90 град. Общими признаками вышеуказанных аналогов, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: устройство снижения уровня звука выстрела стрелкового оружия; расположенная соосно оси ствола оружия перфорированная трубка; торцевой фланец; узел стыковки со стволом оружия.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является техническое решение по патенту на изобретение US 9097482 (В1), SILENCERCO LLC [US]; SILENCERCO LLC [US], F41A 21/30, F41A 21/00, опубл.04.08.2015 г., в котором описано устройство шумоглушителя для огнестрельного оружия, такого как дробовик, содержащий: множество перегородок, расположенных последовательно; множество распорок, причем каждая распорка из множества распорок отделяет соседние перегородки от множества перегородок друг от друга; множество камер, причем каждая камера из множества камер ограничена смежными перегородками из множества перегородок, а распорка отделяет соседние перегородки друг от друга; множество направляющих стержней, проходящих по длине внутренней части шумоглушителя, причем множество направляющих стержней, выполненных с возможностью образования линейного, в основном трубчатого прохода (цилиндрический каркас) через внутреннюю часть шумоглушителя, при этом смежные с боковой стороны направляющие стержни из множества направляющих стержней являются разнесенными друг от друга, чтобы обеспечить возможность прохождения газов из канала во множество камер; при этом множество перегородок включает в себя: по меньшей мере, две суженные перегородки, включающие в себя первичные отверстия с диаметрами, которые приблизительно равны или превышают диаметр поперечного прохода, определяемого множеством направляющих стержней; и, по меньшей мере, одну открытую перегородку, расположенную между, по меньшей мере, двумя суженными перегородками, причем, по меньшей мере, одна открытая перегородка включает в себя отверстие, по меньшей мере, с одним диаметром, который превышает соответствующий диаметр первичных отверстий, по меньшей мере, двух суженных перегородок. Шумоглушитель может включать заднюю торцевую крышку, переднюю торцевую крышку. Также раскрыт элемент ствольного соединения, который может использоваться с шумоглушителем. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: шумоглушитель для огнестрельного оружия, такой как дробовик; перегородка; множество камер (по меньшей мере, две); проходящий вдоль внутренней части шумоглушителя линейный трубчатый канал в виде цилиндрического каркаса; задняя торцевая крышка; передняя торцевая крышка; элемент ствольного соединения. Общим недостатком вышеописанных аналогов заявляемого изобретения является то, что все устройства, описанные в них, предназначены для снижения уровня звука, что обеспечивается наличием большого количества сложных в исполнении, дорогостоящих конструктивных элементов, что, в свою очередь, вызывает сложность при их изготовлении и сборке, а также утяжеление всей конструкции устройства. Так согласно описания по патенту UA28410 снижение уровня звука обеспечивается посредством трех расширительных камер, вакуумной емкости и внешней оболочки, которая содержит ниппельное устройство, регулирующее давление в вакуумной емкости, пористого или прессовано-волоконного элемента с высоким коэффициентом теплопроводности и теплоемкостью (медный); согласно описания по патенту UA 31490 - посредством трех расширительных камер, наполнителя, состоящего из набора радиально расположенных упругих тонких стержневых элементов (металл или стекловолокно); согласно описания по патенту US 9097482 - большого количества поперечных перегородок и направляющих стержней. Конструкциями устройств для снижения уровня звука, описанных во всех перечисленных аналогах, не обеспечена 100% обтюрация пороховых газов, в момент прохождения заряда (дробь или пуля) в них происходит прорыв пороховых газов впереди заряда, что влияет на эффективность снижения уровня звука (132 дБ). Для присоединения глушителя к стволу ружья требуется обязательное наличие адаптера (узла стыковки со стволом оружия).
Предлагаемая конструкция надульного устройства, в которой используются совмещенные типовые дульные насадки, на одну из которых навернут рассекающий конус с внутренней трубой, разделяющий внутреннюю часть устройства на две расширительные камеры, а на другую насажена торцевая крышка-пробка параболической формы. Вся конструкция надульного устройства является легкой по весу, простой в изготовлении и сборке, эффективно уменьшает уровень звука, а также снижает при этом отдачу ружья.
Раскрытие сущности изобретения.
1
2
2
1
Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является упрощение изготовления, сборки, установки (на оружие) надульного устройства; уменьшение веса конструкции надульного устройства; эффективное уменьшение уровня звука выстрела при одновременном снижении отдачи ружья, что достигается выполнением надульного устройства для гладкоствольного охотничьего оружия, содержащего проходящий вдоль его внутренней части трубчатый цилиндрический канал, расширительные камеры, переднюю торцевую крышку-пробку, заднюю торцевую крышку-пробку, при этом трубчатый цилиндрический канал проходит по центру вдоль полости внешней трубы, выполнен в виде двух совмещенных резьбовым соединением типовых дульных насадок, имеющих радиальные разрезы, длина которых меньше длины дробового снаряда, а суммарная площадь поверхности разрезов на каждой из дульных насадок значительно больше площади поперечного сечения трубчатого цилиндрического канала; на дульную насадку, выполненную с возможностью соединения ее со стволом оружия, на которую навинчена задняя торцевая крышка-пробка, навернут рассекающий конус, к которому присоединена направленная в сторону передней торцевой крышки-пробки внутренняя труба, вместе с которой он образует монолитную деталь, разделяющую внутреннюю часть надульного устройства на две расширительные камеры объемом V и V, сообщающиеся между собой через кольцевую щель, образующуюся между внешней и внутренней трубой, причем объем камеры V в несколько раз превышает объем камеры V; на другую дульную насадку насажена передняя торцевая крышка-пробка, имеющая с внутренней стороны вогнутую параболическую форму. Упрощение изготовления, сборки, установки надульного устройства, уменьшение веса его конструкции обеспечивается выполнением трубчатого цилиндрического канала, проходящего по центру вдоль полости внешней трубы, в которой расположена внутренняя часть надульного устройства, в виде двух совмещенных резьбовым соединением типовых дульных насадок, а одна из насадок, на которую навинчена задняя торцевая крышка-пробка, выполнена с возможностью резьбового соединения со стволом ружья без установки на ружье адаптера (стыковочный узел).
Эффективное уменьшение уровня звука выстрела при одновременном снижении отдачи ружья (оружия) происходит за счет:
- выполнения длины разрезов на дульной насадке, на которую навинчена задняя торцевая крышка-пробка, меньше длины дробового снаряда, что исключает прорыв пороховых газов вперед заряда при прохождении заряда через разрезы в насадке, обеспечивая 100% обтюрацию пороховых газов. Выполнение на насадках радиальных разрезов в количестве и размером таким образом, что суммарная площадь поверхности разрезов на каждой из дульных насадок значительно больше площади поперечного сечения трубчатого цилиндрического канала (ствола), способствуя максимальному выходу пороховых газов в камеры устройства, что эффективно снижает уровень звука,
1
2
2
1
1
2
- выполнения рассекающего конуса, к которому присоединена направленная в сторону передней торцевой крышки-пробки внутренняя труба, в виде единой монолитной детали, разделяющей внутреннюю часть надульного устройства на две расширительные камеры V и V, сообщающиеся между собой через кольцевую щель, образующуюся между внешней и внутренней трубой, объем одной из камер V в несколько раз превышает объем другой камеры V. Конус обеспечивает направление движения пороховых газов в кольцевую щель, через которую происходит перетекание пороховых газов из камеры объемом V во вторую камеру с большим объемом V. В процессе этого перетекания при прохождении газов через эту узкую щель происходит снижение силы звука выстрела за счет отвода тепла на корпус надульного устройства и корпус внутренней трубы,
2
- выполнения передней торцевой крышки-пробки с внутренней стороны вогнутой параболической формы, что обеспечивает перенаправление пороховых газов в обратном направлении, фокусируя их в реактивную струю, которая через разрезы в насадке снова попадает в ствол, эжектируя при этом холодный атмосферный воздух во внутрь устройства во вторую камеру объемом V, который смешиваясь с пороховыми газами, дополнительно охлаждает их, что еще в большей степени способствует снижению звука выстрела. При отражении от параболической крышки пороховые газы получают обратно поступательное движение, толкая крышку и все надульное устройство вперед, передавая импульс на все ружье, что приводит к значительному снижению отдачи ружья.
Краткое описание чертежей.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид надульного устройства (вид спереди, разрез); на фиг.2 представлен общий вид надульного устройства со схематическим изображением направлений движения заряда, пороховых газов, воздуха при работе устройства (вид спереди, разрез).
Позициями на чертежах обозначены:
1 - корпус,
2 - внешняя труба,
3 - передняя торцевая крышка-пробка,
4 - задняя торцевая крышка-пробка,
5 - трубчатый цилиндрический канал,
6 - дульная насадка, соединенная с передней торцевой крышкой-пробкой,
7 - дульная насадка, соединенная с задней торцевой крышкой-пробкой,
8 - резьбовое соединение дульных насадок,
9 - радиальные разрезы,
10 - рассекающий конус,
11 - внутренняя труба,
12 - кольцевая щель,
13 - центрирующая втулка,
14 - гайка.
Осуществление изобретения.
1
2
1
2
2
1
Конструкция надульного устройства для гладкоствольного охотничьего ружья (оружия) содержит корпус 1, включающий выполненную из дюралюминия внешнюю трубу 2, которая одним концом вставлена в переднюю торцевую крышку-пробку 3, а другим концом вставлена в заднюю торцевую крышку-пробку 4. Вдоль внутренней части надульного устройства, расположенной в полости внешней трубы 2 по центру проходит трубчатый цилиндрический канал 5, выполненный в виде двух совмещенных типовых дульных насадок 6, 7. На одном конце насадки 6 снаружи выполнена резьба, образующая резьбовое соединение 8 при наворачивании дульной насадки 7 на насадку 6. В конструкции надульного устройства используют типовые стальные сменные дульные насадки для охотничьего оружия «Сайга», имеющие одинаковую длину (192 мм). Насадка 6 выполнена с возможностью присоединения к стволу ружья (посредством стандартной резьбы в зависимости от калибра). При присоединении надульного устройства к стволу ружья происходит его удлинение за счет длины совмещенных дульных насадок. На другой конец насадки 6 посредством резьбы навинчена задняя торцевая крышка-пробка 4. В корпусе дульной насадки 6 (после резьбового соединения с крышкой-пробкой 4) по кругу выполнены радиальные разрезы 9 определенной длины и ширины в количестве 6 шт., расположенные в один ряд. Сразу после разрезов 9 на корпусе дульной насадки 6 нарезана резьба, посредством которой на насадку 6 навернут рассекающий конус 10. После резьбового соединения с конусом 10 для облегчения веса всей конструкции надульного устройства корпус насадки 6 проточен под диаметр, меньший, чем наружный диаметр насадки 6. К рассекающему конусу 10 с помощью резьбы присоединена внутренняя труба 11, выполненная из дюралюминия, направленная в сторону передней торцевой крышки-пробки 3, образующие монолитную деталь (на чертеже не показано), которая разделяет внутреннюю часть надульного устройства на две части, образуя две расширительные камеры: первая расширительная камера объемом V и вторая расширительная камера объемом V. Конус 10, изготовленный из дюралевого круга, проточен под углом α=40° по отношению к центральной оси трубчатого цилиндрического канала 5, выполненного в виде совмещенных типовых дульных насадок 6, 7. Первая расширительная камера V образована внутренним пространством, ограниченным рассекающим конусом 10 и задней торцевой крышкой-пробкой 4. Вторая расширительная камера объемом V образована внутренним пространством, ограниченным рассекающим конусом 10 с присоединенной к нему внутренней трубой 11 и передней торцевой крышкой-пробкой 3. Объем камеры V в 5÷7 раз (независимо от калибра оружия) больше объема V другой камеры. Камеры сообщаются между собой через кольцевую щель 12 шириной 3 мм, образующуюся в межтрубном пространстве между внутренней поверхностью внешней трубы 2 и наружной поверхностью внутренней трубы 11. На корпусе дульной насадки 7 также выполнены радиальные разрезы 9, имеющие длину, равную длине разрезов на насадке 6, а шириной, большей, чем ширина разрезов, выполненных на насадке 6. Разрезы 9 на насадке 7 расположены в четыре ряда по 6 шт. в каждом ряду, расстояние между рядами разрезов 9 равно 5 мм, при этом количество рядов не зависит от калибра. Длина радиальных разрезов 9 является меньшей, чем длина дробового снаряда, а ширина подбирается в зависимости от калибра по диаметру трубчатого цилиндрического канала 5. На насадку 7 и одновременно на внешнюю трубу 2 насажена передняя торцевая крышка-пробка 3 посредством отверстия, находящегося в центре крышки-пробки 3 диаметром, соответствующим диаметру насадки 7. Передняя торцевая крышка-пробка 3 изнутри выполнена в форме вогнутой параболы, образующей в фокусе угол β=45° по отношению к центральной оси совмещенных дульных насадок 6, 7. На дульную насадку на уровне второго ряда разрезов 9 насажена центрирующая втулка 13, имеющая крестообразную форму. Внутренний диаметр втулки 13 соответствует диаметру насадки 7 для выполнения тугой посадки втулки на насадку. Наружный диаметр втулки, по граням выполнен под горячую посадку во внутреннюю трубу 11. Центрирующая втулка 13 предназначена для отцентровки внутренней трубы 11 относительно совмещенных насадок 6, 7 и трубы корпуса 2 с целью выдерживания фиксированного расстояния 3 мм от внутренней поверхности внешней трубы 2 до наружной поверхности внутренней трубы 11, соответствующего размеру кольцевой щели 12 равному 3 мм, а также для устранения вибрации внутренней трубы 11 в момент выстрела.
Внешняя труба 2 и крышки-пробки 3, 4, также выполненные из дюралюминия, стянуты стальной конусной гайкой 14 с резьбой, скрепляющей всю конструкцию воедино, образуя корпус 1.
Конструкция надульного устройства может быть использована в гладкоствольных охотничьих ружьях от 410 до 10 калибра. В зависимости от калибра могут изменяться размеры: длина внешней трубы корпуса варьируется от 300 до 350 мм, диаметр внешней трубы от 50 до 60 мм. Толщина стенки трубы корпуса 1,5-2 мм.
Надульное устройство для гладкоствольного охотничьего оружия собирается и работает следующим образом.
Описание сборки и работы конструкции надульного устройства приведено на примере конструкции надульного устройства для гладкоствольного охотничьего ружья 20 калибра «Сайга-20».
При сборке конструкции надульного устройства используют типовые сменные стальные дульные насадки, имеющие одинаковую длину равную 192 мм. На дульную насадку 6, которая является типовой насадкой 20-го калибра для огнестрельного ружья «Сайга-20» с дульным сужением 1 мм (чек), выполненную с возможностью навинчивания на ствол ружья, на корпусе которой по кругу выполнены радиальные разрезы 9 длиной 35 мм и шириной 5 мм в количестве 6 шт., расположенные в один ряд. Посредством резьбы М-22х1,5 навинчивают заднюю торцевую крышку-пробку 4 и приклеивают специальным клеем по металлу для прочности и монолитности соединения деталей. Затем на дульную насадку 6 посредством резьбы М-20х0,75 мм, выполненной сразу после ряда разрезов 9, наворачивают рассекающий конус 10, изготовленный из дюралевого круга диаметром 50 мм и приклеивают специальным клеем по металлу. После резьбового соединения с конусом 10 для облегчения веса всей конструкции дульного устройства корпус насадки 6 протачивают под диаметр 18,5 мм. Дульная насадка 7 также является типовой насадкой 20-го калибра цилиндр (0.0), на которой выполнены радиальные разрезы 9 длиной 35 мм и шириной 6 мм в четыре ряда по 6 шт. общим количеством 24 шт., расстояние между рядами разрезов равно 5 мм. Дульную насадку 7 с помощью резьбы М-20х0,75, выполненной снаружи на насадке 6, наворачивают на дульную насадку 6 и приклеивают клеем по металлу. Совмещенные резьбовым соединением 8 дульные насадки 6, 7 образуют трубчатый цилиндрический канал 5, проходящий вдоль центральной оси надульного устройства.
2
2
2
Общая площадь поверхности разрезов 9 на дульной насадке 6 составляет 1050 мм, что в 5,4 раза превышает площадь поперечного сечения трубчатого цилиндрического канала 5, равную 196 мм, а общая площадь поверхности разрезов 9 на дульной насадке 7 составляет 5040 мм, что в 26 раз превышает площадь поперечного сечения трубчатого цилиндрического канала 5.
1
2
При присоединении надульного устройства к стволу ружья происходит удлинение ствола ружья. На рассекающий конус 10 с помощью резьбы М-48x1 наворачивают направленную в сторону крышки-пробки 3 внутреннюю трубу 11, имеющую диаметр 50 мм, толщину стенки 1,5 мм, внутренний диаметр 47 мм, длину 250 мм, выполненную из дюралюминия. Рассекающий конус 10 с присоединенной к нему внутренней трубой 11 образуют монолитную деталь, разделяющую внутреннюю часть надульного устройства на первую расширительную камеру объемом V и вторую расширительная камеру объемом V, сообщающиеся между собой через кольцевую щель 12 шириной равной 3 мм, образованной в межтрубном пространстве между внутренней поверхностью внешней трубы 2 и наружной поверхностью внутренней трубой 11. Внутреннюю трубу 11 нагревают газовой горелкой до 180°С. Центрирующую втулку 13 через отверстие диаметром 20 мм, насаживают на насадку 7, которая своими гранями входит вовнутрь трубы 11 и осаживается до конца второго ряда разрезов 9 на насадке 7. Наружный диаметр втулки, по граням равный 47 мм, выполнен под горячую посадку во внутреннюю трубу 11. Охлаждаясь, внутренняя труба 11 обжимает в результате эффекта горячей посадки центрирующую втулку 13. Внешнюю трубу 2, выполненную из дюралюминия, имеющую длину 305 мм, наружный диаметр 59 мм и внутренний диаметр 56 мм, вставляют в заднюю торцевую крышку-пробку 4, затем на нее надевают переднюю торцевую крышку-пробку 3, которая одновременно насаживается на дульную насадку 7. Конусной гайкой 14 под ключ 24 мм с резьбой М-20x0,75 стягивают всю конструкцию воедино, формируя устройство в сборе.
1
1
1
1
2
2
При использовании надульного устройства в рабочих условиях заряд, попадая в него, продвигается вперед по дульным насадкам 6, 7, проходя в том месте, где выполнены радиальные разрезы 9, полностью перекрывает их, т.к. длина разрезов, равная 35 мм, меньше длины дробового снаряда, длина которого вместе с пыжами приблизительно равна 40 мм, что обеспечивает 100% обтюрацию пороховых газов и исключает их прорыв вперед заряда. При дальнейшем продвижении заряда вперед открываются разрезы 9 и пороховые газы, стремясь к расширению, попадают в первую расширительную камеру объемом V, где происходит сброс давления из ствола ружья и наполнение камеры объемом V. Двигаясь дальше, заряд упирается в чековое сужение - 1 мм в насадке 6 и начинает свое торможение. В запульном пространстве (т.е. сзади заряда) начинает расти давление пороховых газов, которое сбрасывается через разрезы 9 в камеру объемом V, при этом действие пороховых газов на заряд практически прекращается. Пройдя через чековое сужение заряд продолжает движение вперед по насадке 7 уже по инерции. Пороховые газы, вырвавшись в камеру объемом V, попадают на рассекающий конус 10 и рикошетируя от него устремляются в узкую кольцевую щель 12 шириной 3 мм, образующуюся за счет разницы внутреннего диаметра внешней трубы 2 и наружного диаметра внутренней трубы 11, которая присоединена к рассекающему конусу 10. Проходя по межтрубному пространству кольцевой щели 12, пороховые газы охлаждаются, отдавая свою тепловую энергию корпусу 1 и внутренней трубе 11, соединенной с конусом 10. Далее охлажденные газы попадают на крышку-пробку 3, внутренняя часть которой выполнена в форме в вогнутой параболы, отражаясь от которой газы начинают движение в обратном направлении и фокусируются в узкую реактивную струю, которая через разрезы 9 в насадке 7 снова попадают в трубчатый канал 5 (ствол), эжектируя при этом холодный атмосферный воздух в камеру объемом V, что способствует еще большему охлаждению газов. Таким образом, эти пороховые газы и эжектируемый атмосферный воздух образуют замок для тех пороховых газов, которые успели продолжить движение за зарядом и для самих себя одновременно. В момент наполнения второй камеры объемом Vпроисходит эффект взаимогашения пороховых газов, перемешивание их друг с другом и атмосферным воздухом, выравнивание давления в стволе ружья и обеих камерах надульного устройства. Когда давление будет выровнено, охлажденные пороховые газы, через разрезы 9 в насадке 7 выходят в атмосферу, но уже медленно. Звук выстрела при этом растягивается, изменяется и ослабевает до значения 120 дБ, что подтверждается экспериментальными замерами звука шумомером при установке микрофона в 3-х см от выходного отверстия надульного устройства под углом 90°.
В момент отражения пороховых газов от параболической крышки-пробки 3, газы, воздействуя на нее, толкают ее вперед, и этот импульс передается на все ружье, что ведет к заметному снижению отдачи. Преимущества заявляемого изобретения.
- Заявляемая конструкция надульного устройства для гладкоствольного охотничьего оружия сочетает в себе одновременно свойства трех видов глушителей: прямоточного, двухкамерного и эжекторного типов.
- Надульное устройство предназначено одновременно для эффективного снижения уровня звука и снижения отдачи ружья.
- Надульное устройство является легким по весу, простым и дешевым в изготовлении, сборке, в применении, значительно снижающим уровень звука и отдачу ружья за счет применения в конструкции устройства типовых дульных насадок с радиальными разрезами определенного количества и размера, рассекающего конуса с присоединенной к нему внутренней трубой, торцевой крышки-пробки параболической формы.