Пневматическая мультикомпрессионная винтовка Челышева Г.В.
PNEUMATIC MULTI-COMPRESSION RIFLE OF G. V. CHELYSHEV

Изобретение относится к пневматическому оружию (ГОСТ 51612-2000; wikipedia. org/ «Пневматической оружие»). Целью работы было изучить все типы пневматического оружия, оценить их плюсы и минусы и взять от них все лучшее, минимизировав их недостатки.
Рассматриваемые типы пневматического оружия:
1. ППП - пружинно-поршневая пневматика.
2. МКП - мультикомпрессионная пневматика.
3. КП - компрессионная пневматика.
4. РСР - (англ. Pre Charged Pneumatics) пневматика с предварительной накачкой.
2
Оружие с применением СO и других систем, работающих не на сжатом воздухе, не рассматривалось.
Сравнив достоинства и недостатки рассматриваемых систем, приходим к выводу:
1. Система должна быть экономной по расходу воздуха, как ППП.
2. Исключить отдачу, как в ППП.
3. Сделать скорострельность лучше, чем в МКП.
4. Повысить автономность с учетом времени накачки на один выстрел, лучше, чем в РСР.
5. Возможность без вреда для системы нахождения в заряженном состоянии долгое время (осадка металлической пружины, как в ППП).
6. Исключить дизелирование и детонацию, как в ППП.
7. Повысить безопасность (отсутствие резервуара высокого давления, как в РСР).
8. Возможность работы с разными калибрами как у РСР.
Рассмотрим процессы, происходящие в разных системах, на графиках (фиг. 1, фиг. 2). Графики КП, МК и РСР отличаются только объемами камер накопителя и давлением в них. Объем сжатого воздуха делится между объемом камеры накопителя, перепуском и стволом. Значение силы F=PS (где S - площадь сечения ствола (см кв.), а Р - давление (атм) (кг/см кв.)) зависит от соотношения этих трех объемов в каждый момент движения пули. Из графиков видно, что использование камеры накопителя постоянного объема невыгодно сказывается на РСР, МКП и КП в сравнении с ППП. Произведем прикидочный расчет одной из лучших винтовок ППП фирмы «Диана», номер модели 350. Из открытых данных (guns.allzip.org/ Сравнительная таблица параметров пневматических винтовок) берем исходные данные и производим расчет. Известно, что в ППП при выстреле воздух нагревается и его давление возрастает до 200 атм. Примем в расчете массу поршня равной нулю (m=0), убрав импульс силы F=mV. Тогда пружина с поршнем остановится, создав давление 16,58 атм. Сила F, действующая на пулю, будет равна произведению площади сечения ствола S, умноженной на давление Р: F=PS=0,158 см кв⋅16,58 атм = 2,61 кг. F пули будет больше F трения, пуля будет двигаться медленно.
Увеличить произведение F=PS можно, увеличив один из двух или оба множителя. Заменим металлическую пружину на 2 пневмопружины с давлением 100 атм в каждой, а суммарная площадь поршней увеличится в 2 раза (фиг. 3). Воздействуя на сжатый воздух в накопителе-компрессоре двумя одинаковыми встречными поршнями пневмопружин так, чтобы перед выстрелом система находилась в равновесии и объемы пневмопружин и объем камеры между ними были равны: V1=V2=V3, а расстояния L1=L2=L3. После открытия пневмоклапана быстрого сброса V2 и L2 стремятся к нулю. Система выходит из равновесия и пуля начинает двигаться. Начинают работать поршни газовых пружин. В начальный момент времени произведение F=PS=(100 атм⋅6,15 см кв.) ⋅2 = 1230 кг, это больше, чем в расчете ППП: F=l 83 атм⋅6,15 см кв. = 1125,45 кг, а учитывая, что в накопителе-компрессоре отсутствует отскок поршней и выгорание смазки и муфты (как в ППП), это говорит о преимуществе системы с накопителем-компрессором.
Поршни в накопителе-компрессоре можно заменить двумя гибкими (резиновыми) мембранами (фиг. 4).
Полученное решение было реализовано в предлагаемой пневматической мультикомпрессионной винтовке, содержащей полый цилиндрический корпус (фиг. 5 поз. 1), закрытый двумя фланцами (фиг. 5 поз. 2 и поз. 3), через передний фланец закреплен неподвижный ствол (фиг. 5 поз. 4). Казенная часть ствола находится внутри корпуса, дульная часть находится за габаритами корпуса. На переднем фланце находится спусковой крючок (фиг. 5 поз. 5), на внутренней стороне заднего фланца неподвижно прикреплен поршень высокого давления двухступенчатого насоса двухстороннего действия (фиг. 5 поз 6).
Внутри цилиндрического корпуса свободно находится единое подвижное устройство (фиг. 6), состоящее из:
1) двухступенчатого насоса двухстороннего действия (фиг. 6 поз. 1);
2) накопителя-компрессора (фиг. 6 поз. 2), расположенного в цилиндре между двух поршней пневмопружин, включенных встречно (фиг. 7);
3) к накопителю-компрессору присоединен корпус пневмоклапана быстрого сброса (фиг. 6 поз. 3), запираемого коленчатым затвором (фиг. 8). Перепуск пневмоклапана быстрого сброса объединен с затвором пневматической винтовки и закрывает ствол в переднем положении подвижного устройства (фиг. 9), одновременно с этим рычаг коленчатого затвора пневмоклапана быстрого сброса становится над спусковым крючком винтовки, расположенным на переднем фланце цилиндрического корпуса (фиг. 10).
Все подвижное устройство совершает обратно-поступательные движения между задней частью корпуса и казенной частью ствола посредством внешнего рычага через тягу. После выстрела рычаг отводит подвижное устройство «назад» – винтовка заряжается (фиг. 11 поз 2-вид сверху). Рычаг «вперед» – затвор запирает ствол перепуском пневмоклапана быстрого сброса, а рычаг коленчатого затвора пневмоклапана быстрого сброса встает над спусковым крючком – винтовка готова к выстрелу (фиг. 11 поз. 1 – вид с боку).
Преимущества новой винтовки
1. Отсутствие металлической пружины.
2. Малый расход воздуха.
3. Скорострельность, как у ППП.
4. Отсутствие баллона высокого давления.
5. Автономность за счет встроенного насоса.
6. Отсутствие металлического шума при выстреле.
7. Отсутствие отдачи.
8. Возможность работы с разными калибрами.
Преимущества накопителя-компрессора
1. Экономичность.
2. Надежность.
3. Возможность использования в РСР и других системах пневматики.
2
4. Возможность использования в CO пневматике, с использованием прокладок, не разбухающих от углекислоты.
Преимущество двухступенчатого насоса двухстороннего действия
1. Компактный.
2. Разбивает усилие на 2 цикла.
3. Помогает в запирании винтовки при выстреле.
4. Ремонтопригодность.
Преимущество пневмоклапана быстрого сброса, запираемого коленчатым затвором
1. Отсутствие пружины, открывание давлением накопителя-компрессора наружу.
2. Относительно малое усилие открытия.
3. Ремонтопригодность.
4. Удобство работы при объединении перепуска пневмоклапана быстрого сброса, запираемого коленчатым затвором, и затвора винтовки.
5. Отсутствие удара по штоку клапана при выстреле, плавное открытие без дополнительной осевой отдачи.