ПАТРОН СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Полезная модель относится к патронам специального назначения для гражданского стрелкового оружия, в частности, к патронам, предназначенным для временного вывода из строя живой силы за счет воздействия на нее капельно-аэрозольным облаком или газами, содержащими ирриатанты.
Известен ряд патронов аналогичного назначения (см. 1-4. Источники информации), которые при стрельбе выбрасывают на цель импульсную струю метаемой жидкости, ампулы с жидкостью или пороховые газы с активно действующим веществом.
Таков патрон специального назначения (варианты), (РФ патент №2059191, кл. F42В 5/145, з. 14.07.93; оп. 27.04.95, «Патрон специального назначения» (вариант, аналог). Патрон специального назначения содержит гильзу, капсюль и герметичный контейнер с метаемой массой, полость которого выполнена с уступом в дульной части с образованием сопла, закрытого пробкой или тонкой пленкой, вскрывающимися при определенном усилии. Дно контейнера выполнено в виде поршня-обтюратора, между которым и капсюлем размещен метательный заряд. В
таком патроне в качестве метательного заряда могут быть использованы различные вещества: жидкость, дробь, сыпучее вещество, гигроскопический материал и т.д.
Наиболее эффективное выбрасывание заряда в таком патроне может осуществляться при определенном соотношении наружного диаметра поршня-обтюратора к диаметру сопла, при котором поршень останавливается в патроне в конце выстрела, а не выбрасывается к цели. Это устраняет нанесение повреждений живой силе. Длина сопла влияет на количество помещенного в контейнер или в составную гильзу жидкого, сыпучего или другого вещества, что в итоге обеспечивает его определенную концентрацию у цели.
Однако в таких патронах не исключен вылет капсюля при выстреле, т.е. при пользовании существует возможность травмирования стрелка вырвавшимся при выстреле капсюлем.
В конструкции аналогичного патрона специального назначения (РФ патент №2060442, кл. F42В 5/145, з. 17.10.94; оп. 27.05.97, «Патрон специального назначения» (вариант, аналог), содержащего гильзу-корпус, дно с газовым каналом и капсюлем и герметичный контейнер с метаемой массой и поршнем-обтюратором, на дне гильзы установлен стопорный элемент в виде плоской или рельефной шайбы с отверстием под боек стреляющего устройства. Дно с капсюлем и стопорным элементом жестко закреплены в корпусе, например, завальцовкой последнего. В известном патроне предложено различное выполнение дульной части контейнера, в
которой образовано сопло: или уступом на внутренней поверхности, герметично закрытое пленкой с местами ослабленного сечения, или пустотелым колпачком-пробкой, вставленным дном в отверстие. Такая конструкция патрона обеспечивает повышение дальности стрельбы, исключает возможность травмирования стрелка вырвавшимся при выстреле капсюлем, а также возможность переделки патрона под более мощный заряд для метания тел, способных нанести тяжелые травмы.
Однако, обеспечение необходимых величин характеристик патрона зависит от величины начальной скорости метаемой массы, а также ее плотности, кинематической вязкости жидкости, размеров и конструкции сопла, конструкции и крепления поршня-обтюратора.
Задачей полезной модели является создание патрона специального назначения, обеспечивающего эффективное выбрасывание метаемой массы и снижение трудоемкости его изготовления.
Поставленная задача решается патроном специального назначения, содержащим гильзу, контейнер с метаемой массой и поршнем, герметично закрытое пустотелой пробкой сопло в дульной части, дно с газовым каналом и капсюлем, и стопорный элемент, в котором согласно предложению, в качестве капсюля использован электровоспламенитель, установленный с натягом в корпусе гильзы на расстоянии 0,5÷1,0 мм от ее торца.
В предлагаемом патроне пустотелая пробка сопла может быть установлена или внутри патрона заподлицо с гильзой, или снаружи гильзы патрона, и выполнена заодно целое с контейнером.
Технический результат предлагаемой конструкции заключается в следующем:
- электровоспламенитель является устройством для восприятия электрического сигнала и преобразования его в огневой импульс для производства выстрела;
- электровоспламенитель является одновременно и метательным зарядом для выталкивания метаемой массы;
- электровоспламенитель не имеет гибкой электропроводки. Контакты спирали выведены на корпус и при эксплуатации (сборка в окончательное изделие и боевое применение) имеет высокую степень защищенности от случайных наводок и статического электричества. При производстве сборочных работ не требуется дополнительных операций пайки. Контакт обеспечивается процессом сборки - посадкой электровоспламенителя «в натяг» в корпус патрона;
- источником питания может служить бытовой источник питания с напряжением не менее 1,5 В;
- по форме импульса электрического сигнала не имеет ограничений и функционален при минимальном потреблении
электроэнергии: сила тока не более 0,150 мА; длительность сигнала 10±1 млс. Потребление электроэнергии прекращается сразу же по завершении процесса воспламенения в связи с нарушением целостности спирали и разрыва цепи.
Предлагаемое выполнение патрона с электровоспламенителем обеспечивает повышение дальности стрельбы при сохранении сплошности и количества выбрасываемой струи метаемой массы за счет создания требуемой начальной скорости метаемой массы с газами по заданной оптимальной траектории. Выполнение патрона с выступающим за гильзу соплом обеспечивает требуемое формирование струи метаемой массы.
Описываемый патрон специального назначения поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 представлен продольный разрез патрона, общий вид (с пробкой, утопленной в тело патрона);
- на фиг.2 - то же, с пробкой, выступающей за гильзу патрона;
- на фиг.3 - капсюль-электровоспламенитель, продольный разрез.
Патрон специального назначения содержит гильзу 1, контейнер 2 с метаемой массой 3 и поршнем 4, герметично закрытое пустотелой пробкой 5 сопло 6 в дульной части, дно с газовым каналом 7 и капсюлем 8, и для надежности стопорный элемент 9, закрепляющий гильзу и капсюль в единое целое. (Стопорный элемент 9 может отсутствовать в конструкции). Пустотелая пробка 5 сопла 6 может быть установлена внутри патрона,
заподлицо с гильзой 1, или снаружи гильзы 1. При такой установке пробка 5 выполнена за одно целое с контейнером 2. В качестве капсюля 8 использован электровоспламенитель (ЭВП), который представляет собой сборочную единицу, состоящую из спирали (нити) накаливания 10 с приклеенной навеской 11 инициирующего и рабочего состава. При подаче на спираль 10 накаливания электрического сигнала, сформированного по величине тока, длительности и форме импульса, она нагревает инициирующий состав до температуры воспламенения. После срабатывания инициирующего состава происходит передача огневого импульса на основную навеску 12. Продукты сгорания, многократно расширяясь в объеме, создают необходимое давление на метаемую массу 3.
Воспламенительные составы и спираль помещены в цилиндрический корпус 13, состоящий из металлической части (масса) и полимерной -изолятор 14. В центре полимерной части выведен второй стержневой контакт 15, через который производится подача электрического импульса. Оба контакта соединены посредством спирали 10, которая и служит элементом, преобразующим электрический сигнал в тепловую энергию и т.д.
Экспериментальным путем, исходя из условий минимального потребления электроэнергии и создания температуры гарантированного воспламенения, подобран материал и геометрические размеры спирали 10 накаливания. В свою очередь, также экспериментальным путем подобраны
характеристики электрического импульса, обеспечивающие при тех же условиях по экономии электроэнергии надежный нагрев спирали 10. Так, при напряжении 1,5 В электросигнал должен быть по величине тока 0,150+0,05 мА, а длительность импульса должна быть в пределах 10+1 млс. При превышении силы тока до 0,3 мА наблюдаются случаи перегорания спирали, а количество тепловой энергии, выделенной за этот период работы спирали, не достаточно для воспламенения состава. В свою очередь длительность воздействия электроимпульса на спираль для надежного воспламенения установлена равной 0,7-0,8 млс. В случае воспламенения состава, происходит перегорание спирали, и процесс потребления тока прекращается. Таким образом, длительность сигнала устанавливается автоматически.
Корпус электровоспламенителя выполнен исходя из следующих требований:
- корпус ЭВП должен выдерживать давление продуктов горения;
- обеспечивать наружный контакт для взаимодействия с внешним стреляющим устройством;
- вывод одного из контактов на боковую поверхность для обеспечения надежного контакта для различных типоразмеров патронов после выстрела.
При выстреле патрон функционирует следующим образом. Газы, образовавшиеся после срабатывания капсюля-электровоспламенителя 8,
вскрывают мембрану 16 и воздействуют на метаемую массу 3, осуществляя вместе с ней движение по внутренней полости контейнера 2. Затем происходит вскрытие сопла 6, через которое метаемая масса 3 выдавливается из гильзы 1 и направляется по траектории к цели.
Были изготовлены опытные образцы предлагаемого патрона.
Спираль помещалась в первичный состав - навеску 11, воспламеняющийся при минимально возможной температуре (180-200°С). Первичная навеска 11 служит только для восприятия тепловой энергии от разогревающейся спирали и передачи огневого импульса на основную навеску 12 ЭВП. Основной состав недостаточно чувствителен к тепловому импульсу, который вырабатывает спираль 10, и поэтому требуется промежуточное звено в виде первичной навески 11 с высоким содержанием органических азотных соединений.
Материал спирали 10 был выбран из нихромовой проволоки марки Х20Н80, как обладающей наибольшим сопротивлением, следовательно, оптимальным условием для нагрева состава. Диаметр проволоки был подобран опытным путем в совокупности с маркой материала и равен 0,1±0,02 мм. Данное сечение позволяет производить разогрев первичной навески и одновременно перегорать уже в самом начале процесса воспламенения. Тем самым прекращается потребление электроэнергии от источника питания.
Центральный контакт представлял собой стержень 15 с покрытием, предотвращающим окисление на воздухе и обеспечивающим хорошие условия проводимости низкоточного электрического сигнала.
В качестве изолятора 14 был использован текстолит доступных в собственном производстве марок из расчета получения минимальной себестоимости. Изолятор 14 был изготовлен из пластинчатого текстолита методом вырубки, поэтому его производство имело крайне низкие трудозатраты.
Вся конструкция была помещена в металлическую оболочку, которая играла роль корпуса 13, в котором размещаются все элементы ЭВП, и одновременно исполняла роль контакта «-». Кроме того, металлическая оболочка позволяла производить посадку ЭВП в корпус гильзы 1 в «натяг». Тем самым был обеспечен надежный контакт между корпусом ЭВП и корпусом гильзы. При этом было установлено, что обязательным условием работоспособности конструкции является взаимное расположение центрального контакта в одной плоскости с внешними обводами корпуса ЭВП. Это позволяет при сборке в составе патрона утопить тело контакта во внутрь на глубину 0,5-1,0 мм, что важно в целях безопасности при эксплуатации боеприпаса - исключение случайного контакта между двумя электродами и неправильного срабатывания.
Предлагаемая конструкция патрона позволяет использовать для изготовления его деталей (кроме стопорной шайбы 9 и ЭВП 8)
высокоэластичную пластмассу, что обеспечивает технологичность изделия, упрощение и удешевление патрона.
По сведениям, имеющимся у заявителя, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемой полезной модели, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию «новизна». Совокупность признаков, отличающих заявляемый патрон от ближайшего аналога, не вытекает из известного уровня техники явным образом, что позволяет сделать вывод о соответствии этих признаков критерию «существенные отличия».
Предлагаемый патрон был проверен на стендовых испытаниях, показавших, что количество доносимой до цели массы достаточно, пятно массы соответствует требованиям, предъявляемым к изделиям данного класса.
На предлагаемый патрон разработана необходимая конструкторская и технологическая документация, при этом подтвердилась возможность многократного использования сущности предложения в конструкции патронов различных типоразмеров, гарантирующих надежность и безопасность стрельбы, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию «промышленная применимость».
Источники информации
1. РФ, патент №2059191, кл. F42В 5/145, з. 14.07.93; оп. 27.04.95, «Патрон специального назначения» (вариант, аналог).
2. РФ, патент №2060442, кл. F42В 5/145, з. 17.10.94; оп. 27.05.97, «Патрон специального назначения» (вариант, аналог).
3. РФ, свидетельство на полезную модель, кл. F42В 8/02, з. 05.10.99; оп. 27.07.2000, «Патрон специального назначения (аналог).
4. РФ, свидетельство на полезную модель, кл. F42В 8/02, з. 26.12.00; оп. 27.06.01, «Патрон специального назначения» (аналог).