СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ РАБОТЫ
OPERATING SPEED CONTROL SYSTEM

Перекрестная ссылка на связанные заявки
Настоящая заявка представляет собой формализацию ранее поданной, совместно рассматриваемой предварительной заявки на выдачу патента на изобретение «Система управления скоростью работы», поданной 31 октября 2003, как заявка на выдачу патента США, серийный номер 60/516583, изобретателями, указанными как таковые в настоящей заявке. Настоящая заявка испрашивает приоритет по дате подачи упомянутой предварительной заявки, в соответствии с законом и правилами, регулирующими предварительные заявки, более конкретно, § 119(e) (l) СЗ США и §§ 1.78(a)(4) и (a)(5) СПП США. Описание и чертежи предварительной заявки включены в настоящие материалы посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в основном относится к огнестрельному оружию и, более конкретно, к системе управления скоростью работы для управления рабочей системой для газоотводного огнестрельного оружия.
Уровень техники
«Газоотводное» огнестрельное оружие, такое, как полуавтоматическое огнестрельное оружие, обычно использует внутренние ствольные давления и/или пороховые газы, истекающие из ствола огнестрельного оружия при выстреле боеприпасом, для приведения в движение рабочей (подвижной) системы огнестрельного оружия. Как правило, рабочая система огнестрельного оружия включает в себя блок рабочего рукава или затворную раму, которая присоединена и взаимодействует с затворным блоком огнестрельного оружия. В процессе работы, при выстреле, пороховые газы отводят из ствола огнестрельного оружия на рабочую систему через ряд отверстий, которые обычно представляют собой цилиндрические отверстия, выполненные машинной обработкой в стенке ствола. Отведенные пороховые газы обычно принуждают рабочий рукав двигаться назад к точке останова у заднего предела, так, чтобы стреляный боеприпас был выброшен; курок перемещен во взведенное положение готовности; и новый боеприпас дослан в патронник огнестрельного оружия при запирании рабочей системы.
Объединенный объем отверстий в стволе регулирует количество газа и, таким образом, величину энергии, передаваемой рабочей системе огнестрельного оружия. Однако существует затруднение, состоящее в том, что для огнестрельного оружия, патронник которого выполнен для пулевых или дробовых патронов, которые, в конкретном калибре или размере, могут иметь место чрезвычайно различные предложения боеприпасов (то есть стрельба магнум-зарядами по сравнению с более легкими целевыми зарядами в дробовых ружьях, винтовках и других типах огнестрельного оружия), так, что управление энергией и/или движением рабочей системы огнестрельного оружия исключительно объемом газового отверстия становится не практичным. Например, заряды, вырабатывающие меньшую энергию, которые применяют для целевых зарядов для дробовых патронов, вообще говоря, требуют значительно более больших размеров отверстия, чем заряды, вырабатывающие более большую энергию, для того, чтобы обеспечить достаточный объем газа для приведения рабочей системы в движение. Вследствие этого, геометрию отверстия в газоотводном огнестрельном оружии обычно выбирают так, чтобы приспособить к зарядам, вырабатывающим наименьшую энергию, то есть выполняя большие отверстия, с дополнением рабочей системы устройствами компенсации в попытке уменьшить передачу энергии на рабочую систему при использовании боеприпасов, вырабатывающих более большую энергию.
Устройства компенсации обычно включали в себя подпружиненные предохранительные клапаны, которые срабатывали при превышении рабочей энергией или давлением газа в системе заранее определенного давления, обычно обеспечиваемого пружиной, при котором открывается уравнительный или предохранительный клапан и часть лишней энергии/газа сбрасывается или выпускается. Хотя такие системы компенсации и позволяют уменьшить входную энергию (давление газа), по-прежнему оставалась существенная разница в энергии, доступной для приведения в движение рабочей системы огнестрельного оружия. Обычно скорость затвора используют как относительную меру величины энергии, направленной на рабочую систему, причем, чем выше скорость затвора, тем больше энергия, направляемая на рабочую систему.
На Фиг.1 в общих чертах представлено сравнение скорости затвора для боеприпасов, вырабатывающих большую и малую энергии, в обычном, снабженном компенсатором, полуавтоматическом дробовом ружье. Как показано на Фиг.1, имеется существенное изменение в пиковых скоростях затвора и в предельных скоростях рабочей системы в таком обычном, снабженном компенсатором огнестрельном оружии при различных типах используемых боеприпасов. Как правило, заряды, вырабатывающие более большие энергии, такие, как магнум-заряды, будут иметь очень высокую пиковую скорость, например свыше 400 дюймов в секунду. Такая скорость затвора остается практически неизменной по всему ходу и не снижается до перемещения затвора к его заднему пределу и прекращения его дальнейшего движения. Пиковые скорости для вырабатывающих меньшую энергию зарядов не так высоки, как у зарядов, вырабатывающих большую энергию, составляют обычно только 300 дюймов в секунду и имеют тенденцию оставаться довольно стабильными в течение более длительного интервала времени. Другими словами, общепринятые системы компенсации обычно достигают пика и затем остаются довольно постоянными в течение хода или цикла огнестрельного оружия, пока не произойдет удар в заднюю часть ствольной коробки с последующей резкой и потенциально разрушительной остановкой. Как для вырабатывающих меньшую энергию зарядов, так и для зарядов, вырабатывающих более большую энергию, величина прикладываемой энергии ограничена, но она не рассеивается в течение цикла.
Для полуавтоматического огнестрельного оружия оптимальной конструкцией была бы такая, в которой обеспечены последовательные профили скорости затвора, независимо от типа боеприпасов, выстреливаемых огнестрельным оружием, которые будут работать с достаточной для обеспечения полного цикла энергией при минимальной предельной скорости. При выстреле скорости, с которыми перемещается или движется рабочая система, влияют на время различных механических взаимодействий, возникающих в результате функционирования рабочей системы, и изменения в таких скоростях могут привести к возможным серьезным сбоям в работе частей огнестрельного оружия. Избыточная предельная скорость может привести к преждевременной усталости различных компонентов огнестрельного оружия, тогда как при полном ходе избыточная энергия (скорость) рабочей системы, такая, как вырабатываемая боеприпасами большой мощности, должна поглощаться или направляться. Поглощение избыточной мощности обычно достигается посредством ударного механического воздействия при остановке затворного блока и рабочей системы огнестрельного оружия у заднего предела блока рабочего рукава. Хотя для смягчения воздействия и применяют амортизаторы, быстрое снижение скоростей рабочей системы по-прежнему обычно будет налагать существенную инерционную нагрузку на составные части, потенциально вызывая преждевременную усталость и приводя к отказам, при отстреле в большом количестве более мощных боеприпасов.
Соответственно можно видеть, что имеется потребность в обеспечении системы управления скоростью работы для огнестрельного оружия, которая учитывает вышеупомянутые и другие связанные и несвязанные недостатки, известные из уровня техники.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение направлено на обеспечение системы управления скоростью работы для газоотводного огнестрельного оружия. В примере варианта осуществления система управления скоростью работы включает в себя рабочий рукав и цилиндр управления скоростью действия. Рабочий рукав движется в обратном направлении в ответ на объем пороховых газов, которые вырабатываются при выстреле из огнестрельного оружия и отводятся из ствола огнестрельного оружия через газовые отверстия. Цилиндр управления скоростью действия связан с рабочим рукавом посредством рычага, который управляет движением и замедлением рабочего рукава, по мере его приближения к заднему пределу для его движения. Сила сопротивления, вырабатываемая цилиндром управления скоростью, является функцией скорости рабочего рукава при его движении.
В другом аспекте изобретения газоотводное огнестрельное оружие включает в себя ствол, затворный блок, рабочую систему, связанную с затворным блоком, и цилиндр управления скоростью, связанный с рабочей системой. Рабочая система включает в себя рукавный блок, который приводится в движение объемом пороховых газов, которые отводят из ствола при выстреле боеприпасом. Цилиндр управления скоростью управляет скоростью рукавного блока, приводимого в движение объемом пороховых газов. Сила сопротивления, вырабатываемая цилиндром управления скоростью, является функцией скорости затворного блока при обратном движении затворного блока. Скорость затворного блока следует управляемому и постепенному снижению, по мере того, как связанная с выстрелом энергетическая нагрузка поглощается цилиндром управления скоростью.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение очевидно из нижеследующего подробного описания изобретения, приводимого с сопровождающими чертежами, на которых:
Фиг.1 - графическое отображение, иллюстрирующее сравнения скорости затвора во времени для высокомощных и маломощных зарядов в обычном компенсированном полуавтоматическом дробовом ружье.
Фиг.2 - графическое отображение, иллюстрирующее сравнения скорости затвора высокомощных и маломощных зарядов, выстрелянных из огнестрельного оружия, включающего в себя приводимую в качестве примера систему управления скоростью по настоящему изобретению.
Фиг.3 - общий вид сбоку, схематически представляющий приводимую в качестве примера систему управления скоростью по настоящему изобретению.
Фиг.4 - общий вид в перспективе, схематически представляющий приводимую в качестве примера систему управления скоростью по настоящему изобретению.
Фиг.5 - общий вид сбоку огнестрельного оружия, с местными разрезами частей, выполненными в целях обеспечения ясности представления, для иллюстрации приводимой в качестве примера системы управления скоростью по настоящему изобретению, в примере применения в огнестрельном оружии.
Нижеследующее описание изобретения приведено как предоставление изобретения в его наилучшем известном в настоящее время варианте осуществления. Для специалистов в данной области техники очевидным является, что в описанных вариантах осуществления могут быть выполнены различные изменения, позволяющие, тем не менее, достичь преимущественных результатов настоящего изобретения. Также очевидным является, что некоторые из желаемых преимуществ настоящего изобретения могут быть достигнуты путем выбора некоторых из признаков настоящего изобретения, без использования других признаков. Соответственно для специалистов в данной области техники очевидным является, что различные модификации и адаптации в настоящем изобретении возможны и даже могут быть желательны при определенных обстоятельствах и что они составляют часть настоящего изобретения. Таким образом, нижеследующее описание представлено как иллюстративное в отношении принципов настоящего изобретения, а не для его ограничения, постольку, поскольку объем настоящего изобретения определяется в соответствии с его формулой.
Настоящее изобретение разработано для обеспечения системы управления скоростью работы для огнестрельного оружия, и, более конкретно, для газоотводного огнестрельного оружия, такого, как полуавтоматические винтовки, дробовые ружья и короткоствольное оружие. Хотя настоящее изобретение представлено на Фиг.5 в примере варианта осуществления в газоотводном самозарядном дробовом ружье, для специалистов в данной области техники очевидным является, что система управления скоростью по настоящему изобретению также может быть выполнена для использования в различных других типах газоотводного огнестрельного оружия, в том числе винтовках и другом длинноствольном оружии, а также в короткоствольном оружии. Представленная система управления скоростью дополнительно разработана для существенного снижения требования по компенсации давления или регулирования поступающей энергии в газоотводном огнестрельном оружии. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает зависимую от скорости систему управления скоростью, такую, что независимо от поступающей энергии, как высокомощного, так и маломощного боеприпаса, скорость затвора будет более последовательно управляемой, для снижения удара и вибрации, и повышения надежности функционирования рабочей системы огнестрельного оружия и его частей.
Как показано на Фиг.3-5, систему 10 управления скоростью работы по настоящему изобретению обычно будут устанавливать в огнестрельном оружии F (Фиг.5) и она будет включать в себя цилиндр 11 управления скоростью (Фиг.3-5). Цилиндр 11 управления скоростью обычно представляет собой гидравлический или пневматический цилиндр, который может быть выбран для обеспечения определенного минимального или желаемого уровня сопротивления, или он может быть цилиндром с переменным сопротивлением, который можно настроить так, как необходимо. Цилиндр 11 управления скоростью обычно включает в себя цилиндрический шток 12, который является выдвигающимся в цилиндр 11 управления скоростью и из него и который прикреплен своим свободным или удаленным концом 13 к опорной пластине или соединителю 14. Опорная пластина или соединитель 14 обычно связаны с соединителем рабочего рукава или рычагом 16, который, в свою очередь, соединен с рабочей системой 17 огнестрельного оружия и приводится ей в движение. Рабочая система дополнительно включает в себя блок 18 рабочего рукава, имеющий рабочую планку или планки 19, которые связаны на одном конце с рычагом 16, а на противоположных концах - с рабочим рукавом 21, который обычно размещен поверх и скользит по трубке магазина (не показана) огнестрельного оружия.
Рабочий рукав 21 связан с газовым цилиндром 22 ствола 23 огнестрельного оружия, как показано на Фиг.5. Ствол 23 огнестрельного оружия будет включать в себя ряд газовых отверстий или каналов, сформированных в нем (не показаны), для отвода или направления к рукавному блоку 18 газов от сгорания или воспламенения/выстрела боеприпаса. Давление от этих отводимых пороховых газов заставляет или побуждает рабочий рукав 21 и рабочую планку (рабочие планки) 19 перемещаться назад в направлении стрелки 24 (Фиг.3 и 4) для извлечения и выбрасывания выстрелянного боеприпаса; взвода курка; остановки рукавного блока 18 у задней точки или предела; и извлечения и досылки следующего боеприпаса из магазина, что, в свою очередь, высвобождает рабочую систему 17 для запирания в подготовке к выстрелу следующим боеприпасом. В то же время, поскольку блок рабочего рукава движется назад, такое движение и энергия передаются на цилиндр 11 управления скоростью по настоящему изобретению через рычаг 16.
Как дополнительно показано на Фиг.3-5, затворный блок 25 для огнестрельного оружия будет опираться на рабочую систему 17 и перемещаться вместе с ней в процессе ее работы.
Как представлено на Фиг.3-5, в настоящем изобретении использована гидравлическая система управления скоростью, в которой сила сопротивления, вырабатываемая цилиндром, пропорциональна квадрату скорости затвора, так что, чем быстрее движется рукавный блок 18, тем выше сила сопротивления, которая будет обеспечиваться цилиндром 11 управления скоростью. Как правило, применяемая система газоотводных отверстий (не показана) будет основана на вырабатывающих меньшую мощность зарядах (то есть целевых зарядах) и, таким образом, будет включать в себя более большие газоотводные отверстия, сформированные в стволе для получения или обеспечения необходимого давления или объема газа, которые будут истекать из ствола для приведения в движение рабочей системы 17 огнестрельного оружия для вырабатывающих наименьшую мощность боеприпасов.
Как показано на Фиг.2, с системой управления скоростью по настоящему изобретению, при выстреле, рабочая система будет принудительно перемещаться назад, по мере отведения пороховых газов из ствола огнестрельного оружия. На Фиг.2 дополнительно показано сравнение кривых скорости в зависимости от времени для вырабатывающих большую энергию и вырабатывающих малую энергию зарядов, выстреливаемых из огнестрельного оружия, использующего систему управления скоростью по настоящему изобретению. Как показано, для обоих типов боеприпасов непосредственно при выстреле будет иметь место большой пик скорости, вследствие чего скорость затвора от выстрела каждым из боеприпасов будет на своем самом высоком пике. Вырабатывающий более большую энергию заряд обозначен как имеющий больший пик или всплеск скорости, чем заряд, вырабатывающий меньшую энергию. Однако вместо резкого спада предельной скорости при обычных компенсированных системах огнестрельного оружия, где движение рабочей системы или блока рабочего рукава доводят до жесткой и потенциально резкой остановки, избыточная энергия рабочей системы по настоящему изобретению поглощается и смягчается цилиндром управления скоростью. В результате в настоящем изобретении предельная скорость, как для вырабатывающих более большую энергию зарядов (магнум-зарядов), так и для вырабатывающих меньшую энергию (целевых) зарядов, следует одинаковому управляемому образцу, который значительно уменьшает удар рабочей системы огнестрельного оружия и обеспечивает более управляемое функционирование рабочей системы и частей затворного блока огнестрельного оружия с тем, чтобы значительно уменьшить их износ и усталость.
Как также показано на Фиг.2, хотя вырабатывающие более большую энергию заряды и вырабатывают намного более высокие начальные скорости затвора, такие скорости затвора обычно быстро снижаются до конечных скоростей затвора, обеспечиваемых зарядами, вырабатывающими меньшую энергию, и затем сопровождаются более управляемыми, последовательными и постепенно снижающимися конечными скоростями. Соответственно использование системы управления скоростью по настоящему изобретению обеспечивает весьма последовательный профиль скорости затвора, вне зависимости от типа выстреливаемых боеприпасов, с тем, чтобы обеспечить более гладкое, более управляемое механическое взаимодействие цикла выстрела, такое, как взведение курка, останов рабочей системы в ее заднем конечном положении, высвобождение следующего боеприпаса из магазина и высвобождение рабочей системы для запирания в подготовке следующего боеприпаса. Дополнительно сравнение конечных скоростей затвора по Фиг.1 и Фиг.2 показывает существенное уменьшение скорости удара затворного блока и блока рабочего рукава при полном цикле с системой управления скоростью работы по настоящему изобретению, в сравнении с обычными компенсированными системами, таким образом, уменьшая силы инерции, сообщаемые частям рабочей системы, а также уменьшая другие нежелательные эффекты, такие, как подкидывание огнестрельного оружия.
Для специалистов в данной области техники очевидным является, что, хотя предшествующее описание и было раскрыто выше в отношении предпочтительных вариантов осуществления или признаков, в настоящем изобретении могут быть выполнены различные дополнения, изменения и модификации без изменения его сущности и объема.