ОРУЖЕЙНАЯ ГИЛЬЗА ДЛЯ СНАРЯДА
GUN CASE FOR SHELL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к боеприпасам огнестрельного оружия и к другим приборам для запуска твердых тел в окружающее пространство.
Уровень техники
Известные конструкции оружейных гильз имеют бутылочную, цилиндрическую или коническую форму, закрытую дном. В дне гильзы имеется капсюльное гнездо, в которое вставляется капсюль-воспламенитель.
При изготовлении такой конструкции оружейной гильзы требуется сложный технологический процесс с попеременным циклом вытяжки, обжатия и отжига заготовок.
В результате изготовления оружейных гильз по такой технологии получается большое количество бракованных изделий.
Данная конструкция оружейной гильзы не позволяет значительно увеличить скорость снаряда даже при применении новейших порохов. При создании оптимальной камеры сгорания и применения новейших порохов скорость снаряда можно увеличить только на 30-40% от существующих скоростей снаряда.
Кроме того, известные конструкции патронов при стрельбе существенно нагревает оружейную гильзу, через которую производится нагрев ствола и остальной материальной части стрелкового оружия. Поэтому она нагревается до такой степени, что возникает необходимость охлаждения ствола дополнительными техническими средствами. Что резко уменьшает живучесть стволов огнестрельного оружия и его могущество.
Источники информации
1. Описания изобретений к иностранным патентам и патентам Российской Федерации № RU 2101662, RU 2184338, RU 2221212, РФ 2062166, РФ 2120344, SK 192013.
2. Техническая литература: А.Г Туктанов «Технология производства стрелково-пушечного и артиллерийского оружия», Машиностроение, 2007 г.; Бабак Ф.К. «Основы стрелкового оружия», Полигон, 2003 г.; Горст А.Г. «Пороха и взрывчатые вещества», Машиностроение, 1972 г.; Бабкин А.В., Велданов В.А. и др. «Средства поражения и боеприпасы». МГТУ им. Баумана, 2008 г.; Кириллов В.М. и Сабельников В.М. "Патроны стрелкового оружия", М., ЦНИИинформации, 1980; Огородников В.П., Заволокин А.Б. и др. "Основы материальной части гражданского, служебного оружия и патронов к нему". Учебное пособие. Ульяновск, БГТУ, 1999 г.; П.П. Пущин. «Орудийные гильзы». - М.: ГИОП, 1941: «Основы стрелкового оружия» Полигон, С-Петербург, 2003 г..; «Проектирование ракетных и ствольных систем» Б.В. Орлов, Машиностроение, 1974 г.: «Основания проектирования автоматического оружия» А.А. Благонравов, М, 1940 г.: «Основания устройства и проектирования стрелкового оружия», Пенза, 1963 г.
За прототип принята конструкция гильзы по описанию изобретения к патенту №2458315 Российской Федерации.
Раскрытие изобретения
Целью создания настоящего изобретения является придание оружейной гильзе технологичности, увеличение начальной скорости снаряда, снижение тепловой нагрузки на ствол огнестрельного оружия, увеличения дальности стрельбы по настильной траектории, или увеличение высоты стрельбы, увеличение могущества огнестрельного оружия.
Для того чтобы увеличить могущество огнестрельного оружия, при одинаковой массе метательного заряда, получить большую скорость снаряда (пули, снаряда, дроби, картечи) предлагается изменить конструкцию оружейной гильзы, форму камеры сгорания метательного заряда в корпусе оружейной гильзы.
Оружейная гильза изготавливается по традиционной технологии путем последовательной глубокой вытяжки, но снаружи гильзу покрывают пластмассой полностью или частично. За счет этого снижаются требования к точности изготовления наружных размеров гильзы, а значит снижается количество бракованных гильз при их производстве.
Металлические гильзы, производимые по традиционной технологии, имеют значительные недостатки:
- обладают плохой обтюрацией, что приводит к прорыву метательных газов;
- во время выстрела нагреваются от метательных газов и передают часть теплового потока стволу оружия, которое значительно нагревается и вначале теряет боевые свойства, а затем приходит в негодность;
- за счет абразивных свойств гильзы при трении о патронник увеличиваются размеры патронника, что выводит оружие из строя из-за постоянных разрывов гильз при стрельбе;
- невозможность дальнейшего увеличения скорости снаряда, даже применяя пороха с высокой скоростью горения;
- высокий процент брака при изготовлении гильз.
Однако потребность в создании оружейных гильз для снарядов, обеспечивающих высокие начальные скорости снаряда и обеспечивающих значительные сроки их хранения, при одновременной дешевизне их изготовления очень высока.
Предлагается новая конструкция оружейной гильзы, которая позволяет добиться существенного удешевления стоимости оружейной гильзы, а также позволяет существенно улучшить тактико-технические характеристики огнестрельного оружия.
Предлагается несколько вариантов решения данного предложения при использовании оружейной гильзы:
1. Заготовку оружейной гильзы изготавливают по традиционной технологии, при этом корпус гильзы изготавливают диаметром меньше, чем диаметр патронника (Фиг. 1-6). Затем заготовку помещают в пресс-форму и с наружной поверхности корпуса гильзу заливают полностью или частично пластмассой под давлением так, чтобы наружные размеры гильзы приобрели размеры патронника оружия.
За счет изменения конструкции гильзы достигается то, что:
- снижается количество бракованных изделий за счет того, что все наружные размеры корпуса гильзы, не соответствующие проектным размерам, нивелируются наружным слоем пластмассы;
- снижается скорость нагрева ствола оружия во время стрельбы при контакте гильзы со стволом оружия за счет низкой теплопроводности пластмассы;
- увеличивается живучесть ствола из-за уменьшения абразивного воздействия гильзы на патронник;
- отсутствует продольный разрыв гильзы, вызванный увеличением диаметра патронника при его износе от абразивного воздействия гильзы на патронник;
- отсутствуют поперечные разрывы гильзы и заедание оружия из-за того, что пластмасса имеет низкий коэффициент трения, поэтому гильза легко экстрагируется из патронника.
2. Заготовку оружейной гильзы изготавливают по традиционной технологии, при этом корпус гильзы изготавливают диаметром меньше, чем диаметр патронника. После чего внутренней части корпуса гильзы путем обжатия придают форму сопла Лаваля, состоящего из двух конусов, соединенных вершинами навстречу друг другу (Фиг. 7-12). Затем заготовку помещают в пресс-форму, и с наружной поверхности корпуса гильза заливается полностью или частично пластмассой под давлением так, чтобы наружные размеры гильзы приобрели размеры патронника оружия.
За счет изменения конструкции гильзы достигается то, что:
- снижается количество бракованных изделий за счет того, что все наружные размеры корпуса гильзы, не соответствующие проектным размерам, нивелируются наружным слоем пластмассы;
- снижается скорость нагрева ствола оружия во время стрельбы при контакте гильзы со стволом оружия за счет низкой теплопроводности пластмассы;
- увеличивается живучесть ствола из-за уменьшения абразивного воздействия гильзы на патронник;
- отсутствует продольный разрыв гильзы из-за увеличения диаметра патронника, вызванного абразивным воздействием гильзы на патронник;
- отсутствуют поперечные разрывы гильзы и заедание из-за этого оружия, потому что коэффициент трения пластмассы и металла низкий, и гильза легко экстрагируется из патронника;
- появляется возможность вести интенсивный огонь из оружия, не опасаясь перегрева ствола;
- снаряд приобретает высокую начальную скорость снаряда;
- уменьшается звук выстрела;
- снаряд приобретает настильную траекторию полета;
- повышается точности стрельбы за счет уменьшения времени подлета снаряда;
- из-за малого времени воздействия на снаряд окружающая среда слабо воздействует на внешнюю траекторию снаряда.
Внутренней форме корпуса гильзы придана форма сопла Лаваля для увеличения скорости истечения метательных газов, выполненного в виде двух сопряженных узкими концами усеченных конусов, сопряженных друг с другом узкими концами (Фиг. 13). Указанный технический результат обеспечивается тем, что в известных конструкциях гильз корпус имеет форму цилиндра или конуса и при выстреле скорость снаряда, при одинаковом весе метательного заряда зависит от мощности используемого метательного заряда и его количества в гильзе. При увеличении количества метательного заряда в гильзе возрастают силы давления метательных газов на ствол, что в свою очередь требует увеличения толщины стенок стволов и, как следствие, увеличение веса стволов огнестрельного оружия, что делать до бесконечности невозможно.
Встраивание в корпус гильзы сопла Лаваля позволяет в несколько раз увеличить начальную скорость снаряда без увеличения веса метательного заряда. При истечении метательных газов (Фиг. 13) из полости (7) оружейной гильзы (5) в полость (9) происходит ускорение истечения метательных газов.
На Фиг. 13:
Т - абсолютная температура газа. Шкала температур Кельвина - это шкала, в которой начало отсчета ведется от абсолютного нуля. Абсолютный ноль определен как 0 K, что равно -273.15°C;
P - давление газа;
V - скорость газа;
M - число Маха.
По мере движения метательных газов по соплу его абсолютная температура (T) и давление (P) снижаются, а скорость (V) возрастает.
На сужающемся, докритическом участке сопла (7), движение метательных газов происходит с дозвуковыми скоростями. В самом узком, критическом сечении сопла (8), скорость метательных газов достигает звуковой. На расширяющемся, закритическом участке (9), скорость метательных газов возрастает до сверхзвуковых скоростей, и при этом газовый поток метательных газов все время ускоряется.
Это ускорение происходит благодаря тому, что сопло Лаваля позволяет сформировать сжатый газовый поток с высокой скоростью истечения метательных газов, что способствует увеличению скорости снаряда.
В этих условиях выполняется закон Бернулли, для стабильно текущего потока газа сумма давления, кинетической энергии на единицу объема и потенциальной энергии на единицу объема является постоянной в любой точке потока. Как следствие этого, происходит полезная работа по перемещению снаряда.
Перемещаясь по соплу, газ расширяется, его температура и давление падают, а скорость возрастает (согласно закону Бернулли давление и температура должны упасть, а скорость возрасти, то есть потенциальная энергия давления и внутренняя тепловая энергия газа переходят в кинетическую энергию газового потока). Внутренняя энергия газа преобразуется в кинетическую энергию его направленного движения. Коэффициент полезного действия (КПД) такого преобразования может превышать 70%. Одним из свойств, способствующих этому фактору, является то, что метательные газы проходят через сопло очень быстро и не успевают отдать заметное количество своей тепловой энергии через теплоотдачу стенкам сопла.
Таким образом, при использовании сопла Лаваля, в оружейной гильзе формируется газовый поток метательных газов с высокой скоростью истечения, что способствует увеличению скорости снаряда, а это увеличивает дальность полета снаряда, высоту, точность и убойную силу.
Кроме того, существенно снижается абсолютная температура (T) метательных газов (Фиг. 13), что создает низкотемпературный, комфортный режим работы для ствола стрелкового оружия, то есть увеличивается могущество огнестрельного оружия.
Описание чертежей
На Фиг. 1-12 изображены варианты конструкции оружейной гильзы.
На Фиг. 7-12 изображена конструкция гильзы с соплом Лаваля.
На Фиг. 13 изображен график истечения метательных газов из сопла Лаваля.
На чертежах изображены следующие детали:
1. Дно.
2. Металлический корпус.
3. Слой пластмассы.
4. Капсюль-воспламенитель.
5. Оружейная гильза.
6. Дульце.
7. Докритический участок.
8. Критический участок.
9. Закритический участок.
Осуществление изобретения
При изготовлении гильз применяются традиционные технологии обработки металла путем вырубки, прессования, вытяжки, развальцовки, обжатия и литья пластмассы в пресс-формы под давлением.
Заявленная конструкция может быть воспроизведена на промышленном предприятии, что говорит о ее соответствии критерию промышленной применимости.