СТАБИЛИЗАТОР УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ СТВОЛА ОРУЖИЯ
GUN BARREL ANGULAR POSITION STABILIZER

Изобретение предназначено для модернизации существующих видов оружия. Оно может быть использовано для повышения точности стрельбы из учебного, охотничьего, спортивного, игрового, боевого и др. оружия.
Известен (0377579 US) стабилизатор углового положения ствола оружия, включающий заключенное в корпус вращающееся тело.
К основному недостатку известного стабилизатора следует отнести невозможность его использования на уже существующих видах оружия, поскольку предполагается, что он должен быть интегрирован в оружие.
Представляемое изобретение позволяет использовать стабилизатор совместно с оружием, при разработке которого наличие на нем стабилизатора не предусматривалось.
Помимо этого, технический результат при реализации изобретения связан с быстрой точной настройкой стабилизатора после его установки на оружие.
Достигается указанный результат благодаря использованию следующих отличительных признаков:
- стабилизатор выполняют состоящим из двух блоков;
- первый блок - блок гироскопа;
- первый блок жестко крепят к оружию, для чего корпус первого блока включает узел крепления к оружию;
- второй блок - блок датчика положения хвоста спускового крючка;
- блок датчика жестко крепят либо к хвосту спускового крючка, либо к спусковой скобе;
- второй блок связан с первым посредством беспроводной радиосвязи, для чего первый блок включает радиоприемник, а второй - радиопередатчик;
- оба блока имеют независимое электропитание.
Как минимум один из блоков может включать датчик вибрации. Блок гироскопа может быть устроен следующим образом.
Он может включать корпусной элемент в виде рамы, в которой установлен подшипник качения с закрепленным на нем телом (например, выполненным из вольфрама), которое предполагается раскручивать, с другой стороны тело может иметь внешнюю цилиндрическую поверхность, которая может быть посажена в манжету. С торца тела (после манжеты) к последнему может быть прикреплена муфта (например, сильфонная), соединенная с валом электродвигателя.
В качестве электродвигателя может быть выбран двигатель постоянного напряжения с изменяемой (в зависимости от напряжения) частотой вращения.
Через узел управления и зарядное устройство (работающее при торможении тела на заряд аккумуляторов) двигатель может быть связан с источником питания (например, набором аккумуляторов, обеспечивающих требуемые для двигателя ток и напряжение).
Корпус может иметь разъем для подключения внешнего зарядного устройства.
Узел управления обеспечивает стабильность подаваемого на двигатель напряжения при заданных параметрах сигнала блока датчика.
Для этого узел управления должен включать радиоприемное устройство, способное принимать сигнал передающего устройства блока датчика.
Узел управления может включать микропроцессор или микроконтроллер.
Корпус блока гироскопа может иметь радиатор, звукопоглощающее внутреннее покрытие, крышку и проч.
Блок гироскопа должен быть выполнен герметичным (водонепроницаемым).
Герметичной должна быть выполнена и та часть блока гироскопа, в которой располагается тело (предполагается, что подшипник работает в условиях смазки).
Блок гироскопа должен иметь узел крепления к оружию. Например, это может быть планка - ласточкин хвост. Блок гироскопа может крепиться к оружию взамен оптического прицела, подствольного гранатомета, других навесных аксессуаров, жестко крепящихся к оружию.
В блок гироскопа может быть интегрировано прицельное устройство.
Блок гироскопа может крепиться к оружию и на специально выполненное на последнем посадочное место или с помощью хомутов непосредственно к, например, стволу или прикладу (к неподвижным в момент выстрела частям оружия, естественно, не мешая двигаться подвижным).
Узел управления может включать датчик вибрации (например, акселерометр).
При этом узел управления может быть выполнен с возможностью работы в двух режимах - в рабочем режиме и в режиме настройки.
Блок датчика может включать датчик положения (например, индукционный, емкостной - основанный на измерении расстояния между обкладками конденсатора в качестве части одной из которых может рассматриваться спусковой крючок, оптический - ИК - основанный на приеме отраженного от спускового крючка излучения), узел измерения (тестер, например, LC-метр), электрический источник питания, и передатчик. Помимо этого, он может включать аналогово-цифровой преобразователь.
Блок датчика может быть выполнен контактным, например резистивным. Сам блок датчика может крепиться на спусковой скобе, тогда как подвижный элемент такого блока может контактировать с хвостом спускового крючка.
В бесконтактном исполнении корпус блока датчика должен иметь узел крепления к хвосту спускового крючка или к спусковой скобе.
Составным элементом блока датчика может служить постоянный магнит (например, неодимовый), который выполняется с возможностью жесткого крепления к спусковому крючку или к спусковой скобе, например, посредством накладки или клея.
Установка стабилизатора на оружие заключается, например, в следующем.
На нижнюю часть хвоста спускового крючка наклеивают постоянный магнит.
В спусковой скобе просверливают отверстия, с использованием которых к ней привинчивают блок датчика, например, с соединенной с узлом измерения катушкой индуктивности, связанной с магнитом посредством магнитного поля.
На штатное место, например, на боковую планку для крепления кронштейна оптического прицела устанавливают блок гироскопа и жестко фиксируют его положение на оружии.
Работа стабилизатора.
Рабочий режим.
Посредством органа управления, например, переключателя, задают рабочий режим работы стабилизатора. Такой орган управления может быть и у блока гироскопа.
Включают блок гироскопа. При необходимости включают блок датчика.
В случае, если связь между блоками выполнена двухсторонней (при использовании стандартных микросхем беспроводной связи), то включение блока гироскопа может автоматически приводить к включению блока датчика или наоборот.
При включении блока гироскопа электродвигатель начинает раскручивать тело (пассивный ротор гироскопа), доводя скорость его вращения до примерно половины от максимальной (например, до 20 тыс.об/мин).
2
При использовании мощного электродвигателя (400 Вт) на это уйдет менее 1 с при моменте инерции тела 0,00014 кг⋅м (соответствующего характерным размерам устанавливаемых на оружии объектов).
Энергия вращения тела составит при этом порядка 0,4 кДж.
При постепенном нажатии на спусковой крючок вследствие изменения взаимного положения постоянного магнита и катушки индуктивности изменятся электрические параметры последней (в качестве катушки целесообразно использовать плоскую спиральную катушку), что отразится на работе узла измерения, т.е. на его выходном сигнале, который будет подан на радиопередающее устройство блока датчика.
Радиоприемное устройство блока гироскопа, восприняв изменение сигнала узла измерения, передаст такой сигнал на блок управления, который в соответствии с ним изменит (увеличит) напряжение, подаваемое на двигатель.
Число оборотов двигателя возрастет от указанных 20 тыс. до максимальных (например, до 45 тыс.). Максимальные обороты двигатель будет иметь непосредственно перед выстрелом.
Энергия вращения тела при этом составит примерно 1,6 кДж (примерно такую энергию имеет пуля, выпущенная из АК на расстоянии 100 м). Время разгона от минимальных до максимальных оборотов составит не более 3 с.
Таким образом, в зависимости от степени нажатия на спусковой крючок будет изменяться частота вращения тела - чем сильнее нажали на крючок, тем она больше.
Режим настройки.
При работе в этом режиме предполагается неизвестным положение спускового крючка на момент выстрела.
Узел управления фиксирует момент выстрела с помощью акселерометра, чувствительного к вибрации оружия при выстреле, и отражает, например, в энергонезависимой памяти, соответствующий сигнал блока датчика.
Таким образом, впредь при работе уже в рабочем режиме скорость вращения тела от минимальной до максимальной будет изменяться от момента начала изменения сигнала блока датчика до такого его значения, которое определено как соответствующее моменту выстрела.
Блок гироскопа может иметь связанный с узлом управления орган управления, позволяющий вручную установить минимальную и максимальную частоту вращения тела.
Минимальную частоту вращения тела следует выбирать такой, чтобы однозначно исключить при дальнейшем разгоне низкочастотные резонансные механические колебания (выбирается в зависимости от вида оружия).
Помимо этого минимальная частота вращения тела должна соответствовать удобным условиям смены объекта прицеливания (наведения оружия на новый объект прицеливания).
Максимальная частота должна соответствовать удобным условиям воздействия на оружие для изменения его углового положения при прицеливании на один и тот же объект (при изменении углового положения в пределах нескольких угловых минут).
При отпускании спускового крючка в соответствии с сигналом блока датчика узел управления начнет уменьшать напряжение, подаваемое на двигатель. Скорость его вращения начнет уменьшаться. Торможение двигателя приведет к генерации электроэнергии, которая может быть использована для подзарядки аккумуляторов.
При отключении блока гироскопа ротор двигателя остановится.
При выключенном стабилизаторе возможна подзарядка его аккумуляторов от внешнего источника питания.