Газовый поршень автоматики перезаряда стрелкового вооружения, основанной на длинноходом газовом поршне
GAS PISTON OF AN AUTOMATIC SMALL ARMS RELOADING MECHANISM BASED ON A LONG-STROKE GAS PISTON

Область техники, к которой относится изобретение, и преимущественная область использования изобретения.
Изобретение относиться к области вооружения, а именно к функциональным особенностям или конструктивным элементам, общим для стрелкового оружия и артиллерийских орудий, с двигателем автоматики с отводом пороховых газов из канала ствола.
Уровень техники
Характеристика аналогов изобретения
Известна конструкция автоматики перезаряда стрелкового оружия, основанной на длинноходом газовом поршне, который ходит внутри газовой камеры, следующая: пуля под действием пороховых газов движется по каналу ствола; как только она минует газоотводное отверстие, часть газов устремляется через это отверстие в газовую камеру, давит на газовый поршень, который отбрасывается вместе с затворной рамой для осуществления перезаряда.
Характеристика прототипа, выбранного заявителем изобретения.
Автоматика перезаряда автомата Калашникова АК74 и пулемета Калашникова РПК74, основанная на длинноходом газовом поршне следующая: пуля под действием пороховых газов движется по каналу ствола; как только она минует газоотводное отверстие, часть газов устремляется через это отверстие в газовую камеру, давит на газовый поршень, который отбрасывается вместе с затворной рамой для осуществления перезаряда.
Критика прототипа
При заполнении газовой камеры быстродвижущимся потоком горячего, сильно сжатого газа, кинетической энергии этого газа, при смешивание потоков, теряется в вихревых зонах, и переходит во внутреннюю энергию. Газовая камера работает по принципу глушителя.
Цель изобретения
Увеличение эффективности автоматики перезаряда стрелкового оружия, основанной на длинноходом газовом поршне за счет накопления энергии сжатого газа во внутренней полости поршня.
Сущность изобретения
Из общеизвестного раздела теории [4] - "Течение газа в цилиндрической трубе с внезапным изменением сечения". Следует, что течение газа с внезапным расширением сечения даже при отсутствии теплообмена с внешней средой относится к неизэнтропическим течениям, так как при этом часть кинетической энергии движущегося газа идет на приведение в движение его в вихревых зонах, на смешивание потоков, и в конечном счете, необратимо переходит во внутреннюю энергию. При внезапном расширении струя вначале не занимает всего сечения, а как бы протекает через застойную зону. Скорость по всей граничной зоне между движущимися и покоящимися слоями меняется плавно, без скачков. На поверхности раздела возникает перемешивание частиц струи и застойной зоны. Течение в области смешения будет вихревым. Так как рассеивание механической энергии потока происходит, в основном, в области вихревого движения, то есть в застойной зоне. Исходя из этого, впускное отверстие газовой камеры располагается на вершине направляющего конуса для направления газовой струи во внутреннюю полость газового поршня. В то же время, внутренняя полость газового поршня начинается с собирающей воронки, расположенной соосно и напротив впускного отверстия направляющего конуса газовой камеры. Т.о. зазор между направляющим конусом и собирающей воронкой находится в застойной зоне, и вся оставшаяся полость газовой камеры будет тоже в застойной зоне. Как было уже упомянуто, что струя вначале не занимает всего сечения, как бы протекает, минуя застойную зону.
Поскольку газовый поршень, с затворной рамой обладают определенным количеством инерции и не могут начать двигаться мгновенно, то имеет место повышение давление газа в несквозной полости поршня сверх давления в газовой камере и несквозная полость поршня работает как накопитель энергии. При движении поршня под действием пороховых газов, внутренняя энергия газов уменьшается, и давление падает, но быстродвижущийся поток горячего и сильно сжатого газа поступает, как из впускного отверстия газовой камеры, так и из несквозной полости поршня, пополняя энергия газов газовой камеры. Получаем эффект, такой что, как будто бы, увеличилась площадь сечения газоотводное отверстие ствола и газового канала. Поэтому имеем увеличение ускорения разгона газового поршня с затворной рамой в первоначальный отрезок времени его движения.
Краткое описание чертежей
На Фигуре 1 представлена Схема газового канала, содержащего газовую камеру с газовым поршнем.
1 - Шлицы муфты газового канала;
2 - Муфта газового канала;
3 - Канал ствола;
4 - Газовый канал;
5 - Ствол;
6 - Диск торца цилиндра газовой камеры;
7 - Газовый поршень;
8 - Патрубок газовой камеры;
9 - Полость высокого давления газового поршня;
10 - Газовая трубка.
Осуществление изобретения
На Фигуре 1 изображено автоматическое стрелковое оружие с приводом от отводимых пороховых газов содержит ствол 5. Муфта газового канала 2 крепится к стволу так же, как и в выбранном прототипе АК74 муфта газовой камеры, а именно шлицами 1. Как и в выбранном прототипе АК74 газоотводное отверстие ствола располагается напротив впускного отверстия газового канала. Далее, как и в выбранном прототипе АК74 форма муфта газовой камеры и муфта газового канала одинаковы до некоторого значения длины, такой, где в выбранном прототипе АК74 начинается цилиндр газовой камеры. Потом газовый канал идет несколько дальше потому, что должен быть направлен в центр газового поршня, тогда как в выбранном прототипе АК74, он имеет впускное отверстие сбоку газового камеры и образует некоторый существенный угол с осью симметрии поршня. Затем газовый канал делает изгиб, направленный к поршню и параллельно каналу ствола 3, а центральная линия симметрии газового поршня и линия направления центра газового канала лежат на одной прямой. Далее, идут упорные конические выступы, в виде конуса, у которого основание находится со стороны газового поршня, а центральная линия конуса идет параллельно каналу ствола. Потом идет цилиндрическая трубка газового канала, диаметром равная диаметру центральному отверстию диска торца цилиндра газовой камеры 6 и длинной несколько большей толщины диска торца цилиндра газовой камеры, потому, что после длины равной толщине диска торца цилиндра газовой камеры идет фаска с внешней стороны трубки газового канала, которая образует направляющий конус для направления газовой струи во внутреннюю полость газового поршня 9.
Диск торца цилиндра газовой камеры имеет центральное отверстие, через которое жестко посажен на цилиндрическую трубку газового канала и жестко закреплен к коническим выступам газового канала. Диск торца цилиндра газовой камеры по краям имеет проточки, куда жестко посажен патрубок газовой камеры 8.
Газовая трубка 10 входит в зацепление с патрубком газовой камеры так же, как и в выбранном прототипе АК74. Поэтому свободный конец патрубка газовой камеры с внешней стороны имеет проточки, на которые одевается газовая трубка. В патрубке газового цилиндра размещен газовый поршень 7. Газовый поршень имеет диаметр, меньший внутреннего диаметра патрубка газового цилиндра, в результате чего образован кольцевой зазор. Газовый поршень вдоль линии симметрии имеет несквозную внутреннюю полость 9, которая начинается с фаски, образующей собирающую воронку, а затем идет несквозное круглое отверстие, где линии симметрии газовый поршня и его внутренней полости совпадают. Внутренняя полость газового поршня расположена соосно напротив впускного отверстия направляющего конуса газовой камеры. Как и в выбранном прототипе АК74, газовый поршень и шток газового поршня выполнен как единое целое. Как и в выбранном прототипе АК74, шток газового поршня скреплен с затворной рамой штифтами не показанными на Фигуре 1.
Технико-экономическая и другая эффективность
Увеличение эффективности автоматики перезаряда стрелкового оружия, основанной на длинноходом газовом поршне за счет накопления энергии сжатого газа во внутренней полости поршня.
Источники информации
1. 5,45 мм автоматы Калашникова АК74, АКС74 и АКС74У и 5,45 мм пулеметы Калашникова РПК74 и РПКС74. Руководство по среднему ремонту. - М.: ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО, 1988.
2. Руководство по ремонту 7,62-мм ручного пулемета ДП и 7,62-мм танкового пулемета ДТ. - М.: ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО, 1946.
3. 7,62-мм Ручные пулеметы ДП и ДТМ. Краткое руководство службы- М.: ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО, 1946.
4. Кулагин В.И., Черезов В.И. Газодинамика автоматического оружия. - М.: ЦНИИ, 1985.