БЕСШУМНЫЙ И БЕСПЛАМЕННЫЙ УНИТАРНЫЙ ПАТРОН

Полезная модель относится к боеприпасам, в частности к бесшумным и беспламенным унитарным патронам стрелкового оружия, преимущественно для гранатометов, с закрывающими элементами со стороны снаряда.
Уровень техники данной области боеприпасов, предназначенных для скрытого ведения стрельбы подствольными гранатами, характеризует бесшумный, беспламенный и бездымный патрон унитарного заряжания для стрелкового оружия калибром 7,62 и 9 мм, описанный в журнале "Оружие", N7, 2002 г., Издательский центр "Техника-молодежи", рег. №015462 от 27.11.96, с.51 (см. Приложение), который по числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога.
Известный унитарный патрон, функционирующий бесшумно и без выброса дыма и пламени, что практически не демаскирует стрелка, содержит снаряд, укрепленный в гильзе, оснащенной средствами метания, включающими инициирующее устройство, сообщающееся с пороховым зарядом, размещенным под полым плунжером (поршень со штоком), внутри которого установлен с возможностью относительного продольного перемещения толкатель, на который опирается снаряд.
Полый плунжер, поршень которого сопряжен со стенками гильзы, а шток имеет диаметр калибра снаряда, выполнен телескопическим за счет установки внутри подвижного ступенчатой формы толкателя.
Ступень толкателя большего диаметра, равного диаметру полости поршня, формообразует объем под пороховой метательный заряд.
При выстреле давлением пороховых газов сгорающего метательного заряда толкатель перемещается относительно плунжера, динамически воздействуя на снаряд, который при этом извлекается из дульца гильзы.
Далее толкатель ступенью большего диаметра упирается в шток, кинематически замыкая поршень, в результате чего плунжер и толкатель внутри гильзы перемещаются совместно. При упоре поршня в скат дульца гильзы ее внутренний объем плотно запирается, а снаряд, получая метательный импульс, летит к цели.
Так как свободное от снаряда отверстие дульца гильзы плотно перекрыто поршнем, а его полость изнутри изолирована примыкающей под давлением пороховых газов ступенью толкателя, то практически снаружи нет звукового хлопка от запертой в гильзе дульной ударной волны пороховых газов, а также отсутствует прорыв огненного факела и дыма сгорающего пороха.
Бесшумное и беспламенное функционирование известного патрона обеспечивает надежную маскировку стрелка по месторасположению при стрельбе, что обеспечивает скрытность и внезапность боевых действий, а следовательно, повышает эффективность поражения противника и безопасность личного состава.
Однако, недостатком известного патрона является его относительно большая протяженность после выстрела из-за выступающей из гильзы частей телескопического плунжера, находящихся под давлением пороховых газов метательного заряда. Для экстракции протяженной гильзы потребно увеличение длины затворной группы, что повышает массу оружия.
Отмеченный недостаток определяет уменьшение боекомплекта для гранатомета личного состава в походных условиях, что снижает эффективность и мобильность скрытых боевых действий.
Известная конструкция патрона для гранатомета характеризуется повышенной массой из-за упрочнения телескопического плунжера, воспринимающего ударную нагрузку при выстреле и запирании дульца гильзы, геометрически замкнутого в патроннике. Это необходимо при динамической нагрузке телескопического плунжера, обеспечивающей
начальную скорость гранаты калибром более 30 мм, сопоставимую со скоростью звука, чтобы предотвратить пластическую деформацию его поршня, при которой происходит заклинивание дульца гильзы в патроннике, препятствующее ее экстракции.
Кроме того, изготовление сопрягаемых и относительно подвижных толкателя ступенчатой формы и плунжера прецизионными является технологически сложным и трудоемким, что увеличивает потребительскую стоимость патрона.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности скрытной стрельбы при упрощении конструкции патрона и технологии сборки.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном бесшумном и беспламенном унитарном патроне, снаряд которого опирается на толкатель поршня, установленного над пороховым метательным зарядом с инициирующим устройством, смонтированным в донной части гильзы, согласно изобретению, гильза, скат дульца которой наклонен к продольной оси под углом 6-15°, выполнена составной, в свинчиваемый через обтюрирующее кольцо, преимущественно из свинца, фланец гильзы, совмещенный с картузом конгруэнтной формы его внутренней поверхности, помещен пороховой метательный заряд, закрытый сверху глухой полостью поршня, а трубчатый толкатель геометрически замкнут центрирующими выступами на торцах снаряда и поршня, причем на поверхности контакта поршня с гильзой выполнены радиальные канавки.
Отличительные признаки обеспечили надежное функционирование патрона для гранатомета в границах назначения и безотказность оружия, а также позволили упростить конструкцию патрона для скрытной стрельбы. При этом уменьшилась рабочая длина патрона, что позволило снизить габариты и массу затворной группы оружия, адекватно увеличив боекомплект стрелка.
Оптимальный диапазон угла наклона ската гильзы к ее продольной оси расчитан из условия ударной прочности при нагружении давлением пороховых газов метательного заряда через воздействие поршня в предложенных габаритах конструкции патрона по математической модели планирования эксперимента. Расчеты получили подтверждение опытными стрельбами.
При углах наклона ската больших 15° происходит заклинивание дульца гильзы в патроннике из-за перераспределения металла гильзы в зазор между ними в результате пластической деформации. Экстрактировать в этом случае гильзу практически невозможно, следовательно, оружие небоеспособно.
При углах наклона ската меньших 6 резко возрастает перегрузка от удара поршня при выстреле, что приводит к образованию трещин на скате гильзы или в поршне, через которые прорываются пороховые газы и, следовательно, демаскируют стрелка, не обеспечивая показатели назначения патрона скрытную стрельбу как по звуку, так и визуально, по дыму и пламени.
При натурных стрельбах опытных патронов с гильзой, где наклон ската меньше нижнего предела заявленного диапазона, отмечены случаи полного отрыва дна поршня, вылетающего из ствола вслед гранате, с сопутствующим хлопком и светодымовым эффектом.
Шарнирная связь полого толкателя с выступами на торцах поршня и снаряда обеспечивает его самоцентрирование при сборке и геометрическое замыкание составного облегченного плунжера (поршень и толкатель) со снарядом, создавая в соединении продольную жесткость для передачи метательного импульса. При этом исключаются перекосы приложения к снаряду метательного импульса, что способствует точности стрельбы.
Выполнение гильзы составной позволяет проводить двухстороннюю безопасную сборку предложенного патрона для гранатомета из
структурных элементов простой и технологичной конструкции.
Глухая полость поршня, состыкованная с картузом, образует ограниченный объем для размещения расчетного порохового метательного заряда.
Конгруэнтная форма картуза и фланца гильзы позволяет их беззазорно совместить при свинчивании, предотвратив деформирование порохового метательного заряда.
Кольцо из мягкого свинца, помещенное между свинчиваемыми частями гильзы, уплотняет резьбовое соединение, обтюрируя прорыв пороховых газов при выстреле, надежно изолируя метательный заряд от атмосферной влаги при хранении.
Радиальные канавки на поверхности поршня, примыкающие к гильзе, представляют собой гидродинамический затвор для пороховых газов и выполняют функции манжеты, уплотняя подвижное соединение при выстреле.
Эти радиальные канавки при заклинивании поршня в дульце гильзы, заневоленном в патроннике оружия, способствуют деформированию тонкостенной юбки полого поршня давлением пороховых газов. Соединение поршня с гильзой динамически уплотняется, предотвращая прорыв газов и пламени наружу, что повышает эффективность маскирующего действия патрона.
Выполнение поршня полым и без штока, а толкателя трубчатым предотвращает продольный изгиб плунжера, чем обеспечивается осесимметричное приложение метательного импульса снаряду (гранате) и надежное функционирование при выстреле. При этом заметно снижается масса патрона для гранатомета, что позволяет увеличить индивидуальный боекомплект.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в
разобщенности, то есть решается поставленная в изобретении задача не суммой эффектов, а эффектом суммы признаков.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного производства бесшумных и беспламенных унитарных патронов, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен бесшумный, беспламенный унитарный патрон с 35-мм гранатой для гранатомета. Пример не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы, а имеет чисто иллюстративные цели.
Снаряд 1 укреплен в дульце гильзы 2, имеющей цилиндрическую внутреннюю поверхность под диаметр поршня 3 и скат, наклоненный к продольной оси патрона под оптимальным углом 11°. Между торцами снаряда 1 и поршня 3 установлен трубчатый толкатель 4, который геометрически замкнут их центрирующими выступами 5 и 6 соответственно.
На контактной поверхности поршня 3 выполнены радиальные канавки 7, примыкающие к гильзе 2.
Полость поршня 3 снизу (по чертежу) ограничена картузом 8, образуя замкнутую емкость для размещения порохового метательного заряда 9.
В картузе 8 имеется технологическое, отверстие для загрузки пороха метательного заряда 9, закрытое приклеенной прокладкой (условно не показано).
Фланец 10 с гильзой 2 соединены через свинцовое уплотнительное кольцо 11 на резьбе до упора фланца 10 в тонкостенную юбку
поршня 3.
Во фланце 10 гильзы 2 закреплен капсюль-воспламенитель 12.
Двухстороннюю сборку патрона проводят в следующей последовательности. В ориентированную кверху полость поршня 3 устанавливают картуз 8, через технологическое отверстие которого вовнутрь засыпают навеску пороха 9. Затем отверстие картуза 8 заклеивают прокладкой из бумаги.
Далее сформированную сборку устанавливают во фланец 10, где предварительно укреплен капсюль-воспламенитель 12.
После этого толкатель 4 базируют сверху поршня 3 (формируя плунжер), ориентируя его по центрирующему выступу 6.
Далее на уступе фланца 10 устанавливают свинцовое, кольцо 11 подготовленный таким образом полуфабрикат снизу помещают внутрь гильзы 2 и свинчивают до упора фланец 10 с гильзой 2, при этом свинцовое кольцо 11 деформируется и объемно уплотняет кольцевой зазор между фланцем 10 и гильзой 2.
Затем снаряд 1 (гранату) сверху через дульце гильзы 2 опускают до упора в толкатель 4, который центрируется по выступу 5-При упоре снаряда 1 в толкатель 4 последний оказывается геометрически замкнутым в радиальном направлении центрирующими выступами 5 и 6 снаряда 1 и поршня 3 соответственно.
При осевой нагрузке на снаряд 1, достаточной для беззазорного совмещения горцев снаряда 1 и поршня 3 с толкателем 4, проводят радиальный обжим дульца гильзы 2 в канавки снаряда 1, завершая сборку патрона, который готов к хранению и эксплуатации.
При выстреле импульсом от капсюля-воспламенителя 12 воспламеняется пороховой метательный заряд 8, горение которого образует большой объем газовых продуктов, создавая давление на поршень 3.
Прорыву пороховых газов по контактной поверхности поршня 3 с гильзой 2 препятствуют деформируемая тонкостенная юбка поршня 3 и
канавки 7, образующие газодинамический затвор, а резьбовое соединение гильзы 2 с фланцем 10 надежно обтюрируется уплотнительным кольцом 11.
Возросшим давлением пороховых газов поршень 3 с толкателем 4 и снарядом 1 динамично продольно перемещаются, в результате чего снаряд 1 извлекается из дульца гильзы и продолжает движение по каналу ствола оружия. Инерционно движется и толкатель 4.
Поршень 3 заклинивается на скате гильзы 2 и останавливается, герметично запирая ее объем. Таким образом пламя и дым продуктов горения метательного заряда, а также дульная ударная волна пороховых газов остаются внутри гильзы, то есть выстрел происходит практически бесшумным и беспламенным.
На внешней траектории полета снаряда 1 аэродинамически, задонным разряжением, толкатель 4 тормозится, а снаряд 1 с заданной начальной скоростью летит к цели.
После выстрела гильза 2 с внутренними элементами экстрактируется из патронника оружия, которое готово к следующему выстрелу.