МАРКИРУЮЩИЙ ПАТРОН
MARKING CARTRIDGE

Изобретение относится к маркирующим патронам, предназначенным для тренировочной стрельбы из различных видов оружия, в том числе для тренировочной стрельбы сотрудников антитеррористических подразделений в условиях, имитирующих реальные условия антитеррористических операций.
Маркирующие патроны содержат гильзу со средством инициирования, пороховой метательный заряд и травмобезопасное метаемое снаряжение с красящим веществом, помещенным в непрочную капсулу, оставляющее отчетливую цветовую отметку при попадании в цель.
Тренировки с использованием маркирующих патронов предполагают стрельбу двух групп участников тренировок друг в друга с последующим анализом результатов стрельбы по цветовым отметкам, оставшимся в местах попадания метаемого снаряжения. Использование средств индивидуальной защиты в сочетании с низкой энергией метаемого снаряжения патронов обеспечивает безопасность участников тренировок и условия, имитирующие реальные условия антитеррористических операций.
Наибольшая эффективность тренировок достигается при использовании боевого оружия, постоянно используемого участниками тренировок для стрельбы пулевыми патронами. При этом калибр оружия, используемого для стрельбы маркирующими патронами, должен отличаться от калибра боевого оружия для исключения возможности случайного заряжания и выстрела пулевым патроном. Самозарядное оружие, используемое для стрельбы маркирующими патронами, также требует переделки для обеспечения стабильного функционирования механизма перезаряжания. Переделка оружия включает в себя замену ствола. Кроме того, в зависимости от модели оружия, может потребоваться замена затвора, возвратной пружины затвора, магазина и других деталей.
Необходимыми условиями высокой эффективности тренировок являются:
- соответствие траекторий метаемого снаряжения пулевого и маркирующего патронов в диапазоне дальностей стрельбы, характерном для антитеррористических операций;
- соответствие сопутствующих эффектов выстрела (звука выстрела, отдачи оружия) при стрельбе пулевыми и маркирующими патронами;
- выраженный болевой эффект при попадании метаемого снаряжения маркирующего патрона.
Отсутствие выраженного болевого эффекта лишает участников тренировок необходимой мотивации и снижает общую эффективность подготовки.
Получили широкое распространение тренировочные патроны для стрельбы на малой дальности (Short Range Training Ammunition) производства компании General Dynamics Ordnance and Tactical Systems (торговое наименование Simunition). Одной из наиболее известных разработок являются маркирующие патроны для короткоствольного и длинноствольного оружия с торговым наименованием Simunition FX Marking cartridges, содержащие гильзу со средством инициирования, пороховой метательный заряд и травмобезопасное метаемое снаряжение с красящим веществом, помещенным в непрочную капсулу.
Принципиальным техническим решением в маркирующих патронах Simunition является травмобезопасное метаемое снаряжение, выполненное в виде непрочной капсулы с красящим веществом, установленной в патроне и имеющей форму пули пулевого патрона. Капсула с красящим веществом представляет собой колпачок, изготовленный из непрочного полимерного материала, заполненный полужидким водорастворимым красящим веществом. Открытая задняя часть колпачка закрыта вставной пробкой, изготовленной из полимерного материала. Дополнительное уменьшение прочности капсулы обеспечивается углублениями, выполненными на передней поверхности колпачка и переходящими на его боковую поверхность. Особенности конструкции капсулы обусловлены требованием вскрытия капсулы и выброса красящего вещества даже при попадании в мягкую поверхность с малой скоростью. При выстреле капсула непосредственно взаимодействует с каналом ствола оружия и обеспечивает обтюрацию пороховых газов.
Недостатками маркирующих патронов Simunition являются:
- низкая прочность;
- низкая эффективность тренировок;
- сложность конструкции и высокая стоимость.
Низкая прочность маркирующих патронов Simunition обусловлена низкой прочностью капсулы с красящим веществом, исключающей возможность ее прочного крепления в патроне. Даже незначительное усилие, приложенное к капсуле, способно вызвать ее повреждение или выпадение из патрона. Указанный недостаток требует особо бережного обращения с патронами и обуславливает высокую вероятность повреждения или нарушения целостности патронов при заряжании в магазин оружия и разряжании, а также при извлечении патронов из патронника механизмами оружия, ударах и падениях.
Низкая эффективность тренировок при стрельбе маркирующими патронами Simunition обусловлена малой мощностью порохового метательного заряда. Необходимость сохранения целостности непрочной капсулы при выстреле требует существенного уменьшения мощности порохового метательного заряда. Масса порохового метательного заряда в маркирующих патронах Simunition многократно снижена по сравнению с массой порохового метательного заряда в пулевых патронах соответствующего калибра. В отдельных типах маркирующих патронов Simunition пороховой метательный заряд отсутствует, а начальная скорость метаемого снаряжения обеспечивается только за счет энергии средства инициирования. Малая мощность порохового метательного заряда обуславливает низкую начальную скорость и низкую кинетическую энергию метаемого снаряжения. Низкая кинетическая энергия метаемого снаряжения обуславливает отсутствие болевого эффекта при попадании в человека, лишающее участников тренировок необходимой мотивации.
В каталоге продукции Simunition приведены технические характеристики патронов Simunition FX Marking cartridges [ 1 ]:
- револьверных маркирующих патронов калибра 38/357 с кинетической энергией метаемого снаряжения 2,6-5,5 Дж;
- пистолетных маркирующих патронов калибра 9 mm с кинетической энергией метаемого снаряжения 3,0-5,6 Дж;
- винтовочных маркирующих патронов калибра 5,56 mm с кинетической энергией метаемого снаряжения 4,4 Дж.
Указанную кинетическую энергию метаемого снаряжения следует считать недопустимо низкой, особенно с учетом использования участниками тренировок средств индивидуальной защиты. Так, например, в соответствии с требованиями Федерального закона "Об оружии", кинетическая энергия метаемого снаряжения при стрельбе из гражданского огнестрельного оружия ограниченного поражения, предназначенного для самообороны, не должна превышать 91 Дж, а кинетическая энергия метаемого снаряжения при стрельбе из служебного огнестрельного оружия ограниченного поражения не должна превышать 150 Дж [ 2 ].
Низкая начальная скорость метаемого снаряжения обуславливает несоответствие траекторий метаемого снаряжения пулевого и маркирующего патронов. Малая масса порохового метательного заряда обуславливает слабый звук выстрела и слабую отдачу оружия.
Сложность конструкции и высокая стоимость маркирующих патронов Simunition обусловлены малой массой порохового метательного заряда и соответственно малым объемом пороховых газов, образующихся при горении порохового метательного заряда. Малый объем пороховых газов не позволяет обеспечить функционирование механизма перезаряжания самозарядного оружия за счет давления пороховых газов на дно гильзы или отвода пороховых газов. Принципиальным техническим решением в маркирующих патронах Simunition, предназначенных для стрельбы из самозарядного оружия, является использование укороченной гильзы с дополнительным подвижным элементом, установленным внутри или снаружи гильзы. При выстреле под действием пороховых газов происходит смещение подвижного элемента, сопровождающееся увеличением длины гильзы. Увеличение длины гильзы обеспечивает передачу затвору импульса, необходимого для функционирования механизма перезаряжания.
Сложность конструкции и высокая стоимость маркирующих патронов Simunition обусловлены также необходимостью защиты непрочной капсулы от прямого воздействия пороховых газов при выстреле. Маркирующие патроны Simunition содержат дополнительный элемент с газорасходным отверстием или отверстиями малого диаметра, размещенный между пороховым метательным зарядом и непрочной капсулой. При выстреле пороховые газы просачиваются через газорасходное отверстие, что позволяет обеспечить плавное нарастание давления пороховых газов в пространстве за непрочной капсулой и целостность капсулы при выстреле.
Известны тренировочные и маркирующие патроны [ 3-20 ], в конструкциях которых реализованы принципиальные технические решения, использованные в маркирующих патронах Simunition. В конструкциях отдельных известных тренировочных и маркирующих патронов используются технические решения, полностью или частично устраняющие второстепенные недостатки маркирующих патронов Simunition, но одновременно дополнительно усложняющие конструкцию и повышающие стоимость патронов. Например, для исключения прорыва пороховых газов в зазор между гильзой и подвижным элементом, используется кольцевой резиновый уплотнительный элемент [ 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 20 ]. Для повышения стабильности характеристик патронов, используется основное средство инициирования, обеспечивающее смещение подвижного элемента, и дополнительное средство инициирования, обеспечивающее начальную скорость метаемого снаряжения, а также элементы, приводящие в действие дополнительное средство инициирования и предохранительные элементы [ 10 ].
Известен револьверный маркирующий патрон, содержащий гильзу со средством инициирования, пороховой метательный заряд и травмобезопасное метаемое снаряжение с красящим веществом, помещенным в непрочную капсулу [ 3 ].
В известном револьверном маркирующем патроне травмобезопасное метаемое снаряжение выполнено в виде непрочной капсулы с красящим веществом, установленной в дульце гильзы и имеющей форму пули пулевого патрона. Масса порохового метательного заряда в известном патроне многократно снижена по сравнению с массой порохового метательного заряда пулевых патронов соответствующего калибра. Пороховой метательный заряд в известном патроне может отсутствовать, в этом случае начальная скорость метаемого снаряжения обеспечивается только за счет энергии средства инициирования.
Недостатками известного револьверного маркирующего патрона являются:
- низкая прочность, обусловленная низкой прочностью капсулы с красящим веществом, исключающая возможность ее прочного крепления в патроне;
- низкая эффективность тренировок, обусловленная малой мощностью порохового метательного заряда, низкой начальной скоростью и низкой кинетической энергией метаемого снаряжения;
- невозможность использования патрона для стрельбы из самозарядного оружия, обусловленная малой массой или отсутствием порохового метательного заряда.
Наиболее близким к предлагаемому патрону является пистолетный маркирующий патрон для стрельбы из оружия со свободным затвором, содержащий гильзу со средством инициирования, пороховой метательный заряд и травмобезопасное метаемое снаряжение с красящим веществом, помещенным в непрочную капсулу [ 15 ].
В известном пистолетном маркирующем патроне травмобезопасное метаемое снаряжение выполнено в виде непрочной капсулы с красящим веществом, установленной в подвижном элементе и имеющей форму пули пулевого патрона. Масса порохового метательного заряда в известном патроне многократно снижена по сравнению с массой порохового метательного заряда пулевых патронов соответствующего калибра.
Недостатками известного пистолетного маркирующего патрона являются:
- низкая прочность, обусловленная низкой прочностью капсулы с красящим веществом, исключающая возможность ее прочного крепления в патроне;
- низкая эффективность тренировок, обусловленная малой мощностью порохового метательного заряда, низкой начальной скоростью и низкой кинетической энергией метаемого снаряжения;
- сложность конструкции и высокая стоимость, обусловленные использованием укороченной гильзы, наличием дополнительных элементов конструкции, обеспечивающих передачу затвору импульса, необходимого для функционирования механизма перезаряжания, и дополнительных элементов конструкции, обеспечивающих плавное нарастание давления пороховых газов в пространстве за непрочной капсулой и целостность капсулы при выстреле.
Известны также винтовочные маркирующие патроны [ 9, 15 ], конструкции которых идентичны конструкции пистолетного маркирующего патрона. Известным винтовочным маркирующим патронам присущи все недостатки известного пистолетного маркирующего патрона.
Техническими задачами, решаемыми в предлагаемом изобретении, являются повышение прочности маркирующих патронов, повышение эффективности тренировок при стрельбе маркирующими патронами, упрощение конструкции и снижение стоимости маркирующих патронов.
Указанные технические задачи достигаются тем, что в маркирующем патроне, содержащем гильзу со средством инициирования, пороховой метательный заряд и травмобезопасное метаемое снаряжение с красящим веществом, помещенным в непрочную капсулу, травмобезопасное метаемое снаряжение выполнено в виде поддона, установленного в дульце гильзы, изготовленного из эластичного материала и имеющего форму цилиндрического тела вращения с центральным углублением со стороны среза дульца гильзы, с непрочной капсулой, установленной в центральном углублении поддона, причем наружный диаметр поддона превышает внутренний диаметр дульца гильзы, передняя часть непрочной капсулы выступает из поддона, а наружный диаметр непрочной капсулы превышает внутренний диаметр центрального углубления поддона.
Указанные технические задачи достигаются также тем, что травмобезопасное метаемое снаряжение полностью установлено внутри гильзы.
Указанные технические задачи достигаются также тем, что масса порохового метательного заряда маркирующего патрона составляет не менее 40 % массы порохового метательного заряда пулевого патрона соответствующего калибра.
Указанные технические задачи достигаются также тем, что поддон изготовлен из резины.
На фиг. 1 приведен пистолетный маркирующий патрон с метаемым снаряжением, частично выступающим из гильзы, с гильзой не бутылочной формы, перемещение которого в патроннике в крайнем переднем положении патрона ограничено концом патронника.
На фиг. 2 приведен пистолетный маркирующий патрон с метаемым снаряжением, частично выступающим из гильзы, с гильзой не бутылочной формы, перемещение которого в патроннике в крайнем переднем положении патрона ограничено конусом в конце патронника.
На фиг. 3 приведен пистолетный маркирующий патрон с метаемым снаряжением, полностью установленным внутри гильзы, с удлиненной гильзой, перемещение которого в патроннике в крайнем переднем положении патрона ограничено конусом в конце патронника.
На фиг. 4 приведен револьверный маркирующий патрон с метаемым снаряжением, полностью установленным внутри гильзы, перемещение которого в патроннике в крайнем переднем положении патрона ограничено выборкой под фланец.
На фиг. 5 приведен винтовочный маркирующий патрон с метаемым снаряжением, полностью установленным внутри гильзы, с удлиненным дульцем гильзы, перемещение которого в патроннике в крайнем переднем положении патрона ограничено переходным конусом патронника.
На фиг. 6 приведено метаемое снаряжение маркирующего патрона с частично деформированным поддоном в канале ствола конической формы при выстреле.
Маркирующий патрон содержит (фиг. 1) гильзу со средством инициирования 1, пороховой метательный заряд 2 и травмобезопасное метаемое снаряжение, содержащее поддон 3 с непрочной капсулой 4 с помещенным в ней красящим веществом 5.
До выстрела (фиг. 1 - фиг. 5) метаемое снаряжение патрона прочно установлено в дульце гильзы 1. Прочная установка метаемого снаряжения в дульце гильзы 1 обеспечивается превышением наружного диаметра поддона 3 по отношению к внутреннему диаметру дульца гильзы 1 и упругими свойствами поддона 3. Прочная установка капсулы 4 в центральном углублении поддона 3 обеспечивается превышением наружного диаметра капсулы 4 по отношению к внутреннему диаметру центрального углубления поддона 3 и упругими свойствами поддона 3. Упругие свойства поддона 3 обеспечивают защиту средства инициирования гильзы 1 и порохового метательного заряда 2 от воздействия факторов внешней среды при хранении и транспортировании патронов. Прочность маркирующего патрона обеспечивается прочным креплением поддона 3 в дульце гильзы 1, прочным креплением капсулы 4 в центральном углублении поддона 3 и частичным выступанием капсулы 4 из центрального углубления поддона 3 только в пределах передней части капсулы. Указанные технические решения обеспечивают необходимую прочность и низкую вероятность повреждения маркирующего патрона при заряжании в магазин оружия и разряжании, а также при извлечении патрона из патронника механизмами оружия, ударах и падениях. Метаемое снаряжение, полностью установленное внутри гильзы (фиг. 3 - фиг. 5), обеспечивает прочность маркирующих патронов в соответствии с самыми высокими требованиями, предъявляемыми к прочности боевых патронов.
При выстреле происходит срабатывание средства инициирования гильзы 1 и воспламенение порохового метательного заряда 2. Пороховые газы, образовавшиеся при горении порохового метательного заряда 2, создают давление, выталкивающее метаемое снаряжение патрона из гильзы 1 и ствола оружия. Поддон 3 обеспечивает при выстреле обтюрацию пороховых газов и целостность непрочной капсулы 4 с красящим веществом 5. Непрочная капсула 4 при выстреле защищена от прямого воздействия пороховых газов и воздействия канала ствола оружия дном и стенками поддона 3. Полная защита непрочной капсулы 4 при выстреле не накладывает ограничений на мощность порохового метательного заряда 2. Использование полноценного порохового метательного заряда 2 обеспечивает функционирование механизма перезаряжания самозарядного оружия за счет давления пороховых газов на дно гильзы или отвода пороховых газов. Необходимо иметь в виду, что масса метаемого снаряжения маркирующего патрона существенно ниже массы пули пулевого патрона. В этой связи, для создания давления пороховых газов на дно гильзы, необходимого для функционирования механизма перезаряжания, в большинстве случаев требуется дополнительное торможение метаемого снаряжения маркирующего патрона при движении по каналу ствола оружия. Такое торможение может обеспечиваться, например, конической формой канала ствола оружия (фиг. 6). Оптимальный выбор параметров порохового метательного заряда 2 и формы конусной части канала ствола оружия в сочетании с упругими свойствами поддона 3 обеспечивают функционирование механизма перезаряжания самозарядного оружия, необходимую начальную скорость метаемого снаряжения и необходимую кинетическую энергию метаемого снаряжения на дальности стрельбы, характерной для проведения антитеррористических операций. Использование полноценного порохового метательного заряда 2 обеспечивает соответствие траекторий метаемого снаряжения пулевого и маркирующего патронов, а также обеспечивает звук выстрела и отдачу оружия, характерные для стрельбы пулевыми патронами.
Таким образом, использование полноценного порохового метательного заряда обеспечивает оптимальную начальную скорость и кинетическую энергию метаемого снаряжения. Оптимальная кинетическая энергия метаемого снаряжения создает необходимый болевой эффект при попадании в человека, обеспечивающий необходимую мотивацию участников тренировок. Оптимальная кинетическая энергия метаемого снаряжения является необходимым условием вскрытия капсулы и выброса красящего вещества при попадании в твердую и мягкую поверхность. Оптимальная начальная скорость метаемого снаряжения обеспечивает соответствие траекторий метаемого снаряжения пулевого и маркирующего патронов. Использование полноценного порохового метательного заряда обеспечивает звук выстрела и отдачу оружия, характерные для стрельбы пулевыми патронами. Совокупность указанных характеристик обеспечивает высокую эффективность тренировок при стрельбе маркирующими патронами.
Использование поддона, изготовленного из эластичного материала, позволяет упростить конструкцию и снизить стоимость маркирующих патронов за счет использования стандартной гильзы, исключения дополнительных элементов конструкции, обеспечивающих передачу затвору импульса, необходимого для функционирования механизма перезаряжания, и дополнительных элементов конструкции, обеспечивающих плавное нарастание давления пороховых газов в пространстве за непрочной капсулой и целостность капсулы при выстреле. Кроме того, использование поддона, изготовленного из эластичного материала, позволяет использовать единую конструкцию патронов, предназначенных для стрельбы из различных видов длинноствольного и короткоствольного, несамозарядного и самозарядного оружия.
Необходимым условием стабильного функционирования механизма перезаряжания самозарядного оружия является достаточная масса порохового метательного заряда. Стабильное функционирование механизма перезаряжания самозарядного оружия при заданных характеристиках метаемого снаряжения достигается за счет выбора массы пороха, марки пороха и параметров канала ствола оружия. Практика свидетельствует о том, что уменьшение массы порохового метательного заряда менее 40 % массы порохового метательного заряда пулевых патронов соответствующего калибра не обеспечивает необходимое давление пороховых газов на дно гильзы и необходимый объем пороховых газов, необходимые для стабильного функционирования механизма перезаряжания самозарядного оружия.
Баллистические характеристики и стабильность баллистических характеристик маркирующих патронов в значительной мере определяются упругими свойствами поддона и стабильностью упругих свойств поддона в широком диапазоне температур. При выстреле поддон подвергается значительной деформации как в осевом направлении под действием пороховых газов, так и в радиальном направлении при прохождении через канал ствола конической формы. Практика свидетельствует о том, что необходимые упругие свойства и стабильность упругих свойств поддона обеспечиваются при изготовлении поддона из резинотехнических смесей, предназначенных для изготовления резиновых изделий, эксплуатируемых в широком диапазоне температур.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Product Catalog Simunition. Training for the Real World. 2019.
2. Федеральный закон "Об оружии" от 13.12.1996 N 150-ФЗ.
3. United States Patent 5035183. Frangible Nonlethal Projectile.
4. United States Patent 5359937. Reduced energy cartridge.
5. United States Patent 5492063. Reduced energy cartridge.
6. United States Patent 5677505. Reduced energy cartridge.
7. United States Patent 6095051. Self loading gun cartridge.
8. United States Patent 6415718. Training cartridge for a self loading gun.
9. United States Patent 6439123. Training cartridge.
10. United States Patent 6564719. Training cartridge for a self loading gun.
11. United States Patent 6575098. Practice cartridge.
12. United States Patent 7225741. Reduced energy training cartridge for self-loading firearms.
13. United States Patent 7621208. Reduced energy training cartridge for self-loading firearms.
14. United States Patent 7984668. Reduced energy training cartridge for self-loading firearms.
15. United States Patent 8327767. Reduced energy training cartridge for straight blow back operated firearms.
16. United States Patent 8485102. Marking ammunition.
17. United States Patent 8783152. Reduced energy training cartridge for self-loading firearms.
18. United States Patent Application 20100269724. Reduced Energy Cartridge and Method of Making Same.
19. United States Patent Application 20110252999. Marking Ammunition.
20. European patent 1228342. Training cartridge for a self loading gun.