СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ОРУЖЕЙНЫХ СТВОЛОВ
GUN BARREL COOLING SYSTEM

Изобретение относится к оружейной технике и может применяться для охлаждения стволов автоматического и полуавтоматического стрелкового оружия.
Известно, что при стрельбе из автоматического оружия происходит нагрев, а затем и перегрев ствола оружия за счет тепла, образующегося при сгорании пороха внутри канала ствола, а также трения пули о внутреннюю поверхность ствола. В результате перегрева происходит отказ оружия в работе и оно может прийти в негодность.
Для предотвращения перегрева ствола на крупнокалиберном пулемете ДШК (12,7 мм крупнокалиберный пулемет Дегтярева-Шпагина, обр. 1938 г. (СССР) [Бабак Ф.К. Пулеметы / Ф.К.Бабак. - М.: ACT; СПб.: Полигон, 2006. - с.266] на внешней поверхности ствола сделано оребрение в виде колец, что увеличивает поверхность ствола и улучшает его охлаждение. Но этого оказывается недостаточно.
Для охлаждения пулеметных стволов применяют и водяное охлаждение. Пример - пулемет Максим (7,62 мм станковый пулемет Максима, обр. 1910 г., США/Россия) [Бабак Ф.К. Пулеметы / Ф.К.Бабак. - М.: ACT; СПб.: Полигон, 2006. - с.149]. В последних моделях этого пулемета применяли не только воду, но и лед, и снег. Это сильно увеличивало вес оружия.
В результате перегрева оружейных стволов может наблюдаться эффект «марева»:
- тепловые потоки от ствола искажают поле зрения и цель на некоторое время становится неразличимой;
- из-за температурного изгиба горячего ствола при одностороннем воздействии на него ветра или атмосферных осадков имеет место увод  средней точки попаданий. Это особенно проявляется при использовании оптического прицела.
В нагретом стволе, если патрон длительно находится в патроннике, может произойти самопроизвольный выстрел.
Для защиты стрелка от ожогов ствол заключали в металлический кожух, снабженный отверстиями [Шунков В.Н. Энциклопедия новейшего стрелкового оружия. / В.Н.Шунков. Под общей редакцией А.Е.Тараса. - М.: АСТ, Мн.: Харвест, 2006. - 560 с.: ил. (Библиотека военной истории). С.401].
Увеличение толщины стенок ствола и усиление ствольной коробки позволяет увеличить интенсивность стрельбы.
Аналогами предлагаемого изобретения может быть ручной пулемет Льюиса и пулемет «Печенег».
В пулемете Льюиса (7,7 мм ручной пулемет Льюиса, обр. 1915 г., Великобритания) для интенсивного охлаждения ствола на ствол напрессован алюминиевый радиатор с продольными ребрами, который заключен в кожух, и при стрельбе пороховые газы, выходящие из надульника, производят тягу воздуха вперед, что усиливает охлаждение [Бабак Ф.К. Пулеметы / Ф.К.Бабак. - М.: ACT; СПб.: Полигон, 2006. - с.20].
В пулемете «Печенег», которому присвоен индекс ГРАУ 6П41 основной особенностью является наружное оребрение и заключение в металлический кожух ствола [Шунков В.Н. Энциклопедия новейшего стрелкового оружия. / В.Н.Шунков. Под общей редакцией А.Е.Тараса. - М.:АСТ, Мн.: Харвест, 2006. - 560 с.: ил. (Библиотека военной истории), с.401]. При стрельбе пороховые газы, с большой скоростью выходящие из дула ствола, создают в передней части кожуха эффект эжекционного насоса, протягивая холодный воздух вдоль ствола. Воздух поступает из атмосферы через окна в кожухе, выполненные под рукояткой для переноски [Шунков В.Н. Энциклопедия новейшего стрелкового оружия. / В.Н.Шунков. Под общей редакцией А.Е.Тараса. - М.: АСТ, Мн.: Харвест, 2006. - 560 с.: ил. (Библиотека военной истории), с.402]. Таким образом, удалось достичь высокой практической скорострельности. При ведении длительного боя пулемет может выстреливать до 1000 патронов в час без ухудшения боевых характеристик.
По мнению специалистов, реальным решением проблемы охлаждения стволов является замена стволов. Пример, SACO, модель М 60ЕЗ (США). Однако в наступательной операции это не всегда возможно. Недостатком охлаждения всех существующих моделей является то, что охлаждение производится наружной поверхности ствола, в то время как наиболее интенсивный разогрев металла происходит внутри ствола.
Прототипом предлагаемого изобретения является система охлаждения в пистолете-пулемете «Спектр» М 4 итальянской фирмы «SITES» [Мураховский В.И., Федосеев С.Л. Оружие пехоты.- М.: Арсенал-Пресс, 1997. - с.137], затвор которого при своих возвратно-поступательных перемещениях принудительно направляет поток воздуха через канал ствола, вдоль ствола, предотвращая таким образом перегрев ствола даже при интенсивной стрельбе, позволяет сделать непрерывно 1000 выстрелов. Благодаря этому вероятность самовоспламенения патрона в патроннике резко снижается. Снаружи ствол защищен перфорированным стальным кожухом. Нарезы ствола имеют «синусоидальную» форму, это снижает силу трения пули внутри канала ствола.
И, тем не менее, в длительном интенсивном бою все эти меры охлаждения стволов недостаточны или неудобны из-за необходимости замены перегретого ствола другим.
Техническим результатом при использовании предлагаемого изобретения является возможность эффективного охлаждения оружейных стволов в автоматах, пулеметах, крупнокалиберных пулеметах, автоматических пушках.
Технический результат достигается тем, что установлен поршневой компрессор, одноходовой или двухходовой, шатун которого одним концом подвижно соединен с затвором или затворной рамой, а другим концом с поршнем при помощи пальца, а ресивер соединен впускным клапаном с цилиндром компрессора, воздухопровод которого направлен в патронник канала ствола.
На чертеже изображен компрессор, который состоит из цилиндра 1, поршня с кольцами 2, пальца 3, шатуна 4, впускного 5 и выпускного 6 клапанов на цилиндре, ресивера 7, двух дренажных клапанов 8 (один в нижней части цилиндра, другой в нижней части ресивера) и воздухопровода 9. В прикладе имеется вырез для приточного воздуха. В вырезе размещены фильтры грубой и тонкой очистки воздуха.
Компрессор для подачи воздуха в патронник и продувки холодным воздухом канала ствола с целью его охлаждения работает следующим образом.
Во время движения затвора в заднее крайнее положение, что происходит во время стрельбы одиночными выстрелами или очередями, шатун 4, соединенный подвижно с задней частью затвора, будет совершать возвратно-поступательное движение, что приведет в движение поршень 2, соединенный с шатуном пальцем 3.
Поршень 2 находится в цилиндре 1 и при откате затвора назад, при выстреле, будет перемещаться назад в сторону затыльника приклада, поскольку соединен с затвором шатуном 4.
При этом воздух, находящийся внутри цилиндра 1, будет сжиматься и через выпускной клапан 6 будет перекачиваться в ресивер 7, где будет повышаться давление воздуха, которое по воздухопроводу 9 будет направлено в патронник и воздух станет продувать канал ствола, осуществляя охлаждение внутренней поверхности ствола, в которой температура нагрева максимальна, поскольку при сгорании пороха она поднимается до 3000°C и поэтому охлаждение будет максимально эффективно.
Важно, чтобы объем воздуха, протекающий через канал ствола, многократно превышал объем воздуха в стволе, то есть смена воздуха должна происходить многократно.
Установленный ресивер 7 позволяет осуществлять продувку канала ствола не только во время отката затвора назад, но и при движении затвора вперед осуществляется продувка канала ствола, так как в ресивере будет оставаться избыточное давление воздуха.
При движении затвора вперед, когда происходит досылание патрона в патронник, шатун 4 с поршнем 2 также двигаются вперед. В результате в цилиндре 1 будет происходить понижение давления и открываться впускной клапан 5, и очищенный фильтром воздух будет заполнять цилиндр 1.
Объем ресивера 7 в три раза меньше объема цилиндра 1, поэтому за один ход поршня давление в ресивере 7 будет подниматься до 3 МПа. Воздух в ресивере 7 с момента повышения давления по воздухопроводу 9 будет направлен в патронник, а затем в канал ствола для его охлаждения.
Диаметр воздухопровода подбирается так, чтобы воздух при движении в воздухопроводе 9 приобрел значительную скорость и давление воздуха в ресивере не превышало 3 МПа. Таким образом, продувка канала ствола будет происходить не только за счет статического воздуха, но и за счет динамического движения воздуха, что значительно улучшает продувку канала ствола и увеличивает отвод тепла.
При стрельбе очередями устройство охлаждения обеспечивает постоянную продувку ствола с момента извлечения гильзы из патронника и досылания нового патрона в патронник, пока патрон не закроет прохождение воздуха в канал ствола. После этого момента воздух, выходящий из ресивера 7, по воздухопроводу 9 будет стравливаться в направлении донышка патрона, вытесняя пороховые газы и продукты сгорания пороха из ствольной коробки, и тем самым производить охлаждение затвора в ствольной коробке и других деталей внутри оружия.
Два выпускных клапана 8, один из которых установлен в нижней части цилиндра 1 компрессора и другой - в нижней части ресивера 7, необходимы для дренажа воды, если оружие было затоплено водой. При нажатии на указанные клапаны 8 происходит их открытие и вода сливается.
Материалом, из которого можно изготовлять поршень 2, цилиндр 1 и ресивер 7, может быть и пластик, что не увеличит вес оружия.
Охлаждение стволов путем продувки воздуха внутри канала ствола возможно и на оружии со складным прикладом. Для этого затвор оружия и шатун компрессора должны иметь быстросъемные соединения, шатун после разъединения с затвором отводится в заднее положение и фиксируется.
Стрельба возможна из оружия и без принудительного охлаждения, как из обыкновенного оружия, и можно включать охлаждение при необходимости.
На крупнокалиберных пулеметах и автоматических пушках поршневой компрессор может устанавливаться вдоль оси канала ствола, а шатун компрессора соединяется с ручкой для передергивания затвора.