ПУЛЯ "БАБОЧКА ПОДКАЛИБЕРНАЯ" И ПАТРОН ДЛЯ ГЛАДКОСТВОЛЬНОГО ОРУЖИЯ
"SUBCALIBER BUTTERFLY" BULLET AND CARTRIDGE FOR SMOOTHBORE WEAPON

Изобретение относится к охотничьим боеприпасам, а именно к пулевым патронам с подкалиберной пулей, предназначенным для использования в охотничьих ружьях с любым дульным сужением ствола.
Известны боеприпасы для гладкоствольного оружия с подкалиберными монолитными пулями стрелочного типа стабилизации, такие как патроны с пулями Мак-Элвина и Кировчанка, содержащими массивную головную часть и жестко связанную с ней облегченную стабилизирующую юбку (Трофимов В.Н., Трофимов А.В. «Современные охотничьи боеприпасы для гладкоствольного оружия. Пули. Пулевые патроны». Справочник. - М.: «Издательский Дом Рученькиных», 2007).
Недостатками указанных боеприпасов являются значительная деформация пули в момент выстрела, а при плохом качестве литья - и потеря пулей осесимметричности аэродинамической формы как неизбежное следствие применения пыжа-поддона толкающего типа, а также значительный, более 20%, бесполезный с точки зрения доносимой пулей до объекта поражения энергии, вес отделяющихся от пули опорно-ведущих элементов/контейнеров и элементов пыжа-поддона толкающего типа.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является патрон для гладкоствольного ружья с подкалиберной пулей «Стрела», пуля которого состоит из двух частей: корпуса конусообразной формы и стреловидного оперения, расположенного на хвостовой части корпуса (SU, 1008613).
Пуля в упомянутом боеприпасе вкладывается в массивный контейнер-поддон толкающего типа, охватывающий пулю как с боковых сторон, так и со стороны оперенного торца. При этом поверхность контакта - вершина конуса, торцевые поверхности шести лопастей оперения и дно контейнера - является поверхностью, воспринимающей всю ударную нагрузку всплеска давления пороховых газов, возникающую в момент объемного воспламенения порохового заряда. Что при такой малой площади опорной поверхности с неизбежностью приводит к непредсказуемой - "вразнобой" - деформации лопастей оперения, неоднообразному продавливанию дна контейнера, а также к деформации пули и к потере пулей осевой симметрии своей аэродинамической формы.
Названные конструктивные недостатки упомянутого боеприпаса: непредсказуемость деформации формы пули, ее низкая устойчивость на траектории и относительно большая масса "паразитных" элементов контейнера-поддона толкающего типа, являются причиной неудовлетворительной кучности и точности боя и низкой кинетической энергии пули у цели.
Задачей создания настоящего изобретения является повышение кучности и точности боя патрона, а также увеличение кинетической энергии пули у цели и повышение дальнобойности боеприпаса за счет снижения деформации первоначальной формы пули и устранения возмущений траектории пули в момент вылета ее из ствола за счет использования опорно-обтюрирующей системы тянущего типа с исключением толкающих пулю сзади элементов пыжа-поддона, и снижения паразитных масс опорно-обтюрирующей системы, а также за счет снижения аэродинамических потерь пули за счет улучшения стабилизации и устойчивости пули на траектории.
Поставленная задача решена созданием пули «Бабочка подкалиберная» стрелочного типа стабилизации, содержащей головную часть и хвостовую часть, отличающейся тем, что:
- пуля выполнена монолитной в виде подкалиберного оперенного тела вращения ступенчато-веретенообразной формы;
- головная часть пули образована последовательным сопряжением полусферического притупленного головного обтекателя и цилиндрического тела пули, имеющего торцевой упор;
- хвостовая часть пули содержит стабилизатор, имеющий центральный стержень с обратным конусом, примыкающим ступенчато к указанному торцевому упору, и, по меньшей мере, три лопасти оперения, размещенные в периферийных областях обратного конуса и центрального стержня и установленные под углом 0-10° к продольной оси пули,
и при этом:
- диаметр цилиндрического тела головной части пули составляет 0,7-0,9 диаметра дульного сужения ствола;
- длина пули составляет 1,9-2,5 диаметра цилиндрического тела пули;
- указанный торцевой упор пули расположен вблизи центра тяжести пули;
- размах оперения стабилизатора составляет 1,00-1,003 диаметра канала ствола;
- протяженность оперения стабилизатора по периферийной поверхности лопастей оперения составляет не менее диаметра канала ствола;
- диаметр центрального стержня стабилизатора пули составляет 0,3 диаметра канала ствола;
- центрирующая система пули образована указанными периферийными цилиндрическими поверхностями указанных лопастей стабилизатора хвостовой части пули;
- стабилизирующая система пули образована сочетанием указанных лопастей стабилизатора, выполненных надкалиберными по отношению к диаметру головной части пули.
Поставленная задача была также решена созданием патрона для гладкоствольного оружия, содержащего размещенные в гильзе средство воспламенения, пороховой заряд и метательный снаряд, снабженный опорно-обтюрирующей системой тянущего типа и пулей подкалиберной стрелочного типа стабилизации, отличающегося тем, что:
- в качестве снаряда содержит комплект, включающий тянущий поддон и пулю «Бабочка подкалиберная» стрелочного типа стабилизации,
- при этом:
- пуля «Бабочка подкалиберная» выполнена монолитной в виде подкалиберного оперенного тела вращения ступенчато-веретенообразной формы и содержит:
- головную часть пули, образованную последовательным сопряжением полусферического притупленного головного обтекателя и цилиндрического тела пули, имеющего торцевой упор;
- хвостовую часть пули, содержащую стабилизатор, имеющий центральный стержень с обратным конусом, примыкающим ступенчато к указанному торцевому упору, и, по меньшей мере, три лопасти оперения, размещенные в периферийных областях обратного конуса и центрального стержня и установленные под углом 0-10° к продольной оси пули;
- диаметр цилиндрического тела головной части пули составляет 0,7-0,9 диаметра дульного сужения ствола;
- длина пули составляет 1,9-2,5 диаметра цилиндрического тела пули;
- указанный торцевой упор пули расположен вблизи центра тяжести пули;
- размах оперения стабилизатора составляет 1,00-1,003 диаметра канала ствола;
- протяженность оперения стабилизатора по периферийной поверхности лопастей оперения составляет не менее диаметра канала ствола;
- диаметр центрального стержня стабилизатора пули составляет 0,3 диаметра канала ствола,
и при этом:
- центрирующая система пули образована указанными периферийными цилиндрическими поверхностями указанных лопастей стабилизатора хвостовой части пули;
- стабилизирующая система пули образована сочетанием указанных лопастей стабилизатора, выполненных надкалиберными по отношению к диаметру головной части пули;
- опорно-обтюрирующая система метательного снаряда выполнена тянущей и образована сочетанием торцевого упора пули, периферийных областей лопастей оперения стабилизатора и поддона тянущего типа, состоящего из секторных элементов в количестве от двух до числа лопастей оперения стабилизатора, охватывающих только цилиндрический участок головной части и конический участок стержня стабилизатора хвостовой части пули;
- разъемные секторные элементы тянущего поддона опорно-обтюрирующей системы снаряда выполнены из полимерных материалов и по наружной своей цилиндрической поверхности снабжены направляющим поясом с продольными канавками и гладкими центрирующим и обтюрирующим поясами, отделенными друг от друга кольцевыми компенсационными канавками глубиной не менее половины величины максимального дульного сужения ствола, при этом внутренней своей стороной эти разъемные секторные элементы полностью повторяют обводы наружной поверхности пули от основания полусферического головного обтекателя до места сопряжения обратного конуса хвостовой части с цилиндрической частью центрального стержня стабилизатора, охватывая при этом плоскостями разъемов одну треть длины лопастей стабилизатора, при этом наружный диаметр собранных вместе в тянущий поддон секторных элементов равен величине диаметра канала ствола, а протяженность тянущего поддона превышает величину диаметра канала ствола;
- в патроне пуля размещена внутри полуподдонов, метательный снаряд размещен в гильзе путем погружения стабилизатора хвостовой части пули непосредственно в пороховой заряд с поджатием пороха с помощью поддона.
Сочетание конструктивных решений по выполнению тела пули в виде подкалиберного монолитного оперенного веретенообразного тела вращения с удлинением пули более 2, с выполнением головной части тела пули в виде цилиндра сечением не более 0,9 от величины диаметра дульного сужения ствола с полусферическим притупленным обтекателем тела головной части того же или несколько меньшего диаметра, с размещением торцевого упора пули в области центра тяжести, с уменьшением вдвое инерционной массы, воздействующей на опорно-обтюрирующую систему снаряда, и приближением опорно-обтюрирующей системы снаряда к тянущему типу, с размахом рабочих поверхностей лопастей оперения стабилизатора в радиальном направлении, равном 70% диаметра канала ствола и протяженностью в осевом направлении - более 100% диаметра канала ствола, с установкой лопастей стабилизатора под небольшим углом к продольной оси пули, а также исключение из опорно-обтюрирующей системы элементов толкающих пулю сзади, в конечном итоге приводит к уменьшению деформации тела пули при выстреле, снижению траекторных возмущений при прохождении пулей среза дульного сужения канала ствола, снижению аэродинамических потерь, улучшению стабилизации/устойчивости пули на траектории, а также к увеличению кучности и точности боя охотничьего патрона при высокой кинетической энергии пули у цели, тем самым - к увеличению "дальнобойности" боеприпаса при высоком останавливающем эффекте пули, изготовленной из свинцового сплава.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 - патрон для гладкоствольного оружия согласно изобретению, снаряженный пулей «Бабочка подкалиберная» согласно изобретению:
А - продольный разрез патрона со стороны порохового заряда,
Б - вид патрона со стороны снаряда при условно удаленной стенке гильзы, совмещенный с разрезом по секторному элементу тянущего поддона;
Фиг.2 - пуля «Бабочка подкалиберная» согласно изобретению.
Как показано на Фиг.1, снаряженный патрон содержит гильзу 1, средство 2 воспламенения, пороховой заряд 3 и метательный снаряд 4, состоящий из пули 5 «Бабочка подкалиберная», тянущего поддона 6, образуемого секторными элементами 7 количеством от двух до числа лопастей оперения стабилизатора и цилиндрическими закладными эластичными элементами 8 уплотнения плоскостей разъема секторных элементов 7 тянущего поддона 6.
Закладные эластичные элементы 8 изготавливаются из эластомеров, а разъемные секторные элементы 7 тянущего поддона 6 опорно-обтюрирующей системы снаряда выполнены из полимерных материалов, например из полиэтилена, капролона, полиэтилентерефталата или из композиций на их основе, и по наружной своей цилиндрической поверхности снабжены: направляющим поясом 9 с продольными канавками 10, гладкими центрирующим 11 и обтюрирующим 12 поясами, отделенными друг от друга кольцевыми компенсационными канавками 13 глубиной не менее половины величины максимального дульного сужения ствола. При этом внутренней своей стороной эти секторные элементы 7 тянущего поддона 6 полностью повторяют обводы наружной поверхности пули: головной части 14 пули 5 от основания полусферического обтекателя 15 и хвостовой части 18 до места сопряжения обратного конуса 19 хвостовой части 18 пули с цилиндрической частью центрального стержня 20, охватывая при этом плоскостями разъемов одну треть длины лопастей 22 стабилизатора, при этом наружный диаметр собранных вместе в тянущий поддон 6 секторных элементов 7 составляет 1,00-1,003 величины диаметра канала ствола, а протяженность секторных элементов 7 тянущего поддона 6 несколько превышает величину диаметра канала ствола.
Как показано на Фиг.2, пуля 5 «Бабочка подкалиберная» содержит:
- головную часть 14, образованную головным полусферическим обтекателем 15, цилиндрическим телом 16 головной части 14 и торцевым упором 17;
- хвостовую часть 18, включающую стабилизатор, образованный обратным конусом 19, центральным стержнем 20 с конусным хвостовым обтекателем 21 и лопастями оперения 22 стабилизатора пули 5. Пуля 5 «Бабочка подкалибернная» может быть выполнена, например, из твердого сплава свинца, олова и сурьмы.
Работают патрон и пуля следующим образом.
В считанные миллисекунды удара бойка ударно-спускового механизма ружья в донышко средства 2 воспламенения происходит воспламенение инициирующего состава средства 2 воспламенения и от него порохового заряда 3 и первоначальный всплеск давления в зарядной камере, что ввиду значительности инерционной массы пули 5 влечет за собой первоначальное обжатие опорно-обтюрирующих секторных элементов 7 тянущего поддона 6, с замедлением темпа нарастания давления и ускорений снаряда 4, а также медленную начальную подвижку снаряда 4 (пули 5) с вскрытием заделки дульца гильзы 1. С момента подвижки снаряда 4 (пули 5) дальнейшее увеличение заснарядного объема происходит за счет перемещения снаряда 4 к дульному срезу. В предлагаемом техническом решении инерционная масса головной части 14, воздействующая на опорно-обтюрирующую систему снаряда 4, уменьшена на величину массы хвостовой стабилизирующей части 18 пули, что сводит к минимуму деформацию головной части 14 пули.
Ускорение хвостовой части 18 пули 5 осуществляется давлением пороховых газов заснарядного пространства, действующих непосредственно на хвостовую часть 18 пули 5 без какой-либо деформации последней, так как все ее элементы испытывают всестороннее объемное сжатие одним и тем же давлением. Вследствие того, что протяженность центрирующей системы пули и опорно-обтюрирующей системы снаряда превосходит величину диаметра канала ствола, при размахе оперения стабилизатора, равном 1,00-1,003 диаметра канала ствола, прохождение снарядом 4 (пулей 5) конусного перехода патронника: от внутреннего диаметра гильзы к внутреннему диаметру канала ствола, осуществляется без перекосов оси пули 5 относительно оси канала ствола.
Дальнейшее движение снаряда 4 (пули 5) в канале ствола происходит с самоцентрированием снаряда/пули в канале ствола по названным выше причинам. Такое исполнение центрирующей и опорно-обтюрирующей систем снаряда/пули обеспечивает дальнейший соосный вход снаряда/пули в дульное сужение канала ствола и выход пули 5 из дульного сужения в строго соосном с каналом ствола направлением, так как до момента прохождения срезом пули 5 среза дульного сужения ствола пуля 5 жестко центрируется относительно оси канала ствола, а секторные элементы 7 тянущего поддона 6 под действием остаточного давления газов на срезе ствола сносятся с осевого направления ствола струей газов, истекающих из каналов, образованных в момент выхода пули из ствола внутренней поверхностью дульного сужения и боковыми поверхностями центрального стержня и оперения стабилизатора пули, без контактного взаимодействия с пулей.
Такое прохождение пулей дульного среза ствола сводит к минимуму вероятные первоначальные возмущения направления полета пули и положения ее продольной оси относительно линии прицеливания, что улучшает кучность и точность стрельбы.
При движении пули 5 «Бабочка подкалиберная» по траектории установленные под небольшим углом к ее продольной оси надкалиберные по отношению к диаметру головной части 14 хорошо развитые лопасти 22 оперения стабилизатора хвостовой части 18 достаточно быстро сообщают ей небольшую угловую скорость вращения, недостаточную для гироскопической стабилизации пули 5, но вполне приемлемую для компенсации погрешностей аэродинамической формы и осевого дисбаланса массы пули, чем снижают постоянную составляющую бокового увода пули с траектории без значительных потерь дульной энергии, затрачиваемой на раскрутку пули, а также достаточно быстро гасят случайные колебания продольной оси пули относительно центра ее массы, возникающие от воздействия случайных возмущений: асимметрии газового потока на срезе ствола, неоднородностей атмосферы, колебаний положения скачка уплотнения относительно головной части и связанные с этим пульсации давления за скачком уплотнения и донного давления, а также случайных препятствий - травы, мелких веток.
В подкалиберной пуле 5 «Бабочка подкалиберная» согласно изобретению сочетание тяжелой головной части 14 пули с легкой центрирующей стабилизирующей хвостовой частью 18 пули, снабженной длинным, с развитым, расположенным под небольшим углом к продольной оси пули, оперением 22 стабилизатора, образует с головной частью ступенчато-веретенообразное, с более чем двукратным удлинением, монолитное, хорошо обтекаемое, устойчивое на траектории и деформируемое в объекте поражения тело подкалиберной пули 5.
В охотничьем патроне для гладкоствольного ружья с пулей 5 «Бабочка подкалиберная» согласно изобретению посредством опорно-обтюрирующей системы тянущего типа, образуемой комбинацией торцевого упора 17, расположенного в конце цилиндрического тела 16 головной части 14 пули 5, обратного конуса 19 хвостовой части 18 пули и секторных элементов 7 с эластичными элементами 8 тянущего поддона 6, достигнуто снижение темпа нарастания давления, возникающего в момент объемного воспламенения порохового заряда, а также снижение инерционных нагрузок на опорно-обтюрирующую систему снаряда/пули и снижение деформаций, в частности потерь аэродинамической формы пули 5.
Кроме того, достигнуто улучшение условий выхода пули 5 из ствола, в частности, сведены до минимума случайные возмущения от отделяемых элементов тянущего поддона и струи истекающих из ствола газов, достигнуто повышение устойчивости пули на траектории за счет развитого надкалиберного оперения 22 стабилизатора хвостовой части 18 пули, и, в конечном итоге, достигнуты высокие кучность и точность боя при увеличении как дульной энергии пули за счет устранения паразитных элементов толкающих пулю сзади пыжей, так и кинетической энергии пули 5 «Бабочка подкалиберная» у объекта поражения за счет снижения аэродинамических потерь и повышения устойчивости пули на траектории, тем самым уменьшено на 25% круговое вероятное отклонение пули и на 30% повышена дальнобойность охотничьего патрона против прототипа.
При этом изготовление всех компонентов патрона базируется на хорошо известных специалистам патронного производства материалах и технологиях.