ФИКСАТОР ГИЛЬЗЫ
CARTRIDGE CASE FIXATOR

Изобретение относится к элементам фиксации, транспортирования и питания боеприпасами автоматического оружия, в частности к конструкции фиксаторов гильз боеприпасов скорострельных систем различного назначения, и может найти широкое применение при производстве фиксаторов гильз к стрелковому оружию и скорострельным системам унитарного заряжания.
В настоящее время ведутся работы по разработкам автоматического скорострельного оружия для различных родов войск, обладающих повышенной скорострельностью, увеличенной дальностью стрельбы, надежностью функционирования в различных климатических условиях, способных решить широкий круг задач по огневому поражению целей противника.
В связи с этим к фиксаторам предъявляются повышенные требования по обеспечению надежного размещения и удержания гильзы в режиме стрельбы из автоматических систем с высокой скорострельностью, прочности, гибкости, упругости, износостойкости и отсутствии задержек при непрерывной стрельбе в объеме боекомплекта.
Фиксаторы гильз применяются для формирования лент, содержащих унитарные боеприпасы к скорострельным автоматическим системам. При этом особенность данного типа фиксаторов состоит в том, что гильза в фиксаторе (звене) удерживается за пояс охвата.
Известен фиксатор гильзы в хлопчатобумажной ленте (см. «Материальная часть стрелкового оружия». Книга 2, М., Оборонгиз НКАП, 1946 г., стр.239) к станковому пулемету Максима. Лента из звеньев подобного типа имеет небольшую массу, хорошую гибкость, достаточную прочность и показала свою надежность при стрельбе из оружия, имеющего скорострельность до 2000 выстрелов в минуту.
Недостатком этого технического решения является изменение физико-механических свойств фиксатора под воздействием влаги из-за гигроскопичности хлопчатобумажного материала ленты и ее невысокой износостойкости, что существенно затрудняет возможность применения такого фиксатора в артиллерийских системах со скорострельностью более 2000 выстрелов в минуту, особенно при стрельбе боеприпасами большей массы, чем для стрелкового оружия. То есть гигроскопичность материала приводит к тому, что усилие, необходимое для извлечения патронов из фиксатора, и геометрические параметры ленты значительно меняются в процессе эксплуатации, что отрицательно сказывается на функционировании механизма подачи патрона, приводит к нарушению темпа стрельбы, перекосам, сбоям в автоматике оружия, возрастает вероятность выхода его из строя.
Задачей данного технического решения являлось создание фиксатора гильзы для стрелкового оружия, работающего при невысоких скоростях подачи патронов, без предъявления требований по функционированию при скорострельности оружия более 2000 выстрелов в минуту.
Общим признаком с предлагаемой авторами конструкцией фиксатора является наличие корпуса.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является фиксатор, содержащий стальной корпус с лапками, окно, зацеп и заднюю и переднюю направляющие (см. Оружие России 2006-2007 гг., Военный парад, г.Москва, стр.495, 242), принятый авторами за прототип.
Как видно из этого технического решения конструкция фиксатора, выполненная из металла, обеспечивает постоянство извлекающего усилия и высокую износостойкость.
К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании фиксатора, принятого авторами за прототип, относится то, что его конструкция не позволяет обеспечить надежную и бесперебойную подачу боекомплекта значительной массы и объема (2000 и более патронов) в автоматических системах с темпом стрельбы 4000 выстрелов в минуту и более, особенно при стрельбе в зимних условиях. Динамические нагрузки на фиксатор при отрицательных температурах приводят к возникновению напряжений, превышающих прочностные характеристики материала, нарушению его целостности и, как следствие, к отказу оружия. А при высокой скорости движения скрепленных между собой фиксаторов в ленты значительной длины (2000-4000 патронов) происходят перекосы и захлестования фиксаторов и ленты.
Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) являлось создание фиксатора, обеспечивающего постоянство извлекающего усилия и высокую износостойкость без обеспечения требования по прочности и надежной подачи боекомплекта значительного объема (2000-4000 патронов) и скорострельности оружия 4000 и более выстрелов в минуту.
Общими признаками с предлагаемым авторами фиксатором является наличие стального корпуса с лапками, окна, зацепа, задней и передней направляющих.
В отличие от прототипа в предлагаемом авторами фиксаторе петля окна на длине не менее ширины окна снабжена отбортовкой с гарантированным зазором, а наружная поверхность отбортовки выполнена радиусной, при этом толщину материала и твердость соответственно выбирают равными 1,2-2,1 мм и 42-52 HRC.
В частных случаях, то есть в конкретных формах исполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:
- ширина зацепа выполнена равной 0,6-0,9 ширины окна;
- зацеп снабжен внутренними опорными поверхностями, сопрягаемыми по радиусу;
- внутренний профиль лапок сопряжен с торцем по радиусной образующей;
- фиксатор снабжен защитным покрытием;
- фиксатор снабжен одним или несколькими ребрами жесткости;
- расстояние между концами лапок составляет не более 0,3 максимального расстояния между лапками;
- усилие проталкивания гильзы через фиксатор выбирают не менее 45 кгс;
- усилие извлечения гильзы из фиксатора в направлении, перпендикулярном оси фиксатора, не менее 35 кгс;
- высота профиля ребер жесткости выполнена не менее 0,7 толщины материала;
- наружная кромка передних лапок выполнена под углом менее 90° к продольной оси фиксатора;
- центр масс смещен назад относительно вертикальной центральной плоскости окно-зацеп;
- центры окружностей, образованные радиусами сопряжения опорных поверхностей зацепа и отбортовки, размещены на горизонтальной центральной плоскости фиксатора.
Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.
Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.
Задачей предлагаемого изобретения является создание фиксатора гильзы, обеспечивающего гарантированную надежность функционирования фиксатора при темпе стрельбы более 4000 выстрелов в минуту, а также снизить его материалоемкость и тем самым увеличить количество боеприпасов в боекомплекте, а также непрерывную подачу боекомплекта большого объема (2000-4000 патронов) к автоматическим скорострельным оружейным системам.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном фиксаторе, содержащем стальной корпус с лапками, окно, зацеп, заднюю и переднюю направляющие, особенность заключается в том, что петля окна на длине не менее ширины окна снабжена отбортовкой с гарантированным зазором, а наружная поверхность отбортовки выполнена радиусной, при этом толщину материала и твердость соответственно выбирают равными 1,2-2,1 мм и 42-52 HRC.
Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними, позволяют, в частности, за счет:
- снабжения петли окна на длине не менее ширины окна отбортовкой с гарантированным зазором обеспечить надежность фиксатора и прочность его конструкции в процессе непрерывной подачи всего боекомплекта оружия, обеспечив тем самым его безотказную работу в целом.
Известно, что при стрельбе фиксатор перемещается совместно с боеприпасом от магазина к механизмам подачи, заряжания и стрельбы оружия, в условиях, связанных с резким торможением, рывками, ударами и т.д. При этом фиксаторы подвергаются воздействию этих динамических знакопеременных нагрузок, что предопределяет предъявление к ним высоких требований по надежности функционирования.
Наличие отбортовки с гарантированным зазором на петле окна на длине не менее ширины окна позволяет повысить надежность фиксатора и прочность его конструкции в процессе непрерывной работы, обеспечить тем самым гарантируемую прочность перемычки и сохранение целостности фиксатора при натяжении ленты. Отсутствии гарантированного зазора как и отбортовки на петле окна на длине не менее ширины окна снижает степень упругих деформаций и, соответственно, резко уменьшает эксплуатационные характеристики фиксатора. Выполнение наружной поверхность отбортовки радиусной исключает возможность деформации гильзы боеприпаса, а также возможность заклинивания петли фиксатора;
- выбор толщины металла 1,2-2,1 мм обеспечит необходимые жесткость и прочность конструкции в сочетании с оптимальными габаритно-массовыми характеристиками фиксатора, что является одним из основных требований, предъявляемых к боекомплекту, особенно авиационного вооружения.
При толщине металла менее 1,2 мм прочность и жесткость фиксатора гильзы при стрельбе из скорострельных систем оружия становятся недостаточными, происходит его пластическая деформация, сопровождаемая нарушением целостности металла, образованием трещин и складок, что приводит к разрушению фиксатора и исключает возможность повторного использования.
При толщине металла более 2,1 мм масса фиксатора значительно увеличивается и, как следствие, возрастают и силы инерции, связанные с торможением и началом движения ленты по механизмам подачи, досылания и производства выстрела, что вызывает усложнение его конструкции, повышение габаритно-массовых характеристик системы и снижение технико-экономических показателей, а также значительно возрастают величины остаточных напряжений, приводящих к уменьшению кратности его использования и надежности;
- выбор твердости материала в пределах 42-52 HRC обеспечит требуемые механические свойства фиксатора.
При твердости менее 42 HRC на поверхности корпуса, захвате и зацепе фиксатора при взаимодействии с соседними фиксаторами в процессе стрельбы образуются вмятины и забоины, приводящие к прекращению стрельбы, поломкам механизмов заряжания и остаточным деформациям, уменьшающие кратность его использования и надежность.
При твердости более 52 HRC, стрельба в условиях низких отрицательных температур, воздействия знакопеременных динамических нагрузок приводит за счет повышенной хрупкости металла к осколочному разрушению фиксатора.
Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах исполнения, позволяют, в частности, за счет:
- выполнения ширины зацепа 0,6-0,9 ширины окна обеспечить надежное взаимное скрепление фиксаторов и требуемую степень подвижности в ленте, тем самым осуществлять подачу боеприпасов к оружию по питателям сложной формы и надежную работу механизма подачи в широком диапазоне углов возвышения, характерным для зенитного оружия. При ширине зацепа менее 0,6 ширины окна резко снижается надежность взаимного скрепления фиксаторов из-за выхода зацепа из окна в момент взаимодействия с питателем оружия, что приводит к разрыву ленты и прекращению стрельбы. При ширине зацепа более 0,9 ширины окна ухудшается подвижность фиксаторов относительно друг друга, что может привести к их заклиниванию в механизме подачи;
- снабжения зацепа внутренними опорными поверхностями, сопрягаемыми по радиусу, исключить возможность заклинивания перемычки окна в зацепе после выстрела и обеспечить требуемые характеристики скручиваемости снаряженной ленты;
- сопряжения внутреннего профиля лапок с торцом по радиусной образующей исключить возможность деформации боеприпаса при снаряжении ленты и облегчить вхождение гильзы в лапки фиксатора;
- снабжения фиксатора защитным покрытием обеспечить защиту от коррелирующих факторов окружающей среды в различных климатических условиях хранения, эксплуатации и боевого применения;
- снабжения фиксатора одним или несколькими ребрами жесткости обеспечить требуемую жесткость конструкции и исключить недопустимые остаточные пластические деформации, обеспечив возможность его повторного использования;
- выполнения расстояния между концами лапок не более 0,3 максимального расстояния между лапками обеспечить надежное удержание гильзы с одной стороны и возможность ее извлечения в направлении, перпендикулярном оси фиксатора, с другой;
- выбора усилия проталкивания гильзы через фиксатор не менее 45 кгс обеспечить надежное крепление гильзы в осевом направлении;
- выбора усилия извлечения гильзы из фиксатора в направлении, перпендикулярном оси фиксатора, не менее 35 кгс обеспечить надежное снятие гильзы на позиции досылания;
- выполнения высоты профиля ребер жесткости не менее 0,7 толщины материала обеспечить требуемую жесткость конструкции при заданных характеристиках упругости и, как следствие, отсутствие остаточных пластических деформаций фиксатора при его прохождении по трактам питания оружия;
- выполнения наружной кромки передних лапок под углом менее 90° к продольной оси фиксатора улучшить условия прохождения фиксатором автоматики оружия;
- смещения центра масс назад относительно вертикальной центральной плоскости окно-зацеп обеспечить заданную баллистическую траекторию движения фиксатора после выстрела;
- размещения центров окружностей, образованных радиусами сопряжения опорных поверхностей зацепа и отбортовки, на горизонтальной центральной плоскости фиксатора исключить возможность защемления ленты в приемном окне автоматики оружия.
Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизны".
Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".
Сущность изобретения заключается в том, что фиксатор гильзы, содержащий стальной корпус с лапками, окно, зацеп, заднюю и переднюю направляющие, в отличие от прототипа, согласно изобретению петля окна на длине не менее ширины окна снабжена отбортовкой с гарантированным зазором, а наружная поверхность отбортовки выполнена радиусной, при этом толщину материала и твердость соответственно выбирают равными 1,2-2,1 мм и 42-52 HRC.
Сущность изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид фиксатора гильзы, на фиг.2, 3 - варианты конкретного исполнения.
Предлагаемый фиксатор гильзы содержит корпус К, передние лапки - 1, задние лапки - 2, зацеп - 3, переднюю направляющую - 4, заднюю направляющую - 5, окно - 6, петлю - 8.
1
В частных случаях ребро жесткости - 7 высотой - И, ширина зацепа - а, ширина окна - В, наружная кромка передней лапки выполнена под углом - α к продольной оси фиксатора, центры окружностей, образованных радиусом отбортовки R и радиусом R сопряжения опорных поверхностей Вп зацепа 3, размещены на горизонтальной центральной плоскости О, центр масс смещен назад относительно вертикальной центральной плоскости Р, внутренний профиль лапок сопряжен с торцом по радиусной образующей r, расстояние между концами лапок - l, максимальное расстояние между лапками - L, петля 8 окна 6 снабжена отбортовкой радиуса R с гарантированным зазором b.
Вышеописанное устройство работает следующим образом.
В фиксаторе толщиной материала и твердости соответственно равными 1,2-2,1 мм и 42-52 HRC, в окно 6, за петлю 8 которого введен зацеп 3 второго фиксатора, размещают гильзу боеприпаса, упруго деформируясь передние 1 и задние 2 лапки корпуса К располагаются на поверхности гильзы, надежно фиксируя боеприпас, затем аналогичным образом устанавливаются последующие фиксаторы и боеприпасы до необходимого комплекта. По передней 4 и задней 5 направляющим фиксатор с боеприпасом размещают в оружии, автоматика которого извлекает боеприпас из фиксатора и досылает его в камору оружия, при этом освобождается петля 8, далее производят выстрел, после которого автоматика оружия выбрасывает фиксатор по заданной траектории.
Выполнение фиксатора в соответствии с изобретением позволяет повысить надежность фиксатора и, соответственно, безотказность оружия при темпе стрельбы более 4000 выстрелов в минуту, а также обеспечить многократность использования фиксатора, кроме того, увеличить количество боеприпасов в комплекте при той же массе боекомплекта, что существенно повышает эффективность поражения цели.
Изобретение может быть использовано при разработке фиксаторов гильз боеприпасов скорострельного автоматического оружия для поражения различных, в том числе высокоскоростных целей.
Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов фиксаторов, выполненных в соответствии с изобретением.
В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены испытания, намечено серийное производство.