ГИЛЬЗА ДЛЯ ОГНЕСТРЕЛЬНОГО ОРУЖИЯ (варианты )
CASE FOR FIREARMS (VERSIONS)

Область техники к которой относится изобретение.
Изобретение относится к боеприпасам, в частности к патронам стрелкового оружия в сфере военной техники: к пистолетам, винтовкам, автоматам, пулеметам и определенного вида пушкам, к охотничьему и спортивному оружию.
Уровень техники
Известные конструкции гильз имеют форму цилиндра закрытого донцем в которое вставляется капсюль-воспламенитель.
Для того чтобы при одинаковой массе порохового заряда получить большую скорость боевого заряда (пули, снаряда, дроби, картечи), предлагается изменить форму камеры сгорания гильзы. Кроме того, известные конструкции патронов при стрельбе существенно нагревают гильзу, через которую производится нагрев ствола и остальной материальной части стрелкового оружия. Иногда она нагревается до такой степени, что возникает необходимость охлаждения дополнительными техническими средствами.
Источники информации: Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2460034, 2458315, 2309369, 2286530, 2246684, 2221212, 2197703, 2040770, 2184338, 2101662: «Основы стрелкового оружия» Полигон, С-Петербург, 2003 г. «Проектирование ракетных и ствольных систем» Б.В. Орлов, Машиностроение, 1974 г.: «Основания проектирования автоматического оружия» А.А. Благонравов, М, 1940 г.: «Основания устройства и проектирования стрелкового оружия», Пенза, 1963 г.: журнал «Оружие и охота» №6 - 2004 г., №1 - 2005 г., №7 - 2007 г. гильза ГОРДОН (GORDON) сайт производителя www.baschieri-pellagri.com.
За прототипы приняты конструкции гильз системы ГОРДОН (GORDON) и гильза по описанию изобретения к патенту №2458315 Российской Федрации.
Раскрытие изобретения
Целью создания настоящего изобретения является увеличение начальной скорости боевого заряда и снижение тепловой нагрузки на ствол стрелкового оружия. Для этого камере сгорания порохового заряда придают форму сопла Лаваля, то есть в виде двух усеченных конусов, сопряженных друг с другом узкими концами.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в известных патронах, гильза имеет форму цилиндра и при стрельбе скорость боевого заряда зависит, при одинаковом весе боевого заряда, от мощности пороха и его количества в гильзе патрона.
Предлагается встроить в гильзу сопло Лаваля, выполненное в виде двух сопряженных узкими концами усеченных конусов.
Гильза для огнестрельного оружия работает следующим образом. При активировании порохового заряда с помощью капсюля-воспламенителя (1) (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3) образуются пороховые газы. При истечении пороховых газов (Фиг.6) из полости (9) в полость (11) происходит ускорение истечения пороховых газов, где:
Т - абсолютная температура газа;
Шкала температур Кельвина - это шкала, в которой начало отсчета ведется от абсолютного нуля; абсолютный ноль определен как 0 К, что равно -273.15°С;
Р - давление газа;
V - скорость газа;
М - число Маха.
По мере движения пороховых газов по соплу его абсолютная температура Т и давление Р снижаются, а скорость V возрастает.
На сужающемся, докритическом, участке сопла (9) движение пороховых газов происходит с дозвуковыми скоростями. В самом узком, критическом, сечении сопла (10),скорость пороховых газов достигает звуковой. На расширяющемся, закритическом, участке (11) газовый поток движется со сверхзвуковыми скоростями и при этом газовый поток все время ускоряются.
Это ускорение происходит благодаря тому, что сопло Лаваля позволяет сформировать сжатый газовый поток с высокой скоростью истечения продукта сгорания, что способствует увеличению скорости заряда.
В этих условиях выполняется закон Бернулли, для стабильно текущего потока газа сумма давления, кинетической энергии на единицу объема и потенциальной энергии на единицу объема является постоянной в любой точке потока. Как следствие этого, происходит полезная работа по перемещению боевого заряда.
Перемещаясь по соплу, газ расширяется, его температура и давление падают, а скорость возрастает (согласно закону Бернулли давление и температура должны упасть, а скорость возрасти, то есть потенциальная энергия давления и внутренняя тепловая энергия газа переходят в кинетическую энергию газового потока). Внутренняя энергия газа преобразуется в кинетическую энергию его направленного движения. КПД такого преобразования может превышать 70%. Одним из свойств, способствующих этому фактору, является то, что пороховые газы проходят через сопло очень быстро и не успевают отдать заметное количество своей тепловой энергии через теплоотдачу стенкам сопла.
Таким образом, при использовании сопла Лаваля, в гильзе патрона формируется газовый поток пороховых газов с высокой скоростью истечения продуктов сгорания, что способствует увеличению скорости заряда. А это увеличивает дальность полета заряда, точность и убойную силу.
Кроме того, существенно снижается абсолютная температура (Т) газа (Фиг.6), что создает низкотемпературный, комфортный режим работы для ствола стрелкового оружия.
Предлагается два варианта решения данного предложения при использовании гильзы из пластмассы и при использовании металлической гильзы.
1. Гильза из пластмассы (Фиг.1 и Фиг.2). При изготовлении гильзы из пластмассы донце гильзы (3) и корпус гильзы (12) изготавливают из термопластичной пластмассы путем литья под давлением в литьевых машинах. Металлические детали гильзы заданной формы получают путем холодной формовки и вытяжки труб из металла на прессах различной конструкции или роторных линиях. В пресс-форме задается форма корпуса гильзы (12) и донца (3) как снаружи, так и внутри. Пресс-форма изготовлена таким образом, что при отливке корпуса гильзы (12) внутри нее формируется сопло Лаваля, выполненное в виде двух сопряженных узкими концами усеченных конусов, состоящее из трех переходов (9, 10, 11). При отливке корпуса в нем сразу формируются кольцевые выступы (6) и кольцевой уступ (8). Отдельно отливается донце гильзы (3). Донце гильзы имеет сложную форму и должно надежно крепиться в корпусе гильзы (12) для восприятия давления пороховых газов. Оно должно формировать оптимальную форму камеры сгорания (13), чтобы пороховой заряд сгорал полностью в камере сгорания (13), а не в стволе огнестрельного оружия. Для этого донцу (3), со стороны камеры сгорания, придана сферическая форма (7). Также донце (3) должно надежно крепиться в корпусе гильзы. Для этого в донце гильзы (3) при его отливке формируются кольцевые выемки (5). Соединяются корпус гильзы (12) с донцем гильзы (3) с помощью кольцевых выступов (6) и кольцевых выемок (5), что позволяют надежно соединить детали (12) и (3) гильзы. При сборке деталей (3) и (12) донце гильзы (3) упирается в уступ (8) корпуса гильзы (12). Такая конструкция деталей гильзы позволяет легко автоматизировать процесс сборки гильзы. Донце гильзы (3) вставляется в корпус гильзы (12) «до упора». Перед сборкой корпус гильзы (12), со стороны кольцевых выступов, предварительно подогревается и за счет пластичности пластмассы эта часть корпуса гильзы (12) расширяется и позволяет защелкнуть между собой кольцевые выступы (6) корпуса гильзы (12) и кольцевые выемки (5) донца гильзы (3).
Также донце (3) предназначено для надежного удержания капсюля воспламенителя (1) в гильзе. Для этого предлагается два варианта формы донца гильзы (3).
На Фиг.1 и Фиг.4 показан первый вариант крепления капсюля-воспламенителя (1).
На Фиг.2 и Фиг.5 показан второй вариант крепления капсюля-воспламенителя (1).
Обойма капсюля-воспламенителя (2) предварительно изготавливается из металла. Отливка донца гильзы (3) в пресс-форме ведется совместно с заливкой обоймы капсюля-воспламенителя (2) в донце гильзы (3).
В первом варианте обойма капсюля-воспламенителя (2) повторяет наружную форму гильзочки (16) капсюля-воспламенителя (1) и полностью охватывает гильзочку (16) и шляпку (17) капсюля-воспламенителя. Для надежного удержания обоймы (2) капсюля-воспламенителя (1) в донце гильзы (3) обойма (2) имеет наружный (14) и внутренний (15) заплечики.
Во втором варианте обойма капсюля-воспламенителя (2) охватывает только гильзочку (16) капсюля-воспламенителя.
Встраиваемая металлическая обойма (2) в донце гильзы (3) позволяет использовать гильзу многократно.
После сборки пластмассовых деталей (3) и (12) производят обжатие их металлической обоймой (4). Такая конструкция гильзы (18) обеспечивает ее прочность и невозможность прорыва пороховых газов из камеры сгорания по соединительным стыкам деталей гильзы, а пластичность пластмассы обеспечивает полную обтюрацию гильзы к патроннику, что также не дает возможности прорыва пороховых газов через патронник.
2. Металлическая гильза (Фиг.3), отформована совестно с донцем (19) и стенками гильзы (23). В донце (19) запрессован капсюль-воспламенитель (1). При использовании металлической гильзы (Фиг.3) внутри нее размещается вставка (20), внутренняя форма которой выполнена в виде формы сопла Лаваля, в виде двух сопряженных узкими концами усеченных конусов. На внешней поверхности вставки (20) имеются кольцевые углубления (22). При изготовлении гильзы, в нее предварительно вставляется вставка (20) и путем развальцовки стенки (23) металлической гильзы в ней образовывают впадинки (21), которые входят в кольцевые углубления (22) вставки (20) и удерживают вставку (20) в гильзе (24) во время транспортировки и выстрела. Вставка (20) изготавливается из термопластичной или термореактивной пластмассы или металла. Такая конструкция металлической гильзы позволяет использовать гильзу для многократного оборота при стрельбе из огнестрельного оружия. Это значительно сокращает стоимость выстрела.
Заявленные конструкции гильз в области стрелкового оружия является новыми, ранее неизвестными, что говорит об их соответствии критерию патентоспособности новизна.
Описание чертежей
На Фиг.1, Фиг.2, Фиг.4, Фиг.5 изображены два варианта гильз из пластмассы. На Фиг.3 изображена металлическая гильза.
Гильзы состоят из:
1. Капсюль - воспламенитель
2. Обойма капсюля-воспламенителя
3. Донце гильзы
4. Обойма
5. Кольцевая выемка
6. Кольцевой выступ
7. Сферическая форма донца
8. Кольцевой уступ
9. Докритический участок сопла
10. Критическое сечение сопла
11. 3акритический участок сопла
12. Корпус гильзы
13. Камера сгорания
14. Наружные заплечики обоймы
15. Внутренние заплечики обоймы
16. Гильзочка капсюля-воспламенителя
17. Шляпка капсюля-воспламенителя
18. Гильза
19. Донце гильзы
20. Вставка
21. Кольцевая впадинка
22. Кольцевое углубление
23. Стенка гильзы
24. Гильза
Осуществление изобретения
При изготовлении гильз применяются традиционные технологии обработки металла путем штамповки, формовки и вытяжки. Пластмассовые детали получают путем литья в пресс-формы, что также широко используется в промышленности. Заявленная конструкция может быть воспроизведена на промышленном предприятии, что говорит о ее соответствии критерию промышленной применимости.