Способ очистки поверхностей каналов стволов огнестрельного оружия от нагара и газовый патрон для осуществления способа.
METHOD OF CLEANING FIREARM BARREL CHANNEL SURFACES FROM SOOT AND GAS CARTRIDGE FOR IMPLEMENTATION OF METHOD

Изобретение относится к области военной техники, может быть использовано в процессах очистки от нагара внутренних поверхностей стволов огнестрельного оружия, в том числе орудийных стволов, пистолетных и ружейных стволов, а также стволов автоматического оружия.
Известно устройство боеприпаса, содержащий стандартную бронзовую гильзу, в дне которой имеется гнездо для капсюля - воспламенителя и центральное затравочное отверстие (Заявка Великобритании №2081427, МПК7 F42B 13/20, 1984 г.). В данном источнике отмечено, что недостатком боеприпасов с известными гильзами является то, что после воспламенения метательного заряда капсюлем горение характеризуется медленно нарастающей скоростью горения и медленным повышением давления в гильзе, при этом по мере нарастания давления в гильзе часть несгоревшего метательного заряда выбрасывается вместе с пулей в канал ствола, где он догорает и образует на стенках ствола нагар.
Известно устройство гильзы патрона, содержащее полый корпус для размещения порохового заряда, дульце для закрепления пули и дно, котором имеются гнездо для капсюля, наковальня и затравочных отверстия (Наставления по стрелковому делу. М.: "Воениздат", 1985 г., с. 156, рис. 41). Недостатком данного устройства гильзы патрона является то, что при воспламенении капсюля пороховой заряд поджигается у дна гильзы, часть порохового заряда со стороны дна сгорает в процессе торцевого горения, выбрасывается из гильзы и далее догорает в канале ствола, образуя на его стенках нагар.
Известны два способа удаления нагара в стволах стрелкового оружия: механический - очистка канала ствола шомполом с латунными или бронзовыми ершами, являющийся трудоемким и приводящий к износу ствола оружия, сокращая срок его службы; и химико-механический - нанесение специальных составов, растворяющих образовавшиеся отложения, с последующей протиркой каналов ветошью или специальными тампонами (Патент РФ №2391447, опубл. от 10.06.2010, Бюл.№16).
Известен способ механической чистки орудийных стволов и устройство для его реализации, содержащее электродвигатель, планетарный редуктор, шток и штангу с стальными сетками и карманами для снятия нагара с внутренней поверхности ствола (Заявка на изобретение РФ №93005758, опубл. от 27.07.1995 г.). В описании изобретения отмечено большая трудоемкость работ ручной очистки орудийных стволов от нагара, поэтому применение устройства с электродвигателем позволяет сократить время чистки в 4 раза и снижает утомляемость при чистке.
Однако использование данного способа и устройства требует применение сложного и дорогостоящего оборудования с использованием электрической энергии и может применяться, в основном, только в стационарных условиях, где есть централизованная электросеть и мощный источник автономного энергоснабжения.
Известен состав для чистки стволов стрелкового оружия, содержащий, мас.%: двухромовокислый калий (хромпик) 0.2-0,5, углекислый аммоний 16,5 и воду остальное (Наставления по стрелковому делу. - М.: Воениздат мин. обороны СССР, 1973. - С. 177-181). Недостатками данного состава является то, что он малоэффективен при очистке стволов от отложений свинца и сплавов меди (бронзы), а также имеет ограниченный срок хранения до 7 суток.
Известен способ химической чистки стволов огнестрельного оружия от нагара, образующего при стрельбе, и средство для его реализации на основе соединений аммиака и аминов (Заявка на изобретение ЕПВ №0075113, опубл. от 30.03.83 г.). Недостаток средства состоит в том, что эффективность его применения резко снижается, когда ствол чистится не регулярно, отчего нагар нередко лежит "старым", прочно сцепленным с поверхностью канала. Кроме того, присутствие в средстве шлифующего абразива, создает предпосылки к возможному появлению там царапин и задиров, а при длительной эксплуатации и к изменению геометрических параметров канала ствола.
Известен способ удаления нагара и покрытий с металлических поверхностей деталей с использованием раствора, имеющего в своем составе вещества содержащие фтор, например, фтористо-водородную кислоту. Для этого обрабатываемые детали помещают в указанный раствор и выдерживают в нем при повышенной температуре (Авторское свидетельство СССР №1784661, опубл. от 30.12.1992 г., Бюл. №48). Основным недостатком данного решения является недостаточное пассивирующее воздействие раствора на основной металл, из которого изготовлена деталь, что приводит к растравливанию поверхностного слоя основного металла, и не позволяет в дальнейшем достичь требуемого качества восстановления покрытий при ремонте.
Известен способ получения и использования фторуглеродного порошка с высоким содержание фтора, при этом отмечено, что фторирование углеродного порошка идет при температуре 350-500°С в течении от 10 минут до 2-х часов, а при нагреве свыше 600°С происходит обратная реакция - реакция быстрого термического разложения фторуглеродного порошка с образованием паров фтора (Патент №2125968, опубл. от 10.02.1999 г.). Данные параметры необходимо учитывать при работе с порошком фторуглерода.
Известен способ очистки металлических поверхностей от нагара, заключающийся в воздействии на очищаемые поверхности химическим реагентом, содержащим фтор (например, фторборат калия), для этого производят совместное нагревание металлических поверхностей и химического реагента до высоких температур с образованием паров реагента в ограниченном пространстве (герметичной камере), выдерживают очищаемые поверхностей в смеси паров химического реагента в течение времени, необходимого для очистки, а затем удаляют нагар за счет механической очистки (продувают очищаемые поверхности газовой струей высокого давления, например, аргона) (Патент РФ №2545282, опубл. от 27.03.2015, Бюл. №9).
Однако, для реализации данного способа необходимо размещение очищаемых деталей в специальном герметическом контейнере и прогрев всего внутреннего пространства контейнера до высокой температуры, что приводит к необходимости большого расхода энергии и требует значительных материальных затрат на демонтаж и монтаж очищаемых деталей, а как следствие, приводит к высокой стоимости очистки металлических поверхностей от нагара. Также к недостаткам относятся низкая концентрация фтора в фторборате калия, что приводит к большому расходу химического реагента и низкой скорости разрыхления нагара на металлических поверхностях.
Известные устройства газовых патронов, содержащих штатную гильзу соответствующего огнестрельного оружия с капсюлем и пороховым зарядом, порошковый наполнитель (мелкодисперсный кристаллический ирритант), пыж, разделяющий ирритант и пороховой заряд и элементы герметизации гильзы либо в виде пластмассовой заглушки, на которую завальцован край гильзы и которая на дне имеет крестообразные надрезы, либо в виде обжатия края (дульца) гильзы "звездочкой" и заливки ее герметизирующим составом, либо в виде заливки дульца гильзы парафином (Оружие самозащиты. Каталог-справочник. - Москва-Кемерово: "Империал", 1992. - с. 79-81). Однако, применяемые заглушки в данных газовых патронах разрушаются при выстреле.
Известно устройство газового патрона, содержащий штатную гильзу соответствующего огнестрельного оружия с капсюлем и пороховым зарядом, порошковый наполнитель (например, мелкодисперсный кристаллический ирритант), пыж, разделяющий порошковый наполнитель и пороховой заряд, пластмассовую заглушку для герметизации гильзы и перфорированный эластичный мешок, надетый на дульце гильзы, при этом порошковый наполнитель размещен в изолированной полости между пыжом и пластмассовой заглушкой, а смеси продукты горения порохового заряда и порошкового наполнителя двигаются в канале ствола внутри перфорированного эластичного мешка (Патент РФ №2111444, опубл. от 20.05.1998). Однако, данное устройство газового патрона исключает возможность контакта смеси продуктов горения порохового заряда и порошкового наполнителя с поверхностью канала ствола.
Известен способ чистки канала ствола артиллерийской системы, основанный на комбинированным использовании химической и механической чистки, состоящий из подачи чистящего раствора под давлением в канал ствола и с одновременным движением чистящего элемента, выполненного в виде набора банников и перемещаемого с помощью набора штанг, связанных с гидравлический малогабаритным приводом, работающего от гидростанция (Патент РФ №2530206, опубл. от 10.10.2014, Бюл. №28).
Недостатками данного изобретения являются: необходимость создания специального участка для размещения установки: оснащение участка промышленной электросетью, гидростанцией для питания гидропривода, насосной установкой для подачи чистящего раствора в зону чистки, емкостью для чистящего раствора и другим сложным оборудованием; для проведения работ артиллерийское орудие необходимо транспортировать к участку с установкой для чистки канала ствола. Более того, данный комбинированный способ чистки канала ствола применим, в основном, для крупных артиллерийских систем и не может быть использован для ручного стрелкового оружия, то есть не является универсальным способом.
Техническим результатом изобретения является создание способа для очистки стволов огнестрельного оружия от нагара, имеющего низкую стоимость, исключающего потребление электрической энергии, применения и монтажа сложного механического оборудования, исключить использование жидких очищающих веществ, обладающих низким сроком хранения и требующих емкостей хранения для чистящего раствора, а также может быть применен в качестве универсального способа для очистки стволов от нагара для огнестрельного оружия различного калибра.
Для достижения данного технического результата в предлагаемом способе очистки поверхностей каналов стволов огнестрельного оружия от нагара, основанным на комбинированным использовании химической и механической чистки, состоящий из подачи чистящего химического реагента под давлением в канал ствола и последующим движением чистящего элемента, выполненного в виде банника, согласно изобретения, в качестве химического реагента применяют порошок фторуглерода, данным порошком снаряжают газовый патрон, калибра соответствующего данному виду огнестрельного оружия, перед чисткой стволов выстреливают данный патрон, обеспечивая разогрев порошка фторуглерода до температуры более 600°С за счет перемешивания с продуктами горения пороха, при этом, разогрев порошка фторуглерода свыше указанной температуры обеспечивает реакцию термического разложения порошка фторуглерода с образованием газообразного фтора, и взброс в канал ствола под давлением смеси газообразного фтора с продуктами горения пороха, осуществляют кратковременный нагрев нагара на поверхности канала ствола до температуры в диапазоне от 250°С до 500°С за счет движения смеси газообразного фтора с продуктами горения пороха вдоль канала ствола, в следствие чего происходит реакция взаимодействия газообразного фтора и нагара с разрыхлением нагара на поверхности канала ствола, затем выстреливают обычный патрон для дробления давлением продуктов горения пороха разрыхленного нагара и выноса части дробленного нагара из ствола, после этого оставшийся нагар из канала ствола огнестрельного оружия удаляют ручным способом с использованием банника или мягкого шомпола.
Вариант 1. Данный способ очистки поверхностей каналов стволов огнестрельного оружия от нагара может быть реализован, когда порошковый наполнитель, в виде порошка фторуглерода, размещают внутри порохового заряда газового патрона в виде герметичной капсулы с горючей разрушающейся оболочкой.
Вариант 2. Данный способ очистки поверхностей каналов стволов огнестрельного оружия от нагара может быть реализован, когда порошковый наполнитель, в виде порошка фторуглерода, смешивают с пороховым зарядом, его масса составляет от 0,01 до 5% массы порохового заряда, а смесь порохового заряда с порошком фторуглерода равномерно размещают во всему объему гильзы газового патрона.
Введение в предлагаемый способ очистки поверхностей каналов стволов огнестрельного оружия от нагара, в качестве химического реагента порошка фторуглерода, которым снаряжают газовый патрон, калибра соответствующего данному виду огнестрельного оружия, выстреливание данного патрона перед чисткой стволов, обеспечение разогрева порошка фторуглерода до температуры более 600°С за счет перемешивания с продуктами горения пороха, что приводит к реакции термического разложения порошка фторуглерода с образованием газообразного фтора, и взброс в канал ствола под давлением смеси газообразного фтора с продуктами горения пороха, разрыхлением нагара на поверхности канала ствола за счет взаимодействия фтора с нагаром при движении смеси газообразного фтора с продуктами горения пороха вдоль канала ствола и кратковременным нагреве нагара на поверхности канала ствола до температуры в диапазоне от 250°С до 500°С, последующее выстреливание обычного патрона для дробления давлением продуктов горения пороха разрыхленного нагара и выносом части дробленного нагара из канала ствола, а также последующая очистка ствола огнестрельного оружия от оставшегося нагара ручным способом с использованием банника или мягкого шомпола позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности снижения стоимости работ по очистки канала стволов от нагара за счет исключения потребление электрической энергии, применения и монтажа сложного механического оборудования, использования жидких очищающих веществ, обладающих низким сроком хранения и требующих емкостей хранения для чистящего раствора, а также создания универсального способа для очистки стволов от нагара для огнестрельного оружия различного калибра.
Предлагаемый способ очистки поверхностей каналов стволов огнестрельного оружия от нагара может быть осуществлен в описываемом ниже устройстве.
Устройство газового патрона для осуществления данного способа очистки поверхностей каналов стволов огнестрельного оружия от нагара, содержащий штатную гильзу соответствующего огнестрельного оружия с капсюлем и пороховым зарядом, порошковый наполнитель, размещенный в изолированной полости, а также заглушку, расположенной в дульце гильзы, снабжено в качестве порошкового наполнителя порошком фторуглерода, изолированная полость выполнена в виде герметичной капсулы с горючей разрушающейся оболочкой, капсула расположена внутри порохового заряда, а заглушка выполнена в виде пыжа из твердого материала, неразрушающегося при выстреле.
На фиг. 1 изображено устройство газового патрона для осуществления данного способа очистки поверхностей каналов стволов огнестрельного оружия от нагара.
Газовый патрон содержит гильзу 1 с капсюлем 2 и пороховым зарядом 3, герметичную капсулы с порошком фторуглерода 4 и горючей разрушающейся оболочкой 5, выполненной, например, из горючей бумаги. Капсула с порошком фторуглерода 4 расположена внутри порохового заряда 3. В дульце 6 гильзы 1 расположена заглушка, выполнена в виде пыжа 7 из твердого материала, неразрушающегося при выстреле, например, армированного пластика.
Предлагаемый способ очистки поверхностей каналов стволов огнестрельного оружия от нагара осуществляют в описанном устройстве следующим образом.
После проведения стрельб огнестрельным оружием, перед чисткой стволов выстреливают указанный в изобретении газовый патрон. При наколе капсюля 2 воспламеняется пороховой заряд 3, вокруг капсулы с порошком фторуглерода 4. Под действием высокой температуры горения порохового заряда 3 происходит разрушение оболочки (горение) 5 и нагрев порошка фторуглерода до температуры более 600°С за счет перемешивания с продуктами горения пороха. Разогрев порошка фторуглерода свыше указанной температуры обеспечивает реакцию термического разложения порошка фторуглерода с образованием газообразного фтора. За счет высокого давления происходит выдавливание пыжа 7 из дульца 6 гильзы 1, что обеспечивает взброс в канал ствола (на рис. не показан) под давлением смеси газообразного фтора с продуктами горения пороха. При движении пыжа 7 и смеси газообразного фтора с продуктами горения пороха вдоль канала ствола осуществляется кратковременный нагрев нагара на поверхности канала ствола до температуры в диапазоне от 250°С до 500°С, вследствие чего происходит реакция взаимодействия фтора с нагаром на поверхности канала ствола и последующим разрыхлением нагара на внутренней поверхности ствола. Неразрушающийся от выстрела материал (например, армированный пластик) пыжа 7 обеспечивает более длительное движение смеси паров фтора с продуктами горения пороха вдоль канала ствола при более высоком давление, что улучшает реакцию между парами фтора и нагаром и обеспечивает качественное разрыхление нагара.
Затем выстреливают обычный патрон для дробления давлением продуктов горения пороха разрыхленного нагара и выноса части дробленного нагара из канала ствола. Оставшийся нагар из канала ствола огнестрельного оружия удаляют ручным способом с использованием банника или мягкого шомпола.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Заявка Великобритании №2081427, МПК7 F42В 13/20, 1984 г.
2. Наставления по стрелковому делу. М.: "Воениздат", 1985 г., с. 156, рис. 41.
3. Патент РФ №2391447, опубл. от 10.06.2010. Бюл. №16.
4. Заявка на изобретение РФ №93005758, опубл. от 27.07.1995 г.
5. Наставления по стрелковому делу. - М.: Воениздат мин. обороны СССР, 1973. - С. 177-181.
6. Заявка на изобретение ЕПВ №0075113, опубл. от 30.03.83 г.
7. Авторское свидетельство СССР №1784661, опубл. от 30.12.1992 г., Бюл. №48.
8. Патент №2125968, опубл. от 10.02.1999 г.
9. Патент №2125968, опубл. от 10.02.1999 г.
10. Патент РФ №2545282, опубл. от 27.03.2015, Бюл. №9.
11. Оружие самозащиты. Каталог-справочник. - Москва-Кемерово: "Империал", 1992. - с. 79-81.
12. Патент РФ №2111444, опубл. от 20.05.1998.
13. Патент РФ №2530206, опубл. от 10.10.2014, Бюл. №28. - прототип.