CN1452712A - 特别是轻武器用的有害物质少的变形子弹 - Google Patents
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Abstract
在轻武器尤其是警察用的武器中，口径9毫米×19毫米的子弹目前都作为全覆层钝头子弹使用。从安全技术方面考虑，人们试图通过一种防止射穿目标的较安全的弹头来代替这类弹头。从现有技术的变形子弹中得知，在密度为1的目标内尤其是在人体内，这类变形子弹的能量输出是在一个大的范围内变化的。所以本发明建议：子弹(1)包括一个无覆层的弹体(2)；在弹体(1)的逐渐缩小的前部(6)中有一个空腔(5)沿子弹(1)的纵轴(15)的中心线延伸，该空腔由一个圆筒段(16)和至少一个紧接着其的圆锥段(19)组成；一根胀裂撞杆(3)构成弹头；胀裂撞杆(3)包括一个封闭空腔(5)的孔口(4)的头部(7)和一根伸入空腔(5)的轴(8)。
Description
轻武器，特别是警察用的武器中，口径9毫米×19毫米的子弹目前都作为全覆层钝头子弹使用。从安全技术方面考虑，人们试图通过一种防止射穿目标的较安全的弹头来代替这类弹头。从现有技术的变形子弹中得知，在密度为1的目标内尤其是在人体内，这类变形子弹的能量输出是在一个大的范围内变化的。
本发明旨在使弹头的外弹道学和目标弹道学最佳化。
这个目的是通过第一项权利要求所述的特征来实现的。本发明的有利结构可从各项从属权利要求中得知。
本发明的变形子弹包括一个无覆层的金属本体，该金属本体带有一个朝弹头方向逐渐缩小的前部和一个基本上呈圆柱形的后部。在弹头的逐渐缩小的前部中，有一个空腔沿其纵轴方向延伸，该空腔由一个圆筒形的部分和至少一个紧接着其的锥形部分以及一个盲孔组成。该弹头由一个所谓的胀裂撞杆构成，该撞杆封闭该空腔的子弹孔口。该胀裂撞杆包括一个封闭弹头的孔的头部，紧接该弹头的是一根伸入该空腔最窄部分即盲孔中的轴。
用本发明的子弹可实现有利的变形。用其头部封闭子弹空腔孔口的胀裂撞杆在命中目标时压入该空腔中。这时弹体的逐渐缩小部分从该空腔的孔口猛然爆裂。子弹呈蘑菇状变形。只有在作用到弹体上的变形能量不够时，弹体才停止变形。
弹体的变形性能主要受到下列因素的影响：材料的成分及其性能以及该空腔和该胀裂撞杆的几何形状。
下面给出本发明弹体的材料成分：
50％～100％的铜(Cu)，
0％～45％的锌(Zn)，和
0％～4％的铅(Pb)。
通过以紧接着的退火进行的退火处理，抗拉强度Rm从250牛顿/毫米2达到450牛顿/毫米2，屈服点Rp0.2从150牛顿/毫米2达到250牛顿/毫米2。该材料成分以及通过热处理达到的屈服点与抗拉强度的比例实现了在命中目标时子弹的变形，而不是担心产生碎片。这种材料成分以及紧接着的热处理导致了一种最佳的变形性能，这种变形性能防止了在穿入目标时弹体爆裂成碎片。爆裂而不成碎片导致确定的能量释放并由此导致子弹在目标体内的减速。因此，在用这种子弹时，有效地避免了子弹穿过目标体，在极邻近的区域内除外。
弹体的表面进行镀锌。该锌层的厚度大约为1微米和150微米之间，最好大约在2微米和5微米之间。通过镀锌，改善了爆裂过程中的滑移性能并支持了弹体的最佳爆裂。
弹体的变形性能是通过它的最佳构形来决定的，在这里特别是通过该空腔及封闭它的胀裂撞杆的形状来决定的。封闭弹体空腔的孔口的胀裂撞杆由一个头部和一个在空腔内延伸的轴组成。该轴一般为圆柱形并在弹体的盲孔内导向运动。该轴的直径约为2毫米并比盲孔直径稍大，以进行压配合。为了在该轴打入盲孔时盲孔中的空气能够选出，该轴的一侧被削平。胀裂撞杆的头部分为两个半部，其中，面向弹体和封闭该孔口的一个半部呈圆锥形。而从子弹伸出的第二半部即弹头帽的剖面图则呈抛物线形。从而使弹头变得特别流畅。此外，中心对准弹体纵轴的胀裂撞杆的帽具有一个孔。通过该孔使力作用和变形性能特别是在软目标中得到增强。该孔可呈圆柱形、圆锥形、锥形或圆形，该孔的深度大约为0.5毫米至4毫米，最好大约为1毫米至2毫米，而其孔口直径则大约为0.5毫米至4毫米，最好大约2毫米。
弹体头部的孔呈圆筒形，其直径大约在4毫米和6毫米之间，最好大约在5毫米和5.5毫米之间。弹体头部的壁厚由此被减小到这样的程度，使弹体进行最佳的爆裂。
另一个影响弹体最佳爆裂的因素是该空腔的深度，即长度及其形状。该空腔的圆筒段的长度大约为2毫米至7毫米，最好大约为3毫米至5毫米。紧接着其的圆锥形段约为1毫米至2毫米，最好约为1.5毫米。这个圆锥段在其长度上与前面的圆筒段是一致的。圆锥角约为50°和70°之间，最好大约为60°。在该开孔过渡到用于导向胀裂撞杆的轴的盲孔之前，该圆锥段可连接有一个大体上较短的、具有大约两倍多锥角的圆锥段。
圆筒形的孔至少比胀裂撞杆的轴长十分之几毫米并具有大约2毫米至7毫米的长度，最好1毫米至3毫米的长度，且与胀裂撞杆的轴的长度一致。
该胀裂撞杆用无铅材料制成。例如用塑料，如聚乙烯(PE)或例如用金属如锡、锌、铝或铜。用可生物降解的塑料也是有优点的。此外，弹体含铅量少还有助于避免组织的毒性沾污。所以这种子弹可称为有害物质少的子弹。
如果该胀裂撞杆用塑料制成，则其头部封入一种特别好地引起X射线散射的金属粉，例如铁粉或钨粉或硫酸钡(BaSO4)粉。这样，当胀裂撞杆由于某一不幸状况与其余弹心分开时，也可在目标体的组织内重新找到该胀裂撞杆。
此外，通过胀裂撞杆头部的形状可影响反弹子弹的变形性能。胀裂撞杆的头部的圆锥段压入弹体空腔的孔口，该孔口构成如一个坡口。在这个圆锥角与胀裂撞杆的头部的圆锥角相等的圆锥面内，只有十分之几毫米长度形成该孔口。
当子弹命中目标时，胀裂撞杆的头部通过弹体孔口反弹首先压入空腔的圆筒段。然后头部的后圆锥段向外压弹体的薄壁材料，于是这些材料断裂并向后沿弹体的运动方向反向滚动，从而使弹体呈蘑菇状。当弹体的圆锥段撞到空腔的不断缩小的圆锥段时，胀裂撞杆的头部便停止穿入。胀裂撞杆的头部的圆锥段的圆锥角比弹体空腔的圆锥段的圆锥角小几度，所以它完全进入空腔的这个圆锥段中，然后停止在该处。弹体以及胀裂撞杆的几何形状尤其是相对于空心体的几何形状是这样相互匹配的，即在弹体穿入目标时，在弹体爆裂成蘑菇状的过程中不分解成碎片。
在子弹尾部，在子弹的纵轴中心线上有一个圆锥形凹槽。其深度约为0.5毫米至3毫米，最好约1毫米至2毫米。其圆周角大约70°和120°之间，最好大约90°。而其直径则取决于圆锥角和深度。该凹槽可以呈圆锥形尖凹入，但也可为圆形底面，该底面的直径可在0毫米至2毫米之间变化，该直径最好大约为1毫米。该凹槽也与弹体的几何形状匹配。这种几何形状有利于驱动气体的流动性并由此稳定子弹的运动。
下面结合一个实施例来详细说明本发明。这个实施例表示本发明的无覆层变形子弹(1)的明显放大比例的剖面图，该子弹适用于轻武器尤其是警察武器用的9毫米×19毫米口径的子弹。变形子弹(1)包括一个弹体(2)和一个胀裂撞杆(3)，其中该弹体镀有一层未示出的大约2微米的薄锌层，该胀裂撞杆封闭弹体(2)的逐渐缩小的段部(6)内的一个空腔(5)的孔口(4)。
胀裂撞杆(3)包括一个头部(7)和一根轴(8)，该轴的直径比头部(7)小得多。头部(7)包括一个形成子弹(1)的尖的帽(9)和一个封闭空腔(5)的孔口(4)的分成两级的圆锥段(10)。由于空气动力学的原因，帽(9)具有一个抛物线形的剖面轮廊。在本实施例中，头部(7)的第一圆锥段(12)的圆锥角(11)为56°。这个角度与孔口(4)的相当于一个坡口的边缘(13)的角度相等，胀裂撞杆(3)的头部(7)的圆锥段(12)压入该孔口中。紧接着头部(7)的第一圆锥段(12)的是另一个具有大约两倍圆锥角的圆锥段(14)，该圆锥段进入圆柱形的轴(8)中。轴(8)的总长度约为5毫米。
弹体(2)内的空腔(5)对称于弹体(2)的纵轴(15)布置。在本实施例中，空腔(5)的圆筒段(16)的直径(17)为5.5毫米。从而使弹体(2)的逐渐缩小的段部(6)的壁厚下降到1毫米以下。通过这样小的壁厚明显地支持了该弹体的变形性能。在本实施例中，空腔(5)的圆筒段(16)的长度(18)为3毫米。紧接着是长度(20)为1.5毫米的第一圆锥段(19)。所以在本实施例中，圆锥角(21)比胀裂撞杆(3)的头部(7)的第一圆锥段(10)的圆锥角(11)小4°。在射到某一目标体上时，这个第一圆周段(19)停止，胀裂撞杆(3)继续撞入弹体(2)中。
紧接着第一圆锥段(19)的是长度只有十分之几毫米的第二圆锥段(22)。该段的圆锥角(23)为120°，是第一圆锥段(19)的圆锥角(21)的两倍多。第二圆锥段(22)具有一个坡口(24)，以使轴(3)轻易地进入盲孔(25)中。盲孔(25)用作该轴(8)的导向机构并比该轴只长十分之几毫米。盲孔(25)的直径(26)为1.9毫米并比轴(8)的直径(33)只小0.1毫米左右，所以该轴通过压配合保持在盲孔(25)中。用(35)表示轴(8)的削平侧，在该轴打入盲孔(25)中时，该削平侧可使空气逸出。
在变形子弹(1)命中目标时，胀裂撞杆(3)的头部(7)首先被压入空腔(5)中。这时头部(7)的第一圆锥段(12)向外压空腔(5)的圆筒段(16)的壁的材料，所以在进入目标时，这些材料朝弹尾(27)的穿入方向反向爆裂，而不断胀裂和由此形成碎片。胀裂撞杆(3)通过它的轴(8)在返回运动时在盲孔(25)内进行导向运动。从而实现弹体(2)的均匀的蘑菇状爆裂。当胀裂撞杆(3)的第一圆锥段(12)撞到空腔(5)的第一圆锥段(19)的壁上时，胀裂撞杆(3)的运动便停止。
在子弹尾部(27)有一个与弹体(2)的纵轴(15)在一条中心线上的凹槽(28)。该凹槽呈圆锥形，且其圆锥角(29)为90°。在该凹槽的底部有一个直径(31)为1毫米的圆形面(30)。在本实施例中，该凹槽的深度(32)约为2毫米，其直径(34)约为5毫米。在弹尾的这个凹槽的作用是影响驱动气体的流出和稳定变形子弹(1)的运动。
此外，与弹体(2)的纵轴(15)在一条中心线上的胀裂撞杆(3)的帽(9)具有一个圆筒形的孔(36)。在本实施例中，该孔的深度(37)为1.5毫米，其直径(38)为2毫米。通过该孔加强了特别是在软目标内的力作用和变形性能。
Claims (20)
1.变形子弹，其具有一个朝子弹头方向不断缩小的前部和一个基本上为圆柱形的后部，其特征为：该子弹(1)由一个无覆层的弹体(2)构成；在弹体(2)的逐渐缩小的前部(6)中有一个空腔(5)沿子弹(1)的纵轴(15)的中心线延伸，该空腔由一个圆筒段(16)和至少一个紧接着其的圆锥段(19)组成；一根胀裂撞杆(3)构成弹头；胀裂撞杆(3)包括一个封闭空腔(5)的孔口(4)的头部(7)和一根伸入空腔(5)的轴(8)。
2.按权利要求1的变形子弹，其特征为：封闭空腔(5)的孔口(4)的胀裂撞杆(3)的头部(7)的段部(12)呈圆锥形，其圆锥角(11)大约为40°至75°，最好大约为50°至65°；头部(7)用其圆锥段(12)支撑在孔口(4)朝空腔(5)如一个坡口构成的边缘(13)上。
3.按权利要求1或2的变形子弹，其特征为，空腔(5)的圆筒段(16)的长度约为2毫米至7毫米，最好约为3毫米至5毫米，其直径约为4毫米和6毫米之间，最好约为5毫米和5.5毫米之间。
4.按权利要求1至3任一项的变形子弹，其特征为，空腔(5)的圆锥段(19)的圆锥角(21)约为50°至70°，最好约为60°。
5.按权利要求4的变形子弹，其特征为，空腔(5)的圆锥段(19)的圆锥角(21)比胀裂撞杆(3)的头部(7)的圆锥段(12)的圆锥角(1)大几度。
6.按权利要求1至5任一项的变形子弹，其特征为，空腔(5)的圆锥段(19)的长度约为1毫米至2毫米，最好约为1.5毫米。
7.按权利要求1至6任一项的变形子弹，其特征为，胀裂撞杆(3)的轴(8)用压配合保持在盲孔(25)中。
8.按权利要求1至7任一项的变形子弹，其特征为，胀裂撞杆(3)的轴的长度约为2毫米至7毫米，最好约为1至3毫米。
9.按权利要求8的变形子弹，其特征为，盲孔(25)与轴(8)的长度相配合并稍长十分之几毫米。
10.按权利要求1至9任一项的变形子弹，其特征为，与纵轴(15)的中心线一致的子弹尾部(27)具有一个凹槽(28)，该凹槽的圆锥角约为70°和120°之间，最好约为90°。
11.按权利要求10的变形子弹，其特征为，凹槽(28)的深度约为0.5毫米至3毫米，最好约为1毫米至2毫米。
12.按权利要求10或11的变形子弹，其特征为，凹槽(28)在槽底有一个圆面(30)，其直径约为0毫米至2毫米，最好约为1毫米。
13.按权利要求1至12任一项的变形子弹，其特征为，弹体(2)的材料成分为：55％至100％的铜，0％至45％的锌和0％至4％的铅。
14.按权利要求1至13任一项的变形子弹，其特征为，该子弹的材料的抗拉强度Rm为250牛顿/毫米2至450牛顿/毫米2，而其屈服点Rp0.2
则为150牛顿/毫米2至250牛顿/毫米2。
15.按权利要求1至14任一项的变形子弹，其特征为，胀裂撞杆(3)用一种无铅的材料制成。
16.按权利要求15的变形子弹，其特征为，胀裂撞杆(3)的材料是塑料，例如聚乙烯，最好是可生物降解的塑料，或为金属，例如锡、锌、铅或铜。
17.按权利要求1至16任一项的变形子弹，其特征为，用非金属制成的胀裂撞杆(3)的头部(7)掺有金属粉。
18.按权利要求17的变形子弹，其特征为，该金属粉为硫酸钡(BaSO4)。
19.按权利要求1至18任一项的变形子弹，其特征为，与弹体(2)的纵轴(15)的中心线一致的胀裂撞杆(3)在其帽(9)内有一个圆柱形的或圆锥形的或锥形的或圆形的孔，该孔的直径约为0.5毫米至4毫米，最好约为2毫米，而其深度则约为0.5毫米至4毫米，最好约为1毫米至2毫米。
20.按权利要求1至19任一项的变形子弹，其特征为，弹体(2)进行镀锌，且镀锌层的厚度约为1微米至150微米，最好在2微米和5微米之间。
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