RU191143U1

RU191143U1 - Высокоскоростной боеприпас "Цель" для огнестрельного оружия

Info

Publication number: RU191143U1
Application number: RU2019102983U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Иванович Котельников
Original assignee: Вячеслав Иванович Котельников
Priority date: 2019-02-04
Filing date: 2019-02-04
Publication date: 2019-07-25

Abstract

Техническое решение, высокоскоростной боеприпас для огнестрельного оружия, относится к области стрелкового и артиллерийского вооружения, в частности конструкции унитарных боеприпасов любого калибра и с начальной скоростью снаряда до 2500 м/с и выше, с оригинальной внутренней баллистикой. Боеприпас содержит снаряд, гильзу, капсюль-воспламенитель, метательный заряд, а метательный заряд состоит из нескольких частей, при этом часть метательного заряда размещена в разгонном блоке. Достижение высокой начальной скорости снаряда осуществляется за счет последовательного воспламенения частей метательного заряда и "сопровождения" снаряда постоянно-высоким давление пороховых газов в канале ствола с повторяющимися периодами пиродинамики и с образованием обратных ударных волн в упругой газовой среде, что позволяет рационально использовать метательный заряд боеприпаса и увеличить его КПД с 20%-35% до 60%-80%.Технический результат от применения высокоскоростного боеприпаса заключается в том, что без увеличения габаритов боеприпаса и без увеличения объема метательного заряда достигается начальная скорость снаряда 2500 м/с и выше, что повышает кучность и дальность стрельбы, а также бронебойность за счет увеличения кинетической энергии снаряда в 5-9 раз. При этом откат (отдача) и уровень акустического давления выстрела уменьшаются в 1,5-3 раза. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Техническое решение относится к области стрелкового и артиллерийского вооружения, в частности конструкции унитарных боеприпасов и с наибольшей эффективностью может быть использовано в снайперских, противотанковых и зенитных системах вооружения.

Предшествующий уровень техники в области боеприпасов с высокой начальной скоростью и, соответственно, с высокой кинетической энергией метаемого снаряда или пули (далее снаряда), показывает, что вопрос увеличения дульной энергии снаряда возник практически со времени появления огнестрельного оружия, при этом основным направлением увеличения кинетической энергии снаряда - является увеличение начальной скорости снаряда.

При этом, если кинетическая энергия снаряда рассчитывается (из открытых источников) как половина произведения массы (снаряда) на квадрат скорости

, где m - масса снаряда в кг, а V - начальная скорость снаряда в м/сек, очевидно, что при увеличении начальной скорости снаряда в два раза, его кинетическая энергия увеличивается в 4 раза, а при трехкратном увеличении начальной скорости, кинетическая энергия снаряда увеличивается в 9 раз. При этом оружие с высокой начальной скоростью снаряда, получает преимущество: высокая дальность прямого выстрела и настильность траектории полета снаряда; упрощение стрельбы по движущимся целям, когда при минимальном подлетном времени снаряда, требуется минимальная поправка и упреждение и, главное, высокие поражающие и бронебойные свойства на значительной, упреждающей дистанции.

Но "платой" за значительное увеличение начальной скорости снаряда, неизбежно становится увеличение максимального давления в стволе, утяжеление оружия, увеличение отката (отдачи) и уменьшение ресурса ствола. Потому что увеличение начальной скорости снарядов, в основном, достигается за счет увеличения массы и энергетики порохового метательного заряда.

Хотя очевидный путь для увеличения дульной энергии снаряда, является рациональность внутренней баллистики оружия за счет увеличение КПД метательного заряда, которая у современных боеприпасов, составляет 20%-30%, 35%.

Основоположниками реальных и успешных решений в области увеличения начальной скорости снаряда являются Карл Пуфф (патент России №14214 от 27.08.1908 г.) и Герман Герлих (патент США №1944834 от 30.01.1934 г.). В патенте Г. Герлиха видно, что он развивая идеи К. Пуффа предложил сделать ствол винтовки коническим, при этом с нарезами в нем, регрессивной глубины и прогрессивной крутизны (шаг - нарезов уменьшался по мере приближения к дульному срезу), при этом «Пуля Герлиха» имела два деформируемых ведущих пояска, взаимодействующих с нарезами. Все эти меры дали более полную обтюрацию пули при движении по стволу и неослабевающее сопротивление нарастанию давления пороховых газов, что давало возможность более полно использовать энергию пороховых газов метательного заряда и, это позволило добиться максимальной, для ручного огнестрельного оружия, начальной скорости снаряда, а значит и ее кинетической энергии. При этом в некоторых опытных образцах оружия, была достигнута начальная скорость 1600 м/сек - 1700 м/сек. при весе пули 6,5 гр.

Но на вооружение, винтовки Г. Герлиха так и не поступили, за редким исключением, из-за технологических проблем в изготовлении конусных стволов, специальных нарезов в них, а также из-за значительного уменьшения ресурса ствола из-за его "силового" взаимодействия со специальной пулей.

Но Г. Герлих своими работами показал главную проблему всех классических боеприпасов и огнестрельного оружия - низкий КПД метательного заряда. У классического боеприпаса огнестрельного оружия, после воспламенения порохового метательного заряда, достижения форсированного давления газов - происходит разгон снаряда с одновременным падением давления газов в стволе и непосредственно за снарядом из-за "отставания" скорости расширения газов от ускорения снаряда в стволе и, из-за прогрессирующего увеличения объема канала ствола за снарядом.

При этом движение газов в стволе активно дросселируется каналом ствола, а внешняя область потока газа в стволе, активно замедляется ламинарным слоем, взаимодействующим с внутренней поверхностью и нарезами ствола. В результате, 50%-70% энергии метательного заряда бесполезно "вылетает" из ствола, уже после покидания его снарядом.

Известен "Патрон для нарезного оружия" (патент RU №2577163 С1, 26.09.2014 г.) и аналогичный "Патрон для гладкоствольного оружия" (патент RU №2102693 С1, 01.09.1993 г.), которые содержат гильзу, капсюль, основной и дополнительный пороховой метательный заряд размещенные в гильзе и пулю. При этом дополнительный и основной пороховые заряды разделены между собой диафрагмой с отверстием, а основной пороховой заряд и дополнительный выполнены из различных марок порохов, отличающихся друг от друга скоростью горения.

При воспламенении капсюлем, основного порохового заряда, он образовавшимися газами выталкивает диафрагму, дополнительный заряд и пулю в ствол, при этом через отверстие в диафрагме, поджигается дополнительный метательный заряд, который образовавшимися газами увеличивает давление в запульном пространстве, что и повышает начальную скорость полета пули. При этом давление в стволе не превышает допустимых значений из-за срабатывания дополнительного заряда, т.к происходит срабатывание уже движущегося порохового заряда, что сглаживает пиковый скачек давления, что позволяет изменить внутреннюю баллистику оружия в сторону увеличения начальной скорости пули (метаемого заряда).

Недостатком данного аналога является, то, что данное техническое решение не позволяет получить стабильные результаты из-за склонности быстро сжимаемого пороха, дополнительного метательного заряда к детонации. При этом время воспламенения дополнительного заряда и его плотность, в это время, становятся непредсказуемыми величинами.

Также известен «Патрон с реактивной пулей» (RU №2372581, F42B 5/10, 26.11.2008 г.), который представляет собой гильзу с капсюлем и, расположенную с зазором к внутренней поверхности ее дна, пулю с внутренней полостью, в которой размещен метательный заряд и имеется калиброванное отверстие в виде сопла, при этом метательный заряд состоит из нескольких частей, выполненных из компонентов с различной скоростью горения и полностью размещенных в полости пули с возможностью их последовательного воспламенения и горения, от медленно горящих до быстро горящих компонентов. А также метательный заряд разделен на части легкосгораемыми перегородками.

Данное техническое решение предполагает повысить меткость и кучность боя оружия с одновременным увеличением начальной скорости пули.

Однако, когда весь метательный заряд находится в полости пули, а эта полость имеет реактивное сопло и к тому же метательный заряд разделен сгораемыми перегородками то пуля будет иметь более медленный разгон в канале ствола, чем в штатном патроне этого типа. При этом исключается импульс форсированного высокого давления метательного заряда, а имеет место последовательное горение, что приведет к более продолжительному времени сдвига пули из состояния покоя и врезания ее в нарезы ствола. А когда первоначального импульса высокого давления (3000 кг/см² - 4000 кг/см²) нет, то выброс пули из ствола, будет производиться, неким средним давлением из-за временных потерь в реактивном сопле пули и затрате времени на сжигание сгораемых перегородок между частями метательного заряда.

Недостатком данного аналога является, то, что после покидания дульного среза ствола, реактивная пуля патрона с догорающим метательным зарядом, сразу получает фактор нестабильности по курсу полета, из-за того, что реактивное сопло является дном пули, где, кроме турбулентности, создается глубокое разряжение воздуха, а при относительно большем объеме полости пули, разряжение будет склонно к автоколебательным изменениям, что приведет к активному торможению полета пули и к ее неустойчивости по курсу, а это снижает точность и дальность стрельбы, а увеличенный вес пули, из-за "лишнего" материала полости пули, под метательный заряд - не позволит пуле достигнуть скорости полета, как у подобной пули стандартного патрона.

В качестве прототипа выбран "Боеприпас для огнестрельного оружия" (патент RU №138948 U1. F42B 5/00, 14.11.2013 г.), который представляет собой гильзу с капсюлем, пулю, метательный заряд состоящий, по крайней мере, из двух частей с возможностью последовательного воспламенения. При этом основная часть метательного заряда размещена в гильзе, а другая часть метательного заряда размещена в цилиндрическом разгонном блоке, с упором в центральную, донную часть гильзы и в дно пули. При этом разгонный блок выполнен из нескольких ступеней в виде стаканов с конусным дном и заполненных частями метательного заряда, при этом на дне имеются запальные отверстия, а на наружных частях ступеней, кроме первой от дна гильзы, имеются проточки со стороны донной части для установки каждой ступени в предыдущую ступень, при этом ближайшая к дну пули ступень снабжена перегородкой-пыжом, прикрывающим часть метательного заряда в этой ступени, при этом в эту ступень установлен адаптер с центральным отверстием в виде сопла Лаваля, а у адаптера, со стороны пули, имеется адаптированная поверхность под дно пули, куда она и устанавливается, создавая натяг между дном пули, всеми ступенями разгонного блока, адаптером и донной частью гильзы.

Для достижения высокой начальной скорости снаряда (пули), в боеприпасе, от капсюля воспламеняется основной метательный заряд в гильзе, форсированное давление сдвигает пулю, которая, вместе с разгонным блоком входит в канал ствола, где последовательно воспламеняются, через запальные отверстия, части метательного заряда в ступенях разгонного блока, создавая постоянное высокое давление в запульном пространстве.

Недостатком данного технического решения является, то, что конструкция боеприпаса затрудняет воспроизведение его в массовом производстве, из-за того, что для установки разгонного блока требуется определенная конструкция гильзы, а ступени разгонного блока не взаимозаменяемые и имеют не стабильные, трудно "настраиваемые" запальные средства, при этом кинематическая связь между пулей, гильзой и разгонным блоком не стабильная.

Данное техническое решение является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, поэтому выбрано как прототип.

Задачей технического решения является повышение эффективности унитарных боеприпасов для стрелковых и артиллерийских видов огнестрельного оружия за счет увеличения КПД метательного заряда, что позволит увеличить начальную скорость снаряда без увеличения объема метательного заряда, отката (отдачи) и изменения внешних габаритных размеров боеприпасов по сравнению со стандартными аналогами.

А для этого необходимо обеспечить жесткую кинематическую связи разгонного блока со снарядом и фиксацию установки разгонного блока по оси гильзы.

Для решения задачи, необходимо увеличить надежность и точность срабатывания запальных средств частей метательного заряда в ступенях разгонного блока, а также обеспечить применимость технического решения в боеприпасах любого калибра и с любой конструкцией гильзы.

Поставленная задача решается за счет того, что высокоскоростной боеприпас для огнестрельного оружия, содержит гильзу, капсюль-воспламенитель, метательный заряд и снаряд закрепленный в гильзе, при этом метательный заряд состоит, по меньшей мере, из двух частей с возможностью их последовательного воспламенения, при этом основная часть метательного заряда размещена непосредственно в гильзе, а другая ее часть размещена в цилиндрическом разгонном блоке, установленного по оси гильзы, при этом разгонный блок выполнен из одной или нескольких ступеней в виде стаканов скрепленных между собой, в донных частях которых имеются запальные средства, при этом запальные средства выполнены в виде зажигательных трубок, отверстия которых плотно закрыты быстро разрушаемыми заглушками, при этом на донной части снаряда, по его оси, совпадающей с осью гильзы, выполнена цилиндрическая поверхность, оканчивающаяся торцом, для фиксированной установки и крепления на ней разгонного блока.

Разгонный блок, внутренним диаметром своей ступени, ближайшей к донной части снаряда, может быть установлен и закреплен на цилиндрической поверхности снаряда, с упором в торец, которым оканчивается эта поверхность.

На наружной, задней поверхности каждой ступени разгонного блока, со стороны дна, может быть выполнена проточка оканчивающаяся торцом, для установки и крепления на ней, с упором в торец, другой ступени, при этом на проточке ступени, ближайшей к донной части гильзы, может быть установлено и закреплено средство фиксации консольной части разгонного блока по оси гильзы

Средство фиксации консольной части разгонного блока по оси гильзы, может быть выполнено в виде втулки с наружным диаметром равным наружному диаметру разгонного блока, с тремя и более упругими лепестками равномерно расположенных по периметру ее нижней части, при этом втулка верхним концом установлена и закреплена на наружной проточке, первой от дна гильзы, ступени разгонного блока, с равномерным упором упругих лепестков на нижней части втулки в боковую, внутреннею поверхность гильзы, к тому же упругие лепестки имеют дугообразный продольный профиль, при этом фиксирующая втулка может быть выполнена из быстро сгораемого материала.

Каждая ступень разгонного блока, может иметь в своей передней части, дугообразное, в продольном сечении, сужение внутреннего диаметра на 5% до 40%, образуя сопло Лаваля.

Запальные средства в виде зажигательных трубок, могут быть выполнены с наружной стороны в центральной части дна каждой ступени разгонного блока, и иметь внутренний диаметр от 0,5 мм до 4,0 мм и длину от 0,5 мм до 8,0 мм.

Отверстие в зажигательной трубке каждой ступени разгонного блока, с внешней стороны, может быть плотно закрыто, путем запрессовки в него заглушки из быстро разрушаемого материала, типа сплава "Розе", при этом толщина в центральной части заглушки, от 0,1 мм до 3,0 мм, в зависимости от времени задержки, от 0,0002 сек. до 0,006 сек, воспламенения части метательного заряда в каждой ступени разгонного блока.

Наружный диаметр разгонного блока и соответственно каждой его ступени, может быть меньше калибра ствола оружия на 0,5% до 1,5%.

Дно в каждой ступени разгонного блока может быть выполнено выпуклым, в виде части сферы.

Каждая ступень разгонного блока может быть снаряжена частью метательного заряда с большей скоростью горения, чем скорость горения основной части метательного заряда в гильзе.

Технический результат, обеспеченный приведенной совокупностью признаков, является увеличение КПД использования энергии пороховых газов метательного заряда боеприпаса с 20%-35% до 60%-80%, когда, после воспламенения основного метательного заряда в гильзе боеприпаса, за снарядом поддерживается высокое давление пороховых газов по всей длине ствола и до его вылета, при этом меняется внутренняя баллистика, за счет последовательно повторяющихся периодов пиродинамики.

В следствии чего увеличивается начальная скорость снаряда до 2500 м/сек и выше, что значительно уменьшает подлетное время снаряда до цели, повышает бронебойность, дальность поражения цели и увеличивает кучность стрельбы, без увеличения отката (отдачи), внешних габаритов боеприпаса и объема метательного заряда.

При этом использование высокоточных запальных средств в ступенях разгонного блока и использование части конструкции боеприпаса в качестве компонента метательного заряда, позволяют получать стабильные характеристики внутренней баллистики и стабильно-высокую, заданную начальную скорость снаряда, в зависимости от количества ступеней в разгонном блоке и качественного содержания частей метательного заряда в ступенях разгонного бока.

Сущность предлагаемого технического решения, высокоскоростной боеприпас, поясняется чертежами и схемами, на которых изображено.

Фиг. 1 - изображен общий вид высокоскоростного боеприпаса в разрезе, с установленным в гильзе разгонным блоком, состоящим из одной ступени, при этом показано, что основной метательный заряд расположен в гильзе, а другая его часть расположена в разгонном блоке, а разгонный блок закреплен на донной части снаряда, при этом в передней части ступени показано сужение внутреннего диаметра, а на донной части ступени показана зажигательная трубка, закрытая быстро разрушаемой заглушкой, а также показана втулка, фиксирующая консольную часть разгонного блока по оси гильзы.

Фиг. 2 - изображен боеприпас в разрезе с установленным в гильзе разгонным блоком, состоящим из двух ступеней, при этом показано, что основной метательный заряд расположен в гильзе, а другая его часть расположена в разгонном блоке, а разгонный блок закреплен на донной части снаряда, при этом в передней части каждой ступени показано сужение внутреннего диаметра, а на донной части каждой ступени показаны зажигательные трубки, закрытые быстро разрушаемыми заглушками, при этом на донной части ступени, первой от дна гильзы, показана втулка, фиксирующая консольную часть разгонного блока по оси гильзы.

Фиг. 3 - изображен общий вид высокоскоростного боеприпаса в разрезе, с установленным в его гильзе разгонным блоком, состоящим из нескольких ступеней, при этом показано, что основной метательный заряд расположен в гильзе, а другая его часть расположена в разгонном блоке, а разгонный блок закреплен на донной части снаряда, при этом в передней части каждой ступени разгонного блока показано сужение внутреннего диаметра, а на донной части каждой ступени показаны зажигательные трубки, закрытые быстро разрушаемыми заглушками, при этом на донной части ступени, первой от дна гильзы, показана втулка, фиксирующая консольную часть разгонного блока по оси гильзы.

Фиг. 4 - вид А с фиг. 1, где показана в разрезе зажигательная трубка, в донной части каждой ступени разгонного блока, закрытая быстро разрушаемой заглушкой.

Фиг. 5 - сечение Б-Б с фиг. 1, где показана втулка, фиксирующая консольную часть разгонного блока по оси гильзы, а так же упругие, равнорасположенные лепестки втулки, упирающиеся в боковую внутреннюю поверхность гильзы.

Фиг. 6 - изображен концептуальный график, на котором схематично показан ствол со средней длиной, L-675 мм (из открытых источников [10]), показывающий значение предельного давления упругой деформации ствола оружия и зависимость начальной скорости снаряда от давления пороховых газов в стволе при использовании в оружие стандартного, классического боеприпаса. При этом в сечениях: А-А, Б-Б, В-В, Г-Г, Д-Д, Е-Е показано давление в стволе во время выстрела.

Фиг. 7 - изображен концептуальный график и схематичный ствол, показывающий значение предела упругой деформации ствола оружия и зависимость начальной скорости снаряда от давления пороховых газов в стволе при использовании разгонного блока с одной ступенью. При этом в сечениях ствола: А-А, Б-Б, В-В, В1-В1, Е-Е показано давление в периодах пиродинамики внутренней баллистики.

Фиг. 8 - изображен концептуальный график и схематичный ствол, показывающий значение предела упругой деформации ствола оружия и зависимость начальной скорости снаряда от давления пороховых газов в стволе при использовании разгонного блока с двумя ступенями. При этом в сечениях ствола: А-А, Б-Б, В-В, В1-В1, Г-Г, Г1-Г1, Е-Е показано давление в периодах пиродинамики внутренней баллистики.

Фиг. 9 - изображен концептуальный график и схематичный ствол, показывающий значение предела упругой деформации ствола оружия и зависимость начальной скорости снаряда от давления пороховых газов в стволе при использовании разгонного блока с несколькими ступенями. При этом в сечениях ствола: А-А, Б-Б, В-В, В1-В1, Г-Г, Г1-Г1, Д-Д, Д1-Д1, Е-Е показано давление в периодах пиродинамики внутренней баллистики.

Предложенное техническое решение, высокоскоростной боеприпас для огнестрельного оружия, (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) выполнено и содержит:

гильзу 1, преимущественно бутылочной формы, капсюль-воспламенитель 2, основной метательный заряд 3 из пороха, типа "ВТ" по ГОСТ РВ 1376-014-2008, в гильзе 1 и снаряд 4, на донной части которого, по его оси, совпадающей с осью гильзы, имеется цилиндрическая поверхность 5, оканчивающаяся торцом 6, на которую установлен с упором в торец 6 и фиксировано закреплен по оси гильзы, цилиндрический разгонный блок 7 состоящий из одной 8, двух 8, 9 или нескольких ступеней 8, 9, 10, в виде стаканов скрепленных между собой и которые имеют наружный диаметр, меньше чем калибр ствола оружия на 0,5% - 1,5%, при этом со стороны задней, донной части каждой ступени разгонного блока 7, выполнены наружные проточки 11 оканчивающиеся торцевыми поверхностями 12 для установки и крепления на них, с упором в торец, другой ступени, при этом дно 13 каждой ступени, выполнено выпуклым, в виде части сферы, а с наружной стороны, в центральной части дна каждой ступени, имеется зажигательная трубка 14 (фиг. 1, фиг. 4), в которую, с наружной стороны, запрессована быстро разрушаемая заглушка 15 из сплава, типа "Розе" по ТУ 6-09-4065-88 с температурой плавления 94°С, плотно закрывая наружное отверстие в зажигательной трубке 14, при этом толщина заглушки от 0,1 мм до 3 мм, в зависимости от времени задержки, от 0,0002 сек до 0,006 сек, воспламенения части 20 метательного заряда в каждой ступени разгонного блока. К тому же на наружной проточке 11, первой от дна гильзы, ступени разгонного блока, установлена и закреплена фиксирующая втулка 16, (фиг. 1, фиг. 5) с равномерно расположенными, тремя и более упругими лепестками 17 по ее периметру, имеющими дугообразный профиль 18 по всей длине и, равномерно упирающихся в боковую, внутреннею поверхность 19 гильзы 1 для фиксирования консольной части разгонного блока 7 по оси гильзы. При этом втулка 16 с упругими лепестками 17 изготовлена из быстро сгораемого материала, типа "Целлулоид", по ГОСТ 21228-85. А каждая ступень разгонного блока 7 заполнена частью 20 метательного заряда, типа пороха СФ-033 по ТУ 7277-210-07506808-98 с добавление от 0,1% до 50% взрывчатого вещества 23, типа "Октоген" по ГОСТ РВ 1376-011-2008, с большей скоростью горения, чем скорость горения пороха основной части метательного заряда 3 в гильзе, а в передней части каждой ступени разгонного блока 7 выполнено дугообразное, в продольном сечении, сужение 21 на 5% до 40% ее внутреннего диаметра 22, в виде сопла Лаваля, при этом сужение 21 начинается непосредственно после окончания части внутреннего диаметра 22 каждой ступени, которой она устанавливается и крепится на цилиндрической поверхности 5 снаряда 4 или на проточке 11 в донной части другой ступени. При этом снаряд 4 с донышком 24 закреплен в дульце 25 гильзы 1. Позиции конструкции высокоскоростного боеприпаса:

1. Гильза,

2. Капсюль,

3. Основная часть метательного заряда в гильзе,

4. Снаряд,

5. Цилиндрическая поверхность на донной части снаряда,

6. Торцевой упор цилиндрической поверхности на донной части снаряда,

7. Цилиндрический разгонный блок,

8. Ступень разгонного блока, закрепленная на снаряде,

9. Ступень разгонного блока,

10. Ступень разгонного блока,

11. Наружная проточка на задней донной части каждой ступени,

12. Торцевой упор проточки на каждой ступени,

13. Сферическое дно на каждой ступени разгонного блока,

14. Зажигательная трубка на дне каждой ступени разгонного блока,

15. Быстро разрушаемая заглушка в зажигательной трубке каждой ступени разгонного блока,

16. Втулка, фиксирующая консольную часть разгонного блока по оси гильзы,

17. Упругие лепестки фиксирующей втулки,

18. Дугообразный продольный профиль упругих лепестков фиксирующей втулки,

19. Боковая, внутренняя поверхность гильзы,

20. Часть метательного заряда в каждой ступени разгонного блока,

21. Сужение внутреннего диаметра в передней части каждой ступени разгонного блока (сопло Лаваля),

22. Внутренний диаметр в каждой ступени разгонного блока,

23. Компоненты взрывчатого вещества в части метательного заряда в каждой ступени разгонного блока,

24. Донышко снаряда,

25. Дульце гильзы.

Описанное выше техническое решение, высокоскоростной боеприпас для огнестрельного оружия, работает следующим образом.

Общая информация и подготовка боеприпаса к использованию.

Боеприпас (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5), устанавливается в камору (патронник) ствола оружия и запирается затвором (фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9). После срабатывания капсюля 2 и воспламенения основной части 3 порохового метательного заряда в гильзе 1 и последующего воспламенения части 20 метательного заряда в каждой ступени 8, 9, 10 разгонного блока 7, происходят несколько, последовательно повторяющихся, периодов пиродинамики внутренней баллистики с образованием обратных ударных волн в упругой газовой среде, что позволяет "сопровождать" снаряд 4 постоянно-высоким давлением пороховых газов до вылета его из ствола.

При этом, в зависимости от заданной начальной скорости снаряда и тактико-технических характеристик оружия, а также с учетом калибра, длины и типа ствола (нарезной, гладкий), разгонный блок 7, закрепленный на донной части снаряда 4 и установленный в гильзе 1, может состоять из одной 8, двух 8, 9 или нескольких ступеней 8, 9, 10, при этом части 20 метательного заряда в ступенях имеют пороховой заряд с большей скоростью горения, чем основной метательный заряд 3 в гильзе 1.

К тому же учитывая то, что разгонный блок 7 и его ступени, имеет диаметр меньше, чем калибр ствола, давление пороховых газов, с внешней стороны разгонного блока и, соответственно, его ступеней 8, 9, и 10 всегда равно давлению в канале ствола, за каждой ступенью, что исключает разрушение ступеней при воспламенении в них частей 20 метательного заряда.

При этом в передней части каждой ступени разгонного блока 7, имеется сужение 21 внутреннего диаметра 22, создающее эффект сопла Лаваля, для увеличения скорости истечения пороховых газов высокого давления при выходе их из ступени.

При этом передача энергии пороховых газов основной части 3 метательного заряда в гильзе 1 на снаряд 4, для его выталкивания из крепления в дульце 25 гильзы и разгона в канале ствола, осуществляется за счет давления на дно 13, ближайшей к донной части гильзы, ступени разгонного блока 7, а эта ступень, закрепленная на проточке 11 с упором в торец 12 следующей ступени или закрепленная на цилиндрической поверхности 5 с упором в торцевую часть 6 на донной части снаряда 4, передает энергию пороховых газов основного метательного заряда 3 на снаряд 4.

Также передается энергия пороховых газов части 20 метательного заряда в каждой ступени разгонного блока 7, когда эта часть метательного заряда воспламеняется, то энергия пороховых газов, за счет давления на дно 13 следующей ступени или донышко 24 снаряда 4, выталкивает снаряд или следующую ступень со снарядом 4 из крепления в своем внутреннем диаметре 22 проточки 11 следующей ступени или цилиндрической поверхности 5 снаряда 4.

В описании работы высокоскоростного боеприпаса, внутренняя баллистика, показана в сравнении с внутренней баллистикой стандартного, классического боеприпаса 7.62×54R в винтовках образца 1891-1930 г.г.и СВД (фиг. 6), с начальной скоростью снаряда ~850 м/сек.

На графике (фиг. 6), из открытых источников [10], и на графиках (фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9) схематично показан ствол со средней длиной, L-675 мм,

при этом в казенной части, схематичного ствола, условно показан боеприпас с гильзой 1 и снарядом 4, а в сечениях ствола: А-А, Б-Б, В-В, Г-Г, Д-Д, Е-Е, показано предельно допустимое давление в Р-кг/см², сопротивления ствола, а также показано давление в Р-кг/см², в стволе после воспламенения метательного заряда в гильзе и ускорения снаряда, к тому же показана начальная скорость в V-м/сек, снаряда и его скорость в V-м/сек, в стволе оружия в периоды пиродинамики внутренней баллистики.

К тому же в графиках, работы высокоскоростного боеприпаса (фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9), в сечениях ствола: А-А, Б-Б, В-В, В1-В1, Г-Г, Г1-Г1, Д-Д, Д1-Д1, Е-Е, показано давление в Р-кг/см^2, пороховых газов в зависимости от периодов пиродинамики и количества ступеней в разгонном блоке 7, а также показано допустимое давление в Р-кг/см², упругого сопротивления ствола, скорость в V-м/сек, снаряда в стволе, при этом начальная скорость снаряда показана с учетом периода последействия газов на снаряд.

При этом, как это видно на графиках (фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9), при увеличении количества ступеней разгонного блока 7 и соответствующего уменьшения объема основной части 3 метательного заряда в гильзе 1, максимальное давление в сечениях ствола: А-А и Б-Б, меняется не значительно. Это происходит из-за увеличения массы (ступеней) присоединенной к снаряду и пропорционального увеличения продолжительности горения основной части 3 метательного заряда в гильзе до достижения достаточного давления для выталкивания снаряда 4 с разгонным блоком 7, из крепления в дульце 25 гильзы 1 и входа его в направляющую часть канала ствола.

Так же на графиках (фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9), в сечениях ствола: В-В, Г-Г, Д-Д, показано, что чем выше скорость снаряда в стволе, тем "длиннее" импульс ускорения снаряда от срабатывания части метательного заряда 20 в каждой ступени.

Надо отметить, что после покидания снарядом 4 ствола оружия, каждая ступень разгонного блока 7, покидают ствол и, не имея обтекаемой аэродинамической формы, теряют скорость и падают на небольшом расстоянии от оружия.

Из-за большого разнообразия оружия, где применим, высокоскоростной боеприпас, с его оригинальной внутренней баллистикой, а также широкого тактико-технического выбора начальной скорости снаряда, описание работы боеприпаса разделено на три части:

1. Боеприпас (фиг. 1) с разгонным блоком 7, состоящим из одной ступени 8 (график-фиг. 7).

2. Боеприпас (фиг. 2) с разгонным блоком 7, состоящим из двух ступеней 8 и 9 (график-фиг. 8);

3. Боеприпас (фиг. 3) с разгонным блоком 7, состоящим из нескольких ступеней 8, 9 и 10 (график-фиг. 9);

1. В боеприпасе (фиг. 1, фиг. 4, фиг. 5), для увеличения начальной скорости снаряда 4 на 30% до 50%, используется разгонный блок 7, состоящий из одной ступени 8 и фиксирующей втулки 16.

После срабатывания капсюля-воспламенителя 2, в гильзе 1 воспламеняются основная часть 3 метательного заряда и фиксирующая втулка 16, форсировано увеличивается температура (2500°С-3500°С) и давление пороховых газов в гильзе при неподвижном снаряде 4 с разгонным блоком 7, оказывая давление во все стороны и на дно 13 ступени 8, внешнюю донную часть снаряда 4 и поверхность разгонного блока 7.

После достижения соответствующего давления (2500 кг/см² - 4000 кг/см²) пороховых газов в гильзе 1, снаряд 4, вместе с закрепленным к нему разгонным блоком 7, состоящим из ступени 8, выталкивается из крепления в дульце 25 гильзы 1 (фиг. 7, сечение А-А) и начинает движение с врезанием в нарезы ствола, при этом деформируется оболочка или ведущий поясок снаряда.

Снаряд 4 с разгонным блоком 7, после входа в направляющую часть канала ствола, (фиг. 7, сечение Б-Б), уже со значительно меньшим сопротивлением, движется в стволе с ускорением, при этом продолжается горение пороха основной части метательного заряда 3 в изменяющемся объеме, а давление пороховых газов в стволе, непосредственно за снарядом с разгонным блоком 7, начинает падать, в связи с увеличением объема канала ствола и нарастания аэродинамического сопротивления прохождению пороховых газов, внутренней поверхностью ствола, из-за их дросселирования и торможения ламинарным слоем.

При прохождении снарядом 4 со ступенью 8, начала направляющей части канала ствола (фиг. 7, сечение Б-Б), от высокой температуры и давления пороховых газов основной части метательного заряда 3, заглушка 15 в зажигательной трубке 14 ступени 8, с задержкой ~0,0002 сек, разрушается (плавится) и раскаленные газы основной части метательного заряда 3, проходят по зажигательной трубке 14 ступени 8 и воспламеняют часть 20 метательного заряда в ней.

В ступени 8, которая движется в канале ствола вместе со снарядом 4, форсировано увеличивается давление и температура пороховых газов и, после достижения достаточного давления пороховых газов в ступени 8 на донышко 24 снаряда 4, он выталкивается из крепления во внутреннем диаметре 22 ступени 8 цилиндрической поверхности 5 на донной части снаряда, создавая дополнительный импульс ускорения (фиг. 7, сечение В-В) снаряда 4 в канале ствола.

При этом из-за того, что ступень 8 и снаряд 4, после разъединения и продолжения горения пороха части 20 метательного заряда ступени 8 в изменяющемся объеме и в движении, пикового повышения давления в одной точке канала ствола не происходит и, как это показано на графике (фиг. 7), не превышает предельно допустимого давления упругого сопротивления ствола.

К тому же, ступень 8, кратковременно замедляет свое ускорение в канале ствола из-за импульса давления пороховых газов на ее внутреннюю донную часть 13, направленного навстречу движения расширяющимся пороховым газам основной части метательного заряда 3, за счет этого упругие пороховые газы, идущие вслед за ступенью 8, наталкиваются на ее дно 13 и создают ударную обратную волну в упругой газовой среде с повышением давления за ступенью 8, что вызывает дополнительный разгон ступени 8 и сжатие газовой среды между ступенью 8 и снарядом 4, создавая дополнительный импульс (фиг. 7, сечение В1-В1) его ускорения и обеспечивая условие для полного сгорания основной части метательного заряда 3 и выравнивания давления пороховых газов за ступенью 8. Это также приводит к выравниванию среднего - большого давления пороховых газов по всему каналу ствола, полностью сгоревших частей метательного заряда, включая основную часть 3 в гильзе 1 и часть 20 метательного заряда в ступени 8.

Тем самым осуществляется "сопровождение" снаряда 4, высоким давлением пороховых газов в канале ствола, с постоянным динамичным разгоном, до вылета снаряда из ствола (фиг. 7, сечение Е-Е), что и позволяет достигнуть начальной скорости снаряда от 1100 м/сек до 1300 м/сек.

2. В боеприпасе (фиг. 2, фиг. 4, фиг. 5), для увеличения начальной скорости снаряда 4 на 70%-110% применяется разгонный блок 7, состоящий из двух ступеней 8 и 9 и фиксирующей втулки 16.

После срабатывания капсюля-воспламенителя 2, в гильзе 1 воспламеняется основная часть 3 метательного заряда и фиксирующая втулка 16, форсировано увеличивается температура (2500°С-3500°С) и давление пороховых газов в гильзе при неподвижном снаряде 4 с разгонным блоком 7, оказывая давление во все стороны и на дно 13 ступени 9, внешнюю донную часть снаряда 4 и поверхность разгонного блока 7.

После достижения соответствующего давления (2500 кг/см² - 4000 кг/см²) пороховых газов в гильзе 1, снаряд 4, вместе с закрепленным к нему разгонным блоком 7, состоящим из ступеней 8 и 9, выталкивается из крепления в дульце 25 гильзы 1 (фиг. 8, сечение А-А) и начинает движение с врезанием в нарезы ствола, при этом деформируется оболочка или ведущий поясок снаряда.

Снаряд 4 с разгонным блоком 7, после входа в направляющую часть канала ствола (фиг. 8, сечение Б-Б), уже со значительно меньшим сопротивлением, движется в стволе с ускорением и с горением пороха основной части метательного заряда 3 в изменяющемся объеме, при этом давление пороховых газов в стволе, непосредственно за снарядом с разгонным блоком 7, начинает падать, в связи с увеличением объема канала ствола и нарастания аэродинамического сопротивления прохождению пороховых газов, внутренней поверхностью ствола, из-за их дросселирования и торможения ламинарным слоем.

Во время прохождения начала направляющей части канала ствола (фиг. 8, сечение Б-Б), снарядом 4 с разгонным блоком 7 из ступеней 8 и 9, от воздействия высокой температуры и давления пороховых газов основной части метательного заряда 3, заглушка 15 в зажигательной трубке 14 ступени 9, с задержкой ~0,0002 сек., разрушается (плавится) и раскаленные газы проходят по трубке 14 и воспламеняет часть 20 метательного заряда в ступени 9.

В ступени 9, которая движется в канале ствола вместе со ступенью 8 и снарядом 4, форсировано увеличивается давление и температура пороховых газов, при неподвижных, по отношении к ней, ступени 8 и снаряда 4 и, после достижения достаточного давления пороховых газов в ступени 9 на дно 13 ступени 8, она выталкивается вместе со снарядом 4 из крепления во внутреннем диаметре 22 ступени 9 проточкой 11 на ступени 8, создавая дополнительный импульс (фиг. 8, сечение В-В) ускорения в канале ствола снаряда 4 со ступенью 8.

При этом из-за того, что ступень 9 и снаряд 4 со ступенью 8, после разъединения и продолжения горения пороха части 20 метательного заряда ступени 9 в изменяющемся объеме и в движении, пикового повышения давления в одной точке канала ствола не происходит и, как это показано на графике (фиг. 8), не превышает предельно допустимого давления упругого сопротивления ствола.

К тому же, ступень 9, кратковременно замедляет свое ускорение в канале ствола из-за импульса давления пороховых газов на ее внутреннюю донную часть 13, направленного навстречу движения расширяющимся пороховым газам основной части метательного заряда 3, за счет этого упругие пороховые газы, идущие вслед за ступенью 9, наталкиваются на ее дно 13 и создают ударную обратную волну в упругой газовой среде с повышением давления за ступенью 9, что вызывает дополнительный разгон ступени 9 и сжатие газовой среды между ступенью 9 и ступенью 8 со снарядом 4, создавая дополнительный импульс (фиг. 8, сечение В1-В1) их ускорения и обеспечивая условие для более быстрого и полного сгорания основной части 3 метательного заряда, а также выравнивания давления пороховых газов за ступенью 9, при этом ступень 9 продолжает движение по каналу ствола с одинаково высоким давлением пороховых газов за ступенью и перед ней.

При прохождении снарядом 4 со ступенью 8, одной четверти длины канала ствола (фиг. 8, сечение В-В), от высокой температуры и давления пороховых газов части 20 метательного заряда ступени 9, заглушка 15 в зажигательной трубке 14 ступени 8, с задержкой ~0,0002 сек, разрушается (плавится) и раскаленные газы части 20 метательного заряда ступени 9 проходят по зажигательной трубке 14 ступени 8 и воспламеняют часть 20 метательного заряда в ней.

В ступени 8, которая движется в канале ствола вместе со снарядом 4, форсировано увеличивается давление и температура пороховых газов и, после достижения достаточного давления пороховых газов в ступени 8 на донышко 24 снаряда 4, он выталкивается из крепления во внутреннем диаметре 22 ступени 8 цилиндрической поверхности 5 на донной части снаряда, создавая дополнительный импульс (фиг. 8, сечение Г-Г) ускорения снаряда 4 в канале ствола.

При этом из-за того, что ступень 8 и снаряд 4, после разъединения и продолжения горения пороха части 20 метательного заряда ступени 8 в изменяющемся объеме и в движении со сверхзвуковой скоростью, пикового повышения давления в одной точке канала ствола не происходит и, как это показано на графике (фиг. 8), не превышает предельно допустимого давления упругого сопротивления ствола.

К тому же, ступень 8, кратковременно замедляет свое ускорение в канале ствола из-за импульса давления пороховых газов на ее внутреннюю донную часть 13, направленного навстречу расширяющимся пороховым газам части 20 метательного заряда ступени 9, за счет этого упругие пороховые газы, идущие вслед за ступенью 8, наталкиваются на ее дно 13 и создают ударную обратную волну в упругой газовой среде, с повышением давления за ступенью 8, что вызывает дополнительный разгон ступени 8 и сжатие газовой среды между ступенью 8 и снарядом 4, создавая дополнительный импульс (фиг. 8, сечение Г1-Г1) его ускорения и обеспечивая условие для полного сгорания части 20 метательного заряда ступени 9 и выравнивания давления пороховых газов за ступенью 8 и это приводит к выравниванию среднего - большого давления пороховых газов по всему каналу ствола, полностью сгоревших частей метательного заряда, включая основную часть 3 в гильзе 1 и частей 20 метательного заряда в ступенях 9 и 8.

Тем самым осуществляется "сопровождение" снаряда 4, высоким давлением пороховых газов в канале ствола, с его постоянным динамичным разгоном, до вылета из ствола (фиг. 8, сечение Е-Е), что и позволяет достигнуть начальной скорости снаряда от 1600 м/сек до 1800 м/сек.

3. В боеприпасе (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5), для увеличения начальной скорости снаряда на 140%-180%, используется разгонный блок 7, состоящий из нескольких ступеней 8, 9 и 10, а также фиксирующей втулки 16.

После срабатывания капсюля-воспламенителя 2, в гильзе 1 воспламеняется основная часть 3 метательного заряда и фиксирующая втулка 16, форсировано увеличивается температура (2500°С-3500°С) и давление пороховых газов в гильзе, при неподвижном снаряде 4 с разгонным блоком 7, оказывается давление пороховых газов во все стороны и на дно 13 ступени 10, внешнюю донную часть снаряда 4 и поверхность разгонного блока 7.

После достижения соответствующего давления (2500 кг/см² - 4000 кг/см²) пороховых газов в гильзе 1, снаряд 4, вместе с закрепленным к нему разгонным блоком 7, состоящим из ступеней 8, 9 и 10 выталкивается из крепления в дульце 25 гильзы 1 (фиг. 9, сечение А-А), и начинает движение с врезанием в нарезы ствола, при этом происходит деформация оболочки или ведущего пояска снаряда 4.

Снаряд 4 с разгонным блоком 7, после входа в направляющую часть канала ствола (фиг. 9, сечение Б-Б), уже со значительно меньшим сопротивлением, движется в стволе с ускорением, при этом продолжается горение пороха основной части метательного заряда 3 в изменяющемся объеме, а давление пороховых газов в стволе, непосредственно за снарядом с разгонным блоком 7, начинает падать, в связи с увеличением объема канала ствола и нарастания аэродинамического сопротивления прохождению пороховых газов, внутренней поверхностью ствола, из-за их дросселирования и торможения ламинарным слоем.

Во время прохождения начала направляющей части канала ствола (фиг. 9, сечение Б-Б) снарядом 4 с разгонным блоком 7, от воздействия высокой температуры и давления пороховых газов, заглушка 15 в зажигательной трубке 14 ступени 10, с задержкой ~0,0002 сек., разрушается (плавится) и раскаленные газы основной части 3 метательного заряда, проходят по трубке 14 и воспламеняют часть 20 метательного заряда в ступени 10.

В ступени 10, которая движется в канале ствола вместе с разгонным блоком 7 и снарядом 4, форсировано увеличивается давление и температура пороховых газов и, после достижения достаточного давления пороховых газов в ступени 10 на дно 13 ступени 9, она выталкивается вместе со ступенью 8 и снарядом 4 из крепления во внутреннем диаметре 22 ступени 10 проточкой 11 на ступени 9, создавая дополнительный импульс (фиг. 9, сечение В-В) ускорения снаряда 4 со ступенями 9 и 8 в канале ствола.

При этом из-за того, что ступень 10 и снаряд 4 со ступенями 9 и 8 разгонного блока 7, после разъединения и продолжения горения пороха части 20 метательного заряда в ступени 10 в изменяющемся объеме и в движении, пикового повышения давления в одной точке канала ствола не происходит и, как это показано на графике (фиг. 9), не превышает предельно допустимого давления упругого сопротивления ствола.

К тому же, ступень 10, кратковременно замедляет свое ускорение в канале ствола из-за импульса давления пороховых газов на ее внутреннюю донную часть 13, направленного навстречу движения расширяющимся пороховым газам основной части метательного заряда 3, за счет этого упругие пороховые газы идущие вслед за ступенью 10, наталкиваются на ее дно 13 и создают обратную ударную волну в упругой газовой среде с повышением давления за ступенью 10, что вызывает дополнительный разгон ступени 10 и сжатие газовой среды между ступенью 10 и снарядом 4 со ступенями 9 и 8, создавая дополнительный импульс (фиг. 9, сечение В1-В1) его ускорения в канале ствола, что обеспечивает условие для более быстрого и полного сгорания основной части 3 метательного заряда, а также выравнивания давления пороховых газов за ступенью 10, при этом ступень 10 продолжает движение по каналу ствола с одинаково высоким давлением пороховых газов за ступенью и перед ней.

При прохождении снарядом 4 со ступенями 9 и 8 одной четверти канала ствола (фиг. 9, сечение В-В), от высокой температуры и давления пороховых газов части 20 метательного заряда ступени 10, заглушка 15 в зажигательной трубке 14 ступени 9, с задержкой ~0,0002 сек, разрушается (плавится) и раскаленные пороховые газы заряда проходят по зажигательной трубке 14 и воспламеняют часть 20 метательного заряда в ступени 9.

В ступени 9, которая движется в канале ствола вместе со ступенью 8 и снарядом 4, форсировано увеличивается давление и температура пороховых газов и, после достижения достаточного давления пороховых газов в ступени 9 на дно 13 ступени 8, она выталкивается вместе со снарядом 4 из крепления во внутреннем диаметре 22 ступени 9 проточки 11 ступени 8, создавая дополнительный импульс (фиг. 9, сечение Г-Г) ускорения снаряда 4 со ступенью 8 в канале ствола.

При этом из-за того, что ступень 9 и снаряд 4 со ступенью 8, после разъединения и продолжения горения пороха части 20 метательного заряда ступени 9 в изменяющемся объеме и в движении со сверхзвуковой скоростью, пикового повышения давления в одной точке канала ствола не происходит и, как это показано на графике (фиг. 9), не превышает предельно допустимого давления упругого сопротивления ствола.

К тому же, ступень 9, кратковременно замедляет свое ускорение в канале ствола из-за импульса давления пороховых газов на ее внутреннюю донную часть 13, направленного навстречу расширяющимся пороховым газам заряда 20 ступени 10, за счет этого упругие пороховые газы идущие вслед за ступенью 9, наталкиваются на ее дно 13 и создают ударную обратную волну в упругой газовой среде с повышением давления за ступенью 9, что вызывает дополнительный разгон ступени 9 и сжатие газовой среды между ступенью 9 и снарядом 4 со ступенью 8, создавая дополнительный импульс (фиг. 9, сечение Г1-Г1) его ускорения в канале ствола, чем обеспечиваются условия для полного сгорания части 20 метательного заряда ступени 9 и выравнивания давление пороховых газов за ступенью 9, при этом ступень 9 продолжает движение по каналу ствола с одинаково высоким давлением за ступенью и перед ней.

При прохождении снарядом 4 со ступенью 8, двух четвертей длины канала ствола (фиг. 9, сечение Г-Г), от высокой температуры и давления пороховых газов части 20 метательного заряда ступени 9, заглушка 15 в зажигательной трубке 14 ступени 8, с задержкой ~0,0002 сек, разрушается (плавится) и раскаленные газы части 20 метательного заряда ступени 9 проходят по зажигательной трубке 14 ступени 8 и воспламеняют часть 20 метательного заряда в ней.

В ступени 8, которая движется в канале ствола вместе со снарядом 4, форсировано увеличивается давление и температура пороховых газов и, после достижения достаточного давления пороховых газов в ступени 8 на донышко 24 снаряда 4, он выталкивается из крепления во внутреннем диаметре 22 ступени 8 цилиндрической поверхности 5 на донной части снаряда, создавая дополнительный импульс (фиг. 9, сечение Д-Д) ускорения снаряда 4 в канале ствола.

При этом из-за того, что ступень 8 и снаряд 4, после разъединения и продолжения горения пороха части 20 метательного заряда ступени 8 в изменяющемся объеме и в движении со сверхзвуковой скоростью, пикового повышения давления в одной точке канала ствола не происходит и, как это показано на графике (фиг. 9), не превышает предельно допустимого давления упругого сопротивления ствола.

К тому же, ступень 8, кратковременно замедляет свое ускорение в канале ствола из-за импульса давления пороховых газов на ее внутреннюю донную часть 13, направленного навстречу расширяющимся пороховым газам части 20 метательного заряда ступени 9, за счет этого упругие пороховые газы идущие вслед за ступенью 8, наталкиваются на ее дно 13 и создают ударную обратную волну в упругой газовой среде с повышением давления за ступенью 8, что вызывает дополнительный разгон ступени 8 и сжатие газовой среды между ступенью 8 и снарядом 4, создавая дополнительный импульс (фиг. 9, сечение Д1-Д1) его ускорения в канале ствола, чем обеспечиваются условия для полного сгорания части 20 метательного заряда ступени 9 и выравнивания давления пороховых газов за ступенью 8, а это приводит к выравниванию среднего - большого давления пороховых газов по всему каналу ствола, полностью сгоревших всех частей метательного заряда, включая основную часть 3 в гильзе 1 и частей 20 метательного заряда в ступенях 10, 9, 8.

Тем самым осуществляется "сопровождение" снаряда 4, высоким давлением пороховых газов в канале ствола, с его постоянным динамичным разгоном до вылета из ствола (фиг. 9, сечение Е-Е), что и позволяет достигнуть начальной скорости снаряда от 2200 м/сек до 2500 м/сек.

Предлагаемый высокоскоростной боеприпас для огнестрельного оружия, имеет следующие преимущества:

- увеличение начальной скорости снаряда до 2500 м/сек и более, при использовании разгонного блока с одной или с несколькими ступенями, осуществляется за счет максимального использования энергетических возможностей метательного заряда, за счет увеличения его КПД с 20%-35% до 60%-80%;

- увеличение начальной скорости снаряда, осуществляется без увеличения объема метательного заряда и, соответственно, без увеличения отката (отдачи) которое рассчитывается по величине импульса срабатывания основной части метательного заряда в гильзе, а эта часть, в высокоскоростном боеприпасе, всегда будет меньше, чем весь метательный заряд в нем;

- уровень акустического давления выстрела становится меньше, за счет разделения его на части, при увеличении продолжительности звукового эффекта на 1-2 миллисекунды;

- высокоскоростной боеприпас, позволяет его использовать в нарезном и в гладкоствольном оружие любого калибра, с начальной скоростью снаряда, допустимой для каждого вида оружия.

Изготовление, отработка и исследование элементов и в целом, высокоскоростного боеприпаса калибром 7,62×54R и 14,5×114 Б-32 показало объективность увеличения начальной скорости снаряда за счет его постоянного "сопровождения" высоким давлением пороховых газов в канале ствола, при этом последовательное воспламенение частей метательного заряда в ступенях разгонного блок и повторяющиеся периоды пиродинамики, с образованием обратных ударных волн в упругой газовой среде, позволяют сделать вывод, что предложенное техническое решение отвечает требованиям новизны и промышленной применимости.

При этом отсутствие необходимости изменять внешние элементы конструкции высокоскоростного боеприпаса, по сравнению со стандартными аналогами, а также предсказуемость процессов пиродинамики в канале ствола, позволяет серийно производить высокоскоростные боеприпасы любого калибра и использовать их в существующих и новых видах оружия.

Источники информации принятые во внимание при разработке технического решения, высокоскоростной боеприпас для огнестрельного оружия:

1. УДК 620. 179

Валерик Сергеевич Айрапетян.

"Модернизация патронов для стрелкового оружия"

СГУГиТ, 630108, г. Новосибирск, ул. Плахотного, д. 10, kat.suit@ssga.ru

2. М. Дегтерев

"В погоне за скоростью. Модернизация патронов для стрелкового оружия", Журнал "Калашников", №5, 2015 г.

3. С.Г. Митичкин и др.

"Боеприпасы нового поколения", г. Москва, 1997 г., типография "Академия МВД России".

4. Е.В. Чурбанов

"Внутренняя баллистика" (учебник)

Издательство "ВАОЛКА" им. М.И. Калинина, 1975 г.

5. УДК 623. 52 (07)

Горохов М.С.

"Внутренняя баллистика ствольных систем", ЦНИИ информации, 1985 г., Москва.

6. И. Стрижнев

"Артиллерийские орудия кратного действия" - 1944-1948 г.

Управление по изобретениям и открытиям Гостехники СССР,

Москва, 05.02.1949 г. (заявка №366173).

7. Патенты:

Патент России №14214 от 27.08.1908 г - аналог;

US 1944834 от 30.01.1934 г - аналог; RU 2577163 С1 - аналог;

RU 2102693 C1 - аналог; RU 2372581 C1 - аналог;

RU 2669242 C1; RU 5297934 C2; RU 2301954 C1; RU 2522753 C1; RU 2413169 C1;

RU 2588287 C1; RU 2460033 C1; RU 138948 U1 - прототип.

8. Бетехнин C.A., Виницкий M.A. и др. "Газодинамические основы внутренней баллистики". Издательство оборонной промышленности,

Москва - 1957 г.

9. Профессор Горохов М.С., "Внутренняя баллистика". Отчет СФТИ при ТГУ им. В.В. Куйбышева, г. Томск, 1950 г.

10. А.А. Потапов, "Искусство снайпера", Москва, издательство ФАИР-ПРЕСС, 2005 г., ISBN 5-8183-0360-8/.

Раздел 9. Понятие об упругом сопротивлении ствола.

11. Дж. Корнер

"Внутренняя баллистика орудий", перевод с английского, под редакцией профессора И.П. Граве. "И*Л", Издательство иностранной литературы, Москва, 1952 г.

12. Российская Академия ракетных и артиллерийских наук. "Баллистика ствольных систем".

(библиотека разработчика-исследователя)

Монография. Под ред. д-ра техн. наук, профессора Л.Н. Лысенко и академика РАН, д-ра техн. наук, А.М. Липаева. Авторы: Бурлов Владимир Васильевич и другие. - Москва: Машиностроение, 2006 г. - 461 с - ISBN 5-217-03330-4.

Claims

1. Высокоскоростной боеприпас для огнестрельного оружия, содержащий гильзу, капсюль-воспламенитель, метательный заряд и снаряд, закрепленный в гильзе, при этом метательный заряд состоит, по меньшей мере, из двух частей с возможностью их последовательного воспламенения, при этом основная часть метательного заряда размещена непосредственно в гильзе, а другая ее часть размещена в цилиндрическом разгонном блоке, установленного по оси гильзы, при этом разгонный блок выполнен из одной или нескольких ступеней в виде стаканов скрепленных между собой, в донных частях которых имеются запальные средства, отличающийся тем, что запальные средства выполнены в виде зажигательных трубок, отверстия которых плотно закрыты быстро разрушаемыми заглушками, при этом на донной части снаряда, по его оси, совпадающей с осью гильзы, выполнена цилиндрическая поверхность, оканчивающаяся торцом, для фиксированной установки и крепления на ней разгонного блока.

2. Боеприпас по п. 1, отличающийся тем, что разгонный блок, внутренним диаметром своей ступени, ближайшей к донной части снаряда, установлен и закреплен на цилиндрической поверхности снаряда, с упором в торец, которым оканчивается эта поверхность.

3. Боеприпас по п. 1, отличающийся тем, что на наружной, задней поверхности каждой ступени разгонного блока, со стороны дна, имеется проточка оканчивающаяся торцом, для установки и крепления на ней, с упором в торец, другой ступени, при этом на проточке ступени, ближайшей к донной части гильзы, устанавливается и крепится средство фиксации консольной части разгонного блока по оси гильзы

4. Боеприпас по п. 1 или 3, отличающийся тем, что средство фиксации консольной части разгонного блока по оси гильзы выполнено в виде втулки с наружным диаметром, равным наружному диаметру разгонного блока, с тремя и более упругими лепестками, равномерно расположенными по периметру ее нижней части, при этом втулка верхним концом установлена и закреплена на наружной проточке, первой от дна гильзы ступени разгонного блока с равномерным упором упругих лепестков на нижней части втулки в боковую внутреннею поверхность гильзы, к тому же упругие лепестки имеют дугообразный продольный профиль, при этом фиксирующая втулка выполнена из быстро сгораемого материала.

5. Боеприпас по п. 1, отличающийся тем, что каждая ступень разгонного блока имеет в своей передней части дугообразное в продольном сечении сужение внутреннего диаметра на 5% до 40%, образуя сопло Лаваля.

6. Боеприпас по п. 1, отличающийся тем, что запальные средства в виде зажигательных трубок выполнены с наружной стороны в центральной части дна каждой ступени разгонного блока, и имеют внутренний диаметр от 0,5 мм до 4,0 мм и длину от 0,5 мм до 8,0 мм.

7. Боеприпас по п. 1 или 6, отличающийся тем, что отверстие в зажигательной трубке каждой ступени разгонного блока с внешней стороны плотно закрыто путем запрессовки в него заглушки из быстро разрушаемого материала, типа сплава "Розе", при этом толщина в центральной части заглушки - от 0,1 мм до 3,0 мм, в зависимости от времени задержки, от 0,0002 с до 0,006 с - воспламенения части метательного заряда в каждой ступени разгонного блока.

8. Боеприпас по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр разгонного блока и соответственно каждой его ступени меньше калибра ствола оружия на 0,5% до 1,5%.

9. Боеприпас по п. 1, отличающийся тем, что дно в каждой ступени разгонного блока выполнено выпуклым, в виде части сферы.

10. Боеприпас по п. 1, отличающийся тем, что каждая ступень разгонного блока снаряжена частью метательного заряда с большей скоростью горения, чем скорость горения основной части метательного заряда в гильзе.