RU193315U1

RU193315U1 - Пуля для стрелкового оружия с твердосплавным сердечником

Info

Publication number: RU193315U1
Application number: RU2019113549U
Authority: RU
Inventors: Валерий Сергеевич Фадеев; Юрий Леонидович Чигрин; Олег Викторович Довгаль; Александр Викторович Конаков; Николай Михайлович Паладин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Сфера" (ООО "Сфера")
Priority date: 2019-05-06
Filing date: 2019-05-06
Publication date: 2019-10-23

Abstract

Полезная модель относится к боеприпасам, в частности к пулям с твердосплавным сердечником с повышенной плотностью для автоматического оружия и винтовок, имеющим высокую пробивную способность, высокую кучность боя и сниженные затраты на изготовление. Задачей заявляемого технического решения является повышение поражающей способности пули и повышение технологичности ее изготовления. В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат - повышение бронепробиваемости и кучности боя при стрельбе, снижение затрат на изготовление пули. Указанный технический результат достигается заявляемой пулей для стрелкового оружия с твердосплавным сердечником, содержащей оболочку, свинцовую рубашку и твердосплавный сердечник, имеющий головную и хвостовую части, длина сердечника равна (2,21÷3,48)d, смещение заднего торца сердечника от заднего торца оболочки равно (0,1÷0,4)d, головная часть сердечника выполнена конусообразной формы, диаметр основания конуса головной части равен (0,72-0,86)d, имеет фаску по торцу хвостовой части, номинальная масса сердечника равна (34÷62)% массы пули, отличающийся тем, что головная часть сердечника имеет длину, равную (0,58÷1,65)d, где d -калибр пули, хвостовая часть сердечника имеет форму цилиндра, диаметр которого равен диаметру основания конуса, головная часть конуса имеет вершину в виде полусферы диаметром не более 0,9 мм, все поверхности сердечника получены прессованием, спеканием и галтовкой, фаска по торцу хвостовой часть сердечника равна (0,15÷0,40) мм, твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе (88-98)%, остальное кобальт и имеет предел прочности на изгиб не менее 1475 МПа, отклонение массы сердечника от номинального значения (Мн) находится в пределах поля допуска, равного (0,011-0,0585)Мн, где Мн - номинальная масса сердечника.

Description

Полезная модель относится к боеприпасам, в частности к пулям с твердосплавным сердечником с повышенной плотностью для автоматического оружия и винтовок, имеющим высокую пробивную способность, высокую кучность боя и сниженные затраты на изготовление.

Известна пуля для патронов стрелкового оружия, включающая оболочку, свинцовую рубашку и сердечник, отличающаяся тем, что сердечник выполнен по форме в виде сочетания, по меньшей мере, двух усеченных конусов головной и хвостовой частей, при этом образующие усеченного конуса головной части выполнены под углом 20,0-65,0° с диаметром меньшего основания 0,02-0,3 калибра, а образующие усеченного конуса хвостовой части выполнены с углом от 15 мин до 1°, при этом сердечник смонтирован в оболочке с фиксацией его положения - спереди в зоне головной части оболочки, а в тыльной части упором усеченного конуса хвостовой части сердечника через свинцовую рубашку о внутреннюю поверхность оболочки. (Патент RU №2468332, заявка №2011105037 от 11.02.2011, МПК F42B 12/04).

Недостатком известного технического решения является нетехнологичность изготовления сердечника. Все поверхности сердечника подвергаются механической обработке (шлифованию). Конус хвостовой части также получают шлифованием. Головная часть конуса имеет площадку диаметром 0,02-0,3 калибра. Такое исполнение головной части снижает пробивную способность сердечника. Материал сердечника не определен, что не позволяет в полной мере оценить его тактико-технические характеристики.

Известна пуля для снайперского патрона, содержащая оболочку, свинцовую рубашку и твердосплавный сердечник, имеющий головную и хвостовую части, длина сердечника равна (2,21÷3,48)d, головная часть сердечника выполнена конусообразной формы, имеет контактную площадку, диаметр которой равен (0,018÷0,25)d, поверхность хвостовой части сердечника имеет шероховатость не выше Ra 1,6, масса сердечника равна (34÷62)% массы пули, а твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе (85-96)%, отличающаяся тем, что хвостовая часть сердечника имеет форму усеченного конуса с диаметром меньшего основания в хвостовой части и углом наклона образующей к плоскости основания (0,25-1,5)°, смещение заднего торца сердечника от заднего торца оболочки равно (0,1÷0,4)d, где d - калибр пули, соосность конуса головной части и конуса хвостовой части не более (0,02-0,03) мм, разброс по массе пули и сердечника в поле допуска составляет (0,03-0,05) г. Кроме этого, разностенность оболочки составляет не более 0,01 мм, а свинцовой рубашки не более 0,02 мм, расстояние от внутренней передней стенки оболочки до переднего торца сердечника не более 0,6d, масса свинцовой рубашки равна (5÷20)% от массы пули, предел прочности материала пули на сжатие не менее 4000 МПа, на изгиб не менее 2000 МПа, коэффициент интенсивности напряжений К1С не ниже 8 МПа м1/2, твердость HRA не ниже 85.0 единиц, хвостовая часть сердечника имеет фаску или радиус закругления до 0,15d. (Патент на полезную модель RU №170528, заявка №2016114484 от 14.04.2016 МПК F42B 12/04). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Недостатками известного технического решения являются:

Недостаточная бронепробиваемость. Головная часть конуса сердечника имеет площадку диаметром (0,018÷0,25)d, где d-диаметр калибра. Такое исполнение головной части снижает пробивную способность сердечника. Материал сердечника определен как твердый сплав с содержанием карбида вольфрама по массе (85-96)%, что ограничивает область применения твердых сплавов с более высоким содержанием карбида вольфрама.

Разброс по массе сердечника в поле допуска составляет (0,03-0,05) г, что для снайперского сердечника оправдано, но для стрелкового оружия экономически не выгодно.

Нетехнологичность изготовления сердечника. Поверхность хвостовой части сердечника, чтобы иметь шероховатость поверхности не более Ra 1,6, должна подвергаться механической обработке (шлифованию). Это требует значительных дополнительных затрат на оборудование, инструмент, организацию производства.

Задачей заявляемого технического решения является повышение поражающей способности пули и повышение технологичности ее изготовления.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат - повышение бронепробиваемости и кучности боя при стрельбе, снижение затрат на изготовление пули.

Указанный технический результат достигается заявляемой пулей для стрелкового оружия с твердосплавным сердечником, содержащей оболочку, свинцовую рубашку и твердосплавный сердечник, имеющий головную и хвостовую части, длина сердечника равна (2,21÷3,48)d, смещение заднего торца сердечника от заднего торца оболочки равно (0,1÷0,4)d, головная часть сердечника выполнена конусообразной формы, диаметр основания конуса головной части равен (0,72-0,86)d, имеет фаску по торцу хвостовой части, номинальная масса сердечника равна (34÷62)% массы пули, отличающаяся тем, что головная часть сердечника имеет длину, равную (0,58÷1,65)d, где d - калибр пули, хвостовая часть сердечника имеет форму цилиндра, диаметр которого равен диаметру основания конуса, головная часть конуса имеет вершину в виде полусферы диаметром не более 0,9 мм, все поверхности сердечника получены прессованием, спеканием и галтовкой, фаска по торцу хвостовой части сердечника равна (0,15÷0,40) мм, твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе (88-98)%, остальное кобальт и имеет предел прочности на изгиб не менее 1475 МПа, отклонение массы сердечника от номинального значения (Мн) находится в пределах поля допуска, равного (0,011-0,0585)Мн, где Мн - номинальная масса сердечника.

Изменение соотношений конструктивных параметров сердечника вышеуказанных пределов заметно повлияет на тактико-технические характеристики пули.

Уменьшение длины сердечника менее 2,21 калибра снижает его массу и снижает пробивное действие из-за уменьшения удельного давления на преграду.

Увеличение длины сердечника более 3,48 калибра снижает пробивное действие из-за уменьшения его устойчивости.

Оптимизация геометрических параметров головной части сердечника, выполнение ее в форме конуса с диаметром основания (0,72-0,86)d и длиной, равной (0,58÷1,65)d, где d - калибр пули, изготовление сердечника из более тяжелых сплавов с высоким содержанием карбида вольфрама позволили повысить броневую пробиваемость сердечника. Твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе (88-98)%, остальное кобальт и имеет предел прочности на изгиб не менее 1475 МПа. Увеличение пробиваемости достигнуто за счет увеличения удельной энергии соударения на единицу площади в начальный период контакта сердечника с броневой преградой.

Сердечник с вершиной конусной части, выполненной в виде полусферы, диаметр которой равен не более 0,9 мм, разрушает металлическую броню по смешанному механизму пробития (разрушения). В месте контакта появляются области, с сильно локализованной пластической деформацией, называемые плоскостями адиабатического сдвига (ПАС), в окрестностях которых концентрируется тепло. Быстрое деформирование металла приводит к локализованному нагреву контакта и катастрофическому разрушению брони в виде плавления. Выполняя вершину конусной части сердечника в виде полусферы, диаметр которой равен не более 0,9 мм, мы получаем стабильные результаты по пробитию брони, так как каждый раз повторяется один и тот же механизм пробития к образованию ПАС, в первой стадии пробития брони и хрупким разрушение тыльной стороны бронеплиты, во второй стадии пробития плиты. При реализации такого механизма пробития, не происходит хрупкого разрушения сердечника, он сохраняет свою форму, а реализация менее энергоемкого, хрупкого разрушения тыльной стороны бронеплиты сохраняет его кинетическую энергию, а, следовательно, запреградное поражающее действие. Благодаря оптимизации геометрии головной части сердечника (выполнение вершиной конусной части в виде полусферы), в отличие от прототипа, имеющий в головной части контактную площадку, реализующий на первой стадии пробития брони очень энергоемкий механизм, растрачивая кинетическую энергию сердечника с образованием ПАС, оставляя при этом значительно меньше энергии для реализации второй стадии, хрупким разрушением тыльной стороны бронеплиты, на первом этапе внедрения в броню предлагаемого сердечника реализуется механизм пробития проколом с расплавлением металла и меньшими потерями кинетической энергии, с запасом, для реализации второго этапа, когда сердечник выходит из брони, а именно хрупкого разрушения тыльной стороны бронеплиты, тем самым повышая запреградное поражающее действие.

Получение поверхности вершины головной части, головной части, хвостовой и фаски по торцу хвостовой части сердечника прессовым инструментом на стадии прессования и галтовки после спекания, позволили значительно снизить затраты на изготовление пули. Выполнение хвостовой части сердечника в форме цилиндра упростило технологию его изготовления. Наличие фаски по торцу хвостовой часть сердечника, равной (0,15÷0,40) мм, позволяет повысить надежность технологического процесса, исключить выпадение сердечника из свинцовой рубашки при сборке пули и снизить затраты на изготовление пули. Отклонение массы сердечника от номинального значения (Мн) в пределах поля допуска, равного (0,011-0,0585)Мн, где Мн - номинальная масса, позволяет получать партии сердечников с минимальным разбросом по массе сердечника и повысить кучность стрельбы за счет уменьшения разброса по массе сердечников, предназначенных для одной партии изготовления патронов.

Соотношения конструктивных параметров пули определены в зависимости от калибра патрона d.

На фиг. 1 представлена пуля, состоящая из биметаллической оболочки 1, свинцовой рубашки 2 и твердосплавного сердечника 3. Сердечник 3 состоит из головной части 3.1 в форме конуса и хвостовой части 3.2. Вершина конусной головной части 3.1 сердечника выполнена в виде полусферы 3.1.1. диаметром D₁ не более 0,9 мм. Хвостовая часть 3.2 имеет форму цилиндра, диаметр которого равен диаметру конуса головной части 3.1 и равен D₂=(0,72-0,86), имеет фаску 3.2.1 по торцу хвостовой части сердечника 3. Длина 1₀ сердечника 3 равна 1₀=(2,21÷3,48)d, длина 1₁ головной части 3.1 сердечника 3 равна 1₁=(0,58-1,65)d, смещение заднего торца сердечника 3 от заднего торца оболочки 1 равно 1₂=(0,1÷0,4)d.

Проводились сравнительные испытания пуль, изготовленных по прототипу и предлагаемому техническому решению.

Твердосплавные сердечники пуль изготавливали из вольфрамокобальтовых порошков с содержанием карбида вольфрама 92% и 97% по массе и содержанием кобальта 8% и 3% соответственно. Спекание проводили в две стадии: предварительное - с целью удаления пластификатора в водородной атмосфере и окончательное вакуумно-компрессионное в печи VKPgr 50/90/50 фирмы Degussa. Плотность сердечников после спекания равнялась 14,8 г/см² и 15,2 г/см² у сердечника с содержанием кобальта 8% и 3% соответственно. Сборка пуль проводилась на ФКП АПЗ «Вымпел».

Проведено определение пробивной способности пуль снаряженных сердечниками, изготовленных по прототипу и предлагаемому техническому решению при стрельбе из пулемета РПК74 по ОСТ В3-300-75, по броне марки 2П толщиной 10 мм, установленной вертикально по углом 90° к направлению стрельбы на дистанции 100 м были проведены сравнительные затраты на изготовление пуль, изготовленных по предлагаемому техническому решению и техническому решению прототипа. Процент пробития пули с сердечником, имеющим параметры прототипа, составил 98%. Процент пробития пули с сердечником, имеющим параметры предлагаемого технического решения, составил 100%. Отсутствие операций шлифования головной конусной и хвостовой части сердечника позволили снизить затраты на изготовление пули до (6-8)%, а наличие фаски по торцу хвостовой часть сердечника, равной (0,15÷0,40) мм, повысить качество сборки пули.

Результаты сравнительных испытаний подтвердили высокую пробивную способность предлагаемой пули и снижение затрат на изготовление по сравнению с прототипом при сохранении хорошей кучности боя.

Claims

Пуля для стрелкового оружия с твердосплавным сердечником, содержащая оболочку, свинцовую рубашку и твердосплавный сердечник, имеющий головную и хвостовую части, длина сердечника равна (2,21÷3,48)d, смещение заднего торца сердечника от заднего торца оболочки равно (0,1÷0,4)d, головная часть сердечника выполнена конусообразной формы, диаметр основания конуса головной части равен (0,72-0,86)d, имеет фаску по торцу хвостовой части, номинальная масса сердечника равна (34÷62)% массы пули, отличающаяся тем, что головная часть сердечника имеет длину, равную (0,58÷1,65)d, где d - калибр пули, хвостовая часть сердечника имеет форму цилиндра, диаметр которого равен диаметру основания конуса, головная часть конуса имеет вершину в виде полусферы диаметром не более 0,9 мм, все поверхности сердечника получены прессованием, спеканием и галтовкой, фаска по торцу хвостовой части сердечника равна (0,15÷0,40) мм, твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе (88-98)%, остальное кобальт и имеет предел прочности на изгиб не менее 1475 МПа, отклонение массы сердечника от номинального значения (Мн) находится в пределах поля допуска, равного (0,011-0,0585)Мн, где Мн - номинальная масса сердечника.