RU2075035C1

RU2075035C1 - Bullet

Info

Publication number: RU2075035C1
Authority: RU
Inventors: М.А. Митрохов; Н.В. Забелин
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения
Priority date: 1985-11-14
Filing date: 1985-11-14
Publication date: 1997-03-10

Abstract

FIELD: small arms ammunition, especially ammunition for shooting at subsonic muzzle velocities. SUBSTANCE: bullet has an envelope with lead and steel slugs successively located in it in the direction to the tip. Generating line of the bullet tail section looks like an are, whose center is in the plane of transition of the tail section to the leading one, and a linear section conjugate to it. The cross- section diameter of the tail section in the point of conjugation equals 0.9 to 1.0 of the caliber, and the arc length equals 0.3 to 0.7 of the tail section length. Besides, a smooth transition may be made from the linear section of the generating line of the tail section to its bottom section along the arc of the tail section to the leading one. The length of the mentioned arc equals 0.2 to 0.4 of the length of the tail section, and the lengths of the linear and curved sections in the generating line leading section equal 0.3 to 0.5 of the tail section length. EFFECT: improved design. 3 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к боеприпасам стрелкового оружия и особенно к боеприпасам, предназначенным для стрельбы с начальными дозвуковыми скоростями. The present invention relates to ammunition of small arms and especially to ammunition intended for firing at initial subsonic speeds.

В настоящее время к патронам с дозвуковыми скоростями полета предъявляются требования по улучшению кучности боя, так как стоящие на вооружении патроны не удовлетворяют этим требованиям. Известны патроны, обладающие высокой кучностью стрельбы. Спортсмены используют целевой винтовочный патрон высокой кучности боя "Экстра" чертеж 24ВЛ 010 Сб, инв. N 02853, ЦНИИТОЧМАШ, пуля которого состоит из томпаковой оболочки, сплошного свинцового сердечника. Недостатками этой пули является использование дефицитных и дорогостоящих томпаковой оболочки и свинцового сердечника. Применение спортивных целевых патронов в качестве боевых нецелесообразно ввиду не только дороговизны материалов, применяемых для их изготовления, но из-за трудоемкости технологии (малых допусков и большого количества контрольных операций) и недостаточного пробивного действия вследствие отсутствия стального сердечника. Currently, for cartridges with subsonic flight speeds are required to improve the accuracy of the battle, as the cartridges in service do not satisfy these requirements. Ammunition with high accuracy of fire is known. Athletes use the “Extra” high-accuracy target rifle cartridge, drawing 24VL 010 Sat, inv. N 02853, TSNIITOCHMASH, the bullet of which consists of a tompac shell, a solid lead core. The disadvantages of this bullet is the use of scarce and expensive tompak shell and lead core. The use of sports target cartridges as combat cartridges is impractical because of not only the high cost of the materials used for their manufacture, but also because of the complexity of the technology (small tolerances and a large number of control operations) and insufficient penetration due to the absence of a steel core.

Прототипом предлагаемого изобретения является пуля ВСС 130 (чертеж инв. N 2010, ЦНИИТОЧМАШ, 1983). The prototype of the invention is a BCC 130 bullet (drawing inv. N 2010, TSNIITOCHMASH, 1983).

Она состоит из биметаллической оболочки и последовательно расположенных в ней стального и свинцового сердечников. Оболочка имеет головную, ведущую и хвостовую части. Хвостовая часть выполнена традиционно для существующих классических конструкций пуль и имеет форму усеченного конуса. It consists of a bimetallic shell and sequentially located in it steel and lead cores. The shell has a head, leading and tail parts. The tail section is traditionally made for existing classic bullet designs and has the shape of a truncated cone.

Переход от цилиндрической ведущей к конической хвостовой части осуществляется резко и представляет собой в продольном сечении ломаную кривую линию. Переход хвостовой части в донный срез также представляет в продольном сечении ломаную кривую линию. Описанная выше конструкция пуль позволила достигнуть высокой кучности при стрельбе из длинноствольного оружия с начальной скоростью порядка 800 м/с. Испытания патронов с пулями данной конструкции при стрельбе с начальной скоростью 300 м/с показали значительное ухудшение кучности, по характеристике R₁₀₀ в 2,5.3,0 раза. Ухудшение кучности объясняется следующим. В процессе выстрела в момент вылета пули из канала ствола между местом перехода ведущей части в хвостовую и дульным срезом образуется кольцевой зазор. Вследствие неточности изготовления пули (несоосности ведущей и хвостовой частей), а также несовпадения оси пули с осью канала ствола во время движения по нему, кольцевой зазор начинает образовываться с одной стороны, то есть в этот момент только часть периметра ведущей части пули выходит из ствола, а другая часть еще связана с ним. Пороховые газы, прорываясь в зазор, еще больше усиливают неравномерность его образования и придают пуле начальные возмущения, вызывающие смещение хвостовой части пули относительно оси канала ствола, которые ухудшают кучность стрельбы. В этот момент также происходит снятие части внешних сил, наложенных на пулю стволом, т. е. при выходе из ствола происходит распружинивание ствола и пули, и она получает дополнительный толчок, усиливающий возмущения. При стрельбе с начальной скоростью 300 м/с истекающие в зазор газы действуют на пулю в 2,7 раза дальше, чем при стрельбе с начальной скоростью 800 м/с, соответственно и импульс силы, действующий со стороны пороховых газов на пулю с начальной скоростью 300 м/с, почти в три раза больше. Таким образом, начальные возмущения, получаемые пулей с начальной скоростью 300 м/с, значительно больше, соответственно хуже и кучность. Из литературы известно (Смирнов Л.И. Движение вращающегося снаряда в воздушной среде. Л. ЛМИ, 1976), что сопротивление пули на полете складывается из: волнового сопротивления, сопротивления поверхностного трения и вихревого (донного) сопротивления. На больших сверхзвуковых скоростях полета (V > 2M, где V скорость полета, М V/a число Маха, а скорость звука в воздухе) основным является волновое сопротивление, определяемое формой и размерами головной части пули, оно составляет 60.70% от общего.The transition from the cylindrical leading to the conical tail is carried out abruptly and is a longitudinal broken line in a longitudinal section. The transition of the tail to the bottom section also represents a broken curved line in a longitudinal section. The bullet design described above made it possible to achieve high accuracy when firing from long-barreled weapons with an initial speed of about 800 m / s. Tests of cartridges with bullets of this design when firing at an initial speed of 300 m / s showed a significant deterioration in accuracy, according to the R ₁₀₀ characteristic, 2.5.3.0 times. The deterioration in accuracy is explained by the following. In the process of firing at the time of the bullet’s departure from the barrel channel, an annular gap is formed between the transition point of the leading part to the tail and the muzzle section. Due to the inaccuracy of the manufacture of the bullet (misalignment of the leading and tail parts), as well as the mismatch of the axis of the bullet with the axis of the barrel while moving along it, an annular gap begins to form on one side, that is, at this moment only part of the perimeter of the leading part of the bullet comes out of the barrel, and the other part is still connected with him. Powder gases, breaking into the gap, further increase the unevenness of its formation and give the bullet initial disturbances that cause the tail of the bullet to shift relative to the axis of the barrel, which impair the accuracy of fire. At this moment, part of the external forces superimposed on the bullet by the barrel is also removed, i.e., when the barrel and bullet are exiting, the barrel is pulled apart, and it receives an additional impulse that reinforces the disturbances. When firing at an initial speed of 300 m / s, the gases flowing into the gap act on the bullet 2.7 times further than when firing at an initial speed of 800 m / s, respectively, and a force impulse acting on the side of the powder gases at the bullet with an initial speed of 300 m / s, almost three times more. Thus, the initial perturbations received by the bullet with an initial velocity of 300 m / s are much larger, and the accuracy is accordingly worse. From the literature it is known (Smirnov LI The movement of a rotating projectile in the air. L. LMI, 1976) that the resistance of a bullet in flight consists of: wave resistance, surface friction resistance and vortex (bottom) resistance. At large supersonic flight speeds (V> 2M, where V is the flight speed, M V / a is the Mach number, and the speed of sound in air), the main impedance is wave impedance, determined by the shape and size of the bullet head, it is 60.70% of the total.

На больших дозвуковых скоростях 0,7.1,0 М основным является донное сопpотивление, определяемое формой и размерами хвостовой части, оно составляет 60.80% от общего сопротивления. При полете пули со скоростями больше скорости звука возникает баллистическая волна от головной части пули, на дозвуковых скоростях ее нет, но при больших дозвуковых скоростях 0,7.1,0 М возникают локальные (местные) баллистические волны малой интенсивности. Они появляются в местах резких переходов поверхностей пули: ведущей части в хвостовую, на донном срезе, на канавке пули и ухудшают ее полет. В связи с вышеизложенным можно сделать вывод, что размеры, конфигурация, неточности в изготовлении, резкие переходы хвостовой части пули в ведущую и в донный срез при полете с большими дозвуковыми скоростями оказывают значительное влияние на ее поведение на траектории, внешнебаллистические характеристики и, в конечном счете, на кучность стрельбы. Таким образом, конфигурация хвостовой части и резкие переходы от ведущей части к хвостовой и хвостовой к донному срезу для пули с обычной конической хвостовой частью является неудачными для пуль с большими дозвуковыми скоростями полета. At high subsonic speeds of 0.7.1.0 M, the main is the bottom resistance, determined by the shape and size of the tail, it is 60.80% of the total resistance. When a bullet is flying with speeds greater than the speed of sound, a ballistic wave arises from the bullet head, it does not exist at subsonic speeds, but at high subsonic speeds of 0.7.1.0 M local (local) ballistic waves of low intensity arise. They appear in places of sharp transitions of the bullet surfaces: the leading part to the tail, on the bottom cut, on the groove of the bullet and worsen its flight. In connection with the foregoing, we can conclude that the size, configuration, manufacturing inaccuracies, abrupt transitions of the tail of the bullet to the leading and to the bottom section during flight with high subsonic speeds have a significant impact on its behavior on the trajectory, external ballistic characteristics and, ultimately on accuracy of fire. Thus, the configuration of the tail section and sharp transitions from the leading part to the tail section and tail section to the bottom section for a bullet with a conventional conical tail section are unsuccessful for bullets with high subsonic flight speeds.

Известны снаряды, имеющие плавный переход ведущей части в заостренную хвостовую часть (например патенты Швейцарии N 44105 от 11.05.1908, N 61459 от 8.07.1912 и n 64262 от 18.03.1913). Основной недостаток пуль с такими хвостовыми частями тот, что они являются неустойчивыми на траектории, так как такая удобообтекаемая хвостовая часть развивает отрицательную подъемную силу, которая увеличивает опрокидывающий момент и уменьшает гироскопическую устойчивость, а также создает большие силы и моменты Магнуса на околозвуковых скоростях, которые отрицательно влияют на динамическую устойчивость пуль. Shells are known having a smooth transition of the leading part to the pointed tail part (for example, Swiss patents N 44105 from 05/11/1908, N 61459 from 07/08/1912 and N 64262 from 03/18/1913). The main disadvantage of bullets with such tail parts is that they are unstable on the trajectory, since such a streamlined tail part develops negative lift, which increases the tipping moment and reduces gyroscopic stability, and also creates large Magnus forces and moments at transonic speeds, which are negative affect the dynamic stability of bullets.

Целью данного изобретения является повышение кучности стрельбы и улучшение внешнебаллистических характеристик пуль, преимущественно с дозвуковыми скоростями полета. The aim of this invention is to increase the accuracy of fire and improve the external ballistic characteristics of bullets, mainly with subsonic flight speeds.

Указанная цель достигается тем, что в пуле, содержащей оболочку с головной, ведущей и сужающейся к донному срезу хвостовой частями и последовательно размещенные в оболочке в направлении к ее вершине свинцовый и стальной сердечники, образующая хвостовой части выполнена в виде дуги окружности с центром в плоскости перехода хвостовой части в ведущую и сопряженного с указанного дугой окружности прямолинейного участка, при этом диаметр поперечного сечения хвостовой части в месте их сопряжения равен 0,9-1,0 калибра оружия. This goal is achieved by the fact that in the pool containing the shell with the head, leading and tapering to the bottom section of the tail parts and sequentially placed in the shell towards its apex, lead and steel cores forming the tail section are made in the form of an arc of a circle centered in the transition plane the tail into the lead and the rectilinear section conjugated with the specified arc of the circle, while the diameter of the cross section of the tail at the point of mating is 0.9-1.0 caliber weapons.

Участок образующей в виде дуги окружности выполнен длиной, равной 0,3. 0,7 длины хвостовой части. Кроме того, переход прямолинейного участка образующей хвостовой части к донному срезу может быть выполнен по дуге окружности с центром в плоскости перехода хвостовой части в ведущую часть, при этом длина указанной дуги равна 0,2.0,4 длины хвостовой части, а длины прямолинейного и дугообразного у ведущей части участков образующей равны 0,3.0,5 длины хвостовой части. The plot of the generatrix in the form of an arc of a circle is made with a length equal to 0.3. 0.7 tail lengths. In addition, the transition of the rectilinear portion of the generatrix of the tail portion to the bottom section can be performed along an arc of a circle centered in the plane of transition of the tail portion to the leading portion, while the length of the specified arc is 0.2.0.4 of the length of the tail portion, and the lengths of the rectilinear and curved the leading part of the generatrix sections is equal to 0.3.0.5 of the tail length.

На фиг. 1 общий вид пули с плавным переходом хвостовой части в ведущую; на фиг. 2 общий вид пули с плавным переходом хвостовой части в ведущую и к донному срезу. In FIG. 1 is a general view of a bullet with a smooth transition of the tail into the lead; in FIG. 2 is a general view of a bullet with a smooth transition of the tail into the lead and to the bottom cut.

Пуля содержит оболочку 1, имеющую головную, ведущую и сужающуюся к донному срезу хвостовую части, и последовательно размещенные в оболочке в направлении к ее вершине свинцовый 2 и стальной 3 сердечники. В пуле (фиг.1) образующая хвостовой части (ХЧ) выполнена в виде дуги "а" окружности, имеющей радиус R₁, при этом центр дуги находится в плоскости перехода ХЧ в ведущую часть (ВЧ), и сопряженного с указанной дугой окружности прямолинейного участка "δ". Диаметр поперечного сечения ХЧ в месте сопряжения равен 0,9-1,0 калибра оружия, а длина дуги равна 0,3-0,7 длины хвостовой части.The bullet contains a shell 1, having a head, leading and tapering to the bottom section of the tail, and sequentially placed in the shell towards its apex lead 2 and steel 3 cores. In the pool (Fig. 1), the generatrix of the tail part (CI) is made in the form of an arc "a" of a circle having a radius of R ₁ , while the center of the arc is in the plane of transition of the CI to the leading part (HF), and the circle is rectilinear in conjunction with the specified arc plot "δ". The diameter of the cross-sectional area at the point of coupling is 0.9-1.0 caliber weapons, and the length of the arc is 0.3-0.7 of the length of the tail.

Кроме того, в этой пуле можно выполнить (фиг.2) плавный переход от прямолинейного участка "δ" образующей ХЧ к донному срезу по дуге "в" окружности с радиусом R₂, центр которой находится в плоскости перехода ХЧ в ВЧ. Длина указанной дуги равна 0,2-0,4 длины ХЧ, а длины прямолинейного и дугообразного у ВЧ участков образующей равны по 0,3-0,5 длины ХЧ.In addition, in this pool, you can perform (figure 2) a smooth transition from the rectilinear portion "δ" forming the ChC to the bottom cut along the arc "in" a circle with a radius R ₂ , the center of which is in the plane of the ChC transition in the HF. The length of the specified arc is equal to 0.2-0.4 of the length of the rim, and the lengths of the rectilinear and arched in the RF sections of the generator are equal to 0.3-0.5 of the length of the rim.

Благодаря применению плавного перехода от ведущей части к хвостовой в момент выхода пули из канала ствола образующийся между указанным переходом и дульным срезом кольцевой зазор имеет гораздо меньшую величину, чем у пуль с обычной конической хвостовой частью. Интенсивность образования зазора в данном случае также гораздо ниже и, соответственно, немного меньше по абсолютной величине неравномерность по периметру кольцевого зазора, а отсюда значительно меньше начальные возмущения, действующие на пулю, и лучше кучность стрельбы. Due to the use of a smooth transition from the leading part to the tail at the moment the bullet exits the barrel, the annular gap formed between the transition and the muzzle end is much smaller than that of bullets with a conventional conical tail. The intensity of the gap formation in this case is also much lower and, accordingly, the unevenness along the perimeter of the annular gap is slightly smaller in absolute value, and hence the initial perturbations acting on the bullet are much smaller and the accuracy of fire is better.

При полете пули на траектории плавный переход уменьшает вероятность образования местной баллистической волны, а следовательно, и возмущения, действующие на пулю при полете. When a bullet is flying along a trajectory, a smooth transition reduces the likelihood of the formation of a local ballistic wave, and, consequently, disturbances acting on the bullet during flight.

Кроме того, плавный переход от ведущей части пули к хвостовой улучшает и внешнебаллистические характеристики, уменьшает сопротивление пули на полете из-за безотрывного обтекания пули воздухом, т.е. не будет тратиться энергия пули на образование местной баллистической волны. In addition, a smooth transition from the leading part of the bullet to the tail improves external ballistic characteristics, reduces the resistance of the bullet in flight due to the continuous flow of air around the bullet, i.e. bullet energy will not be spent on the formation of a local ballistic wave.

Чтобы при вылете из канала ствола проявился эффект от использования переходной части, образованной дугой окружности, диаметр поперечного сечения хвостовой части (ХЧ) в месте сопряжения должен быть меньше диаметра канала ствола по полям нарезов, но не менее 0,9 калибра оружия, ибо в противном случае существенно ухудшается кучность стрельбы и внешнебаллистические характеристики пули, т.к. дуга окружности образующей ХЧ будет очень крута, а сопрягающаяся с указанной дугой прямая будет иметь слишком большой угол с осью пули, а поэтому профиль ХЧ изменяется довольно резко. При обтекании такой ХЧ срыв воздушного потока происходит не с донного среза, а с поверхности ХЧ, причем происходит это неравномерно. In order to show the effect of using the transitional part formed by an arc of a circle when departing from the bore, the diameter of the tail section (CC) at the interface should be less than the diameter of the bore along the rifling fields, but not less than 0.9 caliber weapons, otherwise In this case, the accuracy of firing and the external ballistic characteristics of the bullet are significantly deteriorated. the arc of the circle forming the CG will be very steep, and the line connecting with the specified arc will have a too large angle with the axis of the bullet, and therefore the CI profile changes quite sharply. When flowing around such a ChP, the airflow disruption occurs not from the bottom cut, but from the ChP surface, and this happens non-uniformly.

В связи со срывом потока на ХЧ ухудшается поведение пули на траектории, а следовательно кучность стрельбы, а т.к. увеличивается площадь ХЧ, на которую действует разряжение, то увеличивается сила сопротивления на полете и соответственно ухудшаются внешнебаллистические характеристики пули. In connection with a disruption of the flow at the CC, the behavior of the bullet on the trajectory worsens, and therefore the accuracy of firing, and since the rf area increases, on which the vacuum acts, then the drag force increases in flight and, accordingly, the ballistic characteristics of the bullet deteriorate.

При величине диаметра > 1,0 калибра эффект от использования переходной части, образованной дугой окружности, исчезает, т.к. диаметр пули в месте сопряжения с конической составляющей ХЧ превышает диаметр ствола по полям нарядов. When the diameter is> 1.0 gauge, the effect of using the transition part formed by an arc of a circle disappears, because the diameter of the bullet in the place of coupling with the conical component of the chemical grade exceeds the diameter of the barrel along the fields of the orders.

Благодаря использованию плавного перехода от прямолинейного участка образующей хвостовой части к донному срезу, при полете пули на траектории уменьшается интенсивность образования баллистической волны на донном срезе, следовательно, уменьшаются возмущения, действующие на пулю, и улучшается кучность. Due to the use of a smooth transition from a straight section of the generatrix of the tail section to the bottom section, during the flight of the bullet along the trajectory, the intensity of the formation of the ballistic wave on the bottom section decreases, therefore, the disturbances acting on the bullet are reduced, and the accuracy is improved.

Также вследствие уменьшения площади донного среза уменьшается сопротивление пули на полете, улучшаются ее внешнебаллистические характеристики (баллистический коэффициент). Уменьшение баллистического коэффициента фактор, благоприятно влияющий на кучность стрельбы. Also, due to the decrease in the area of the bottom section, the resistance of the bullet in flight decreases, its external ballistic characteristics (ballistic coefficient) improve. A decrease in ballistic coefficient is a factor that favorably affects the accuracy of fire.

Указанные размеры длин дуг окружностей и прямолинейного участка определены экспериментально, и изменение их за приведенные пределы не обеспечивает достижение поставленной цели. The indicated sizes of the lengths of the arcs of the circles and the rectilinear section are determined experimentally, and changing them beyond the given limits does not ensure the achievement of the goal.

Пуля предлагаемой конструкции проверена при разработке опытного 9-мм патрона для снайперской винтовки. Наиболее оптимальный вариант: калибр пули - 9,27 мм, длина пули 37 мм, длина ХЧ ХЧ 10 мм, угол образующей прямолинейного участка ХЧ-9^o, длина и радиус участка, образованного дугой окружности 4 и 35 мм соответственно, диаметр поперечного сечения хвостовой части в месте сопряжения 8,49 мм. Для пули, имеющей переход прямолинейного участка образующей хвостовой части к донному срезу по дуге окружности, длина и радиус дуги 2,5 и 20 мм соответственно, длина прямолинейного участка у хвостовой части 3,5 мм.The bullet of the proposed design was tested during the development of an experimental 9-mm cartridge for a sniper rifle. The most optimal option: the bullet caliber is 9.27 mm, the bullet length is 37 mm, the length of the KhCh KhCh is 10 mm, the angle of the generatrix of the rectilinear segment KhCh-9 ^o , the length and radius of the portion formed by the circular arc of 4 and 35 mm, respectively, the diameter of the tail cross section parts at the mate 8.49 mm. For a bullet having a transition of a straight section of the generatrix of the tail to the bottom cut along an arc of a circle, the length and radius of the arc are 2.5 and 20 mm, respectively, the length of the straight section at the tail is 3.5 mm.

При испытаниях предлагаемая пуля показала по сравнению с пулей с обычной хвостовой частью лучшую кучность стрельбы, а также лучший баллистический коэффициент. In tests, the proposed bullet showed, in comparison with a bullet with a conventional tail, the best accuracy of fire, as well as the best ballistic coefficient.

Claims

1. A bullet containing a shell with a leading, leading and tapering tail section and sequentially placed in the shell toward its apex lead and steel cores, characterized in that the tail section generatrix is made in the form of an arc of a circle centered in the plane the transition of the tail part to the leading part and the rectilinear segment conjugated with the specified arc of the circle, the cross-sectional diameter of the tail part in the place of their conjugation being 0.9 1.0 caliber weapons.

2. The bullet according to claim 1, characterized in that the portion of the circle forming in the form of an arc is made with a length equal to 0.3 0.7 of the tail length.

3. The bullet according to claim 1, characterized in that the transition of the rectilinear portion of the generatrix of the tail section to the bottom section is made along an arc of a circle centered in the plane of transition of the tail section to the leading part, while the length of said arc is 0.2 0.4 of the tail length parts, and the lengths of the rectilinear and arcuate at the leading part of the generatrix sections are 0.3 0.5 of the tail length.