RU2185585C2

RU2185585C2 - Small arms

Info

Publication number: RU2185585C2
Application number: RU2000113942A
Authority: RU
Inventors: А.П. Клюков; А.В. Никонов; М.Ю. Бочин
Original assignee: Центральный физико-технический институт Министерства обороны Российской Федерации
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2002-07-20

Abstract

FIELD: weaponry, applicable as combat and sporting weapons in training shootings. SUBSTANCE: small arms has a materiel with a barrel, cartridges each consisting of a capsulated cartridge case, bullet and a powder charge, laser device radiating in the visible spectral band and having an optical axis aligned with the bore axis. The laser device is provided with a beam formation telescopic system with a variable divergence of the emergent radiation and designed for bullet illumination and blinding of the enemy organ of vision. A tripole-prism is positioned in the rear end face of the bullet, with its base it is oriented against the direction of bullet flight for the return of part of the radiation of the laser device to the operator-weapon layer for visual fire adjustment. A thin-walled washer of damping material that is indestructible as a result of action of the pressure of the powder charge combustion products is installed inside the cartridge case between the powder charge and the bullet rear end face, the side surface of the triple-prism is engageable with the bullet through the damping material, preventing destruction of the triple-prism under the effect of impact loads during acceleration in the weapon bore. EFFECT: provided simultaneous adjustment of fire of the weapon operator and prevention of accurate fire for the enemy, enhanced reliability of weapon functioning in various climatic climatic conditions by day and night. 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам оружия и может быть использовано в различных типах современного стрелкового (пистолетах, автоматах, винтовках, пулеметах) и иного вооружения как на поле боя, так и при выполнении учебных и тренировочных стрельб, а также в охотничьем и спортивном оружии. The invention relates to weapons and can be used in various types of modern small arms (pistols, machine guns, rifles, machine guns) and other weapons both on the battlefield, and when performing training and training shootings, as well as in hunting and sports weapons.

Известно короткоствольное стрелковое оружие, например пистолет Макарова [1] . Недостатком этого типа оружия является отсутствие возможности производить корректировку огня в процессе стрельбы из-за сложностей создания трассирующих (оставляющих в полете видимый след) пуль для короткоствольного оружия, обусловленных техническими и технологическими проблемами в обеспечении надежного трассирования при малом времени полета пули, относительно низких давлениях и невысоких температурах функционирования порохового заряда. Вследствие этого оно характеризуется низкой эффективностью стрельбы (особенно ночью и в сумерках), требует большого расходования патронов на поражение цели и длительного времени на пристрелку оружия и обучение приемам и правилам стрельбы. Known small-bore small arms, such as Makarov pistol [1]. The disadvantage of this type of weapon is the inability to make fire adjustments during firing due to the difficulties of creating tracer (leaving a visible trace) bullets for short-barreled weapons, due to technical and technological problems in ensuring reliable tracing at short bullet flight times, relatively low pressures and low temperatures of the functioning of the powder charge. As a result of this, it is characterized by low firing efficiency (especially at night and at dusk), it requires a large expenditure of cartridges for hitting a target and a long time for shooting weapons and training in shooting methods and rules.

Близким по технической сути и направлению решаемых задач к заявляемому изобретению аналогом является стрелковое оружие (пулемет Калашникова) [2], оснащенное трассирующими пулями. Недостатками его являются низкая эффективность стрельбы на длинные дистанции, обусловленная снижением наблюдаемости трассы с удалением от стрелка, а также в условиях высокой освещенности (в солнечный день) и высокие материальные затраты на производство выстрела за счет сложной и опасной технологии изготовления трассирующих пуль, а также изменение массы трассирующей пули за счет сгорания трассирующего (светящегося, дымового) состава и, как следствие, уменьшение кинетической энергии пули и стабильности ее полета. Close in technical essence and direction of the tasks to the claimed invention, the analogue is a small arms (Kalashnikov machine gun) [2], equipped with tracer bullets. Its disadvantages are low long-range firing efficiency, due to a decrease in the observability of the route away from the shooter, as well as in high light conditions (on a sunny day) and high material costs for firing a shot due to the complex and dangerous technology for manufacturing tracer bullets, as well as a change mass of the tracer bullet due to the combustion of the tracer (luminous, smoke) composition and, as a result, a decrease in the kinetic energy of the bullet and the stability of its flight.

Наиболее близким к заявляемому изобретению аналогом, выбранном в качестве прототипа, является оружие, охарактеризованное в патенте RU 2141093 С1, кл. F41С 1/34, 10.11.1999. Closest to the claimed invention, an analogue selected as a prototype is the weapon described in patent RU 2141093 C1, cl. F41C 1/34, 11/10/1999.

Это стрелковое оружие с боеприпасами, содержащее материальную часть со стволом, патроны, каждый из которых состоит из капсюлированной гильзы, пули и порохового заряда, а также лазерное устройство, излучающее в видимом диапазоне спектра и имеющее оптическую ось, согласованную с осью канала ствола оружия. Недостатком прототипа является невозможность контроля полета пули, места ее попадания в цель и, соответственно, проведения корректировки в процессе выполнения стрельбы. This is a small arms ammunition containing a material part with a barrel, cartridges, each of which consists of an encapsulated sleeve, bullet and powder charge, as well as a laser device emitting in the visible range of the spectrum and having an optical axis aligned with the axis of the barrel of the weapon. The disadvantage of the prototype is the inability to control the flight of the bullet, the place it hits the target and, accordingly, the adjustment in the process of firing.

Общим недостатком штатного стрелкового оружия (к которому относятся аналог с прототипом) является также то, что по своим возможностям и тактико-техническим характеристикам оно примерно соответствует стрелковому оружию противника и поэтому не обеспечивает существенных преимуществ при применении в дуэльной ситуации. A common drawback of the standard small arms (which include the analogue with the prototype) is also the fact that in its capabilities and tactical and technical characteristics it approximately corresponds to the small arms of the enemy and therefore does not provide significant advantages when used in a duel situation.

Настоящее изобретение направлено на создание стрелкового оружия с высокой эффективностью стрельбы за счет улучшения наблюдаемости трасс полета пуль в широких диапазонах изменения их протяженности полета и освещенности местности, а также за счет временного ослепления органа зрения противника. The present invention is directed to the creation of small arms with high firing efficiency by improving the observability of the flight paths of bullets in wide ranges of changes in their flight length and light exposure, as well as by temporarily blinding the enemy’s vision.

Это достигается тем, что стрелковое оружие, содержащее материальную часть со стволом, патронами и лазером видимого диапазона спектра, дополнено телескопической системой формирования луча с изменяемой расходимостью, а в торцевой части пули (снаряда) размещена трипель-призма, основанием ориентированная к пороховому заряду, при этом внутри гильзы между пороховым зарядом и задним торцом пули установлена тонкостенная шайба из не разрушающегося от давления продуктов сгорания порохового заряда материала, а боковая поверхность трипель-призмы выполнена контактирующей с пулей через демпфирующий материал. This is achieved by the fact that small arms containing a material part with a barrel, cartridges and a laser of the visible range of the spectrum are supplemented by a telescopic beam-forming system with variable divergence, and a triple prism is placed in the end part of the bullet (projectile), with the base oriented towards the powder charge, a thin-walled washer is installed inside the liner between the powder charge and the rear end of the bullet from the powder charge that is not destroyed by the pressure of the combustion products of the material, and the side surface of the triple prisms formed contacting with a bullet through the damping material.

Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 схематически изображен вариант конструкции предлагаемого стрелкового оружия на примере пистолета с заряженным в ствол модернизированным патроном и оснащенным лазерным устройством с телескопической системой, на фиг.2 - ход лучей от лазерного устройства при визуализации полета пули. The invention is illustrated by graphic materials, where Fig. 1 schematically shows a design variant of the proposed small arms using an example of a pistol with an upgraded cartridge loaded into the barrel and equipped with a laser device with a telescopic system, and Fig. 2 shows the beam path from the laser device when visualizing the flight of a bullet.

Стрелковое оружие представляет собой, в общих чертах, рамку со стволом 1, патрон, включающий капсюлированную гильзу 2, пороховой заряд 3, шайбу 4, пулю 5, трипель-призму 6, демпфирующий материал 7 и лазерное устройство 8. Другие части и механизмы оружия на чертеже не показаны, так как являются известными, выполняют схожие функции во многих типах оружия и не имеют принципиального значения для описания работы предлагаемого изобретения. Small arms are, in general terms, a frame with a barrel 1, a cartridge, including a capsule sleeve 2, a powder charge 3, a washer 4, a bullet 5, a triple prism 6, damping material 7 and a laser device 8. Other parts and mechanisms of the weapon the drawing is not shown, as they are known, perform similar functions in many types of weapons and are not of fundamental importance for describing the operation of the invention.

Шайба 4 предназначена для защиты трипель-призмы от давления продуктов сгорания порохового заряда и может быть выполнена из картона или пластмассы. Трипель-призма 6 изготавливается из оптически прозрачного материала, например стекла, и обеспечивает высокую направленность отраженных от нее лучей в сторону источника излучения [3]. В качестве демпфирующего материала 7 могут быть использованы высокоэластичные герметики, одновременно служащие для закрепления трипель-призмы в пуле. Лазерное устройство 8 включает лазер с непрерывной генерацией излучения до нескольких единиц ватт, например полупроводниковый, источник его питания и кнопку включения. Лазерное устройство крепится под стволом оружия таким образом, что его оптическая ось и ось канала ствола оружия являются согласованными друг с другом (например, в подствольнике автомата). Выход лазерного устройства оптически связан с телескопической системой, позволяющей регулировать расходимость выходного пучка (на чертеже не показана), уменьшая или увеличивая угол расходимости излучения в зависимости от дальности стрельбы. Такая перестройка обеспечивается простым осевым перемещением положения окуляра относительно объектива телескопа. Подробности работы перестраиваемого телескопа изложены в работе [4, с.328-329]. Характеристики лазерного устройства одновременно обеспечивают:
а) при большой расходимости пучка - подсветку пули на протяжении времени ее полета к цели 9 (размер пучка в произвольном поперечном сечении превышает кружок рассеяния пуль в этом сечении), а также максимальный контраст и наилучшую видимость пули при подлете к цели стрелком 10 на рубеже открытия огня (фиг. 2);
б) при малой расходимости пучка - функциональное подавление органов зрения противника в случае применения оружия против его личного состава.Washer 4 is designed to protect the triple prism from the pressure of the combustion products of the powder charge and can be made of cardboard or plastic. Triple prism 6 is made of optically transparent material, such as glass, and provides a high directivity of the rays reflected from it towards the radiation source [3]. As the damping material 7, highly elastic sealants can simultaneously be used, which simultaneously serve to secure the triple prism in the pool. The laser device 8 includes a laser with continuous generation of radiation up to several units of watts, for example a semiconductor, its power source and a power button. The laser device is mounted under the barrel of the weapon so that its optical axis and the axis of the channel of the barrel of the weapon are consistent with each other (for example, in the grenade launcher). The output of the laser device is optically coupled to a telescopic system that allows you to adjust the divergence of the output beam (not shown in the drawing), decreasing or increasing the angle of divergence of radiation depending on the firing range. This adjustment is provided by a simple axial movement of the eyepiece position relative to the telescope lens. Details of the work of the tunable telescope are described in [4, p. 328-329]. The characteristics of the laser device simultaneously provide:
a) with a large beam divergence - illumination of the bullet during its flight to target 9 (the beam size in an arbitrary cross section exceeds the bullet scattering circle in this section), as well as the maximum contrast and the best visibility of the bullet when approaching the target with arrow 10 at the opening line fire (Fig. 2);
b) with low beam divergence — the functional suppression of the enemy's organs of vision in the case of the use of weapons against his personnel.

Работа предложенного стрелкового оружия с повышенной точностью стрельбы основана на использовании принципа активной локации с пассивным ответом, т. е. на получении зрительной информации о текущих координатах пули из отраженных от нее оптических сигналов, на свойстве глаз сохранять видимые зрительные образы в течение 0,05...0,2 с после прекращения воздействия [4, с. 175] , а также на эффекте функционального подавления органов зрения человека при воздействии непрерывным лазерным излучением видимого диапазона с плотностью мощности Р_под=10^-4...10^-5 Вт/см² [5].The work of the proposed small arms with increased firing accuracy is based on the principle of active location with a passive response, i.e., on obtaining visual information about the current coordinates of the bullet from the optical signals reflected from it, on the property of the eyes to preserve visible visual images for 0.05. ..0.2 s after cessation of exposure [4, p. 175], as well as on the effect of functional suppression of the human organs of vision when exposed to continuous laser radiation in the visible range with a power density P _under = 10 ^-4 ... 10 ^-5 W / cm ² [5].

Стрелковое оружие работает следующим образом. Small arms works as follows.

1. Режим визуализации полета пули. 1. Bullet flight visualization mode.

Перед применением оружия телескопическая система выставляется в положение, обеспечивающее необходимую расходимость пучка, а лазерное устройство 8, размещенное под стволом оружия 1, с помощью кнопки, соединяющей его с источником питания, включается в работу. Оружие наводится на цель 9 и производится выстрел. В момент выстрела срабатывает капсюль гильзы 2 и происходит воспламенение порохового заряда 3. Образующиеся пороховые газы через шайбу 4 оказывают давление на задний торец пули 5. Динамическое воздействие, передаваемое от пули закрепленной в пуле трипель-призме 6, гасится демпфирующим материалом 7. Тем самым трипель-призма предохраняется от разрушения при выстреле. Далее пуля и шайба выбрасываются из канала ствола оружия. Выполнив защитную функцию, легкая шайба, обладающая высоким аэродинамическим сопротивлением, пролетев несколько метров, падает на землю. Пуля, преодолев небольшое расстояние, входит в пучок излучения лазерного устройства и сопровождается им на протяжении времени полета. Лазерное излучение с уровнем мощности, безопасным для зрения, отразившись от трипель-призмы, попадает в органы зрения стрелка 10. Для рассматриваемого наиболее скоротечного случая (стрельба из пистолета на короткие дистанции) длительность регистрируемого импульса составляет около 100 мс и более. С учетом инерционных свойств зрительного ощущения даже при импульсах такой длительности у стрелка формируется зрительный образ, соответствующий видимому следу пули. Таким образом, лазерное устройство в сочетании с трипель-призмой информируют о траектории полета пули. Наблюдая полет пули, стрелок имеет возможность вводить необходимые коррективы при ведении огня. Before using the weapon, the telescopic system is set to a position that ensures the necessary beam divergence, and the laser device 8, located under the barrel of the weapon 1, is switched on with the help of a button connecting it to the power source. The weapon is aimed at target 9 and a shot is fired. At the moment of the shot, the sleeve of the sleeve 2 is triggered and the powder charge 3 ignites. The resulting powder gases through the washer 4 exert pressure on the rear end of the bullet 5. The dynamic effect transmitted from the bullet fixed in the pool trip-prism 6 is quenched by damping material 7. Thus, the triple -Prism is protected from destruction when fired. Next, the bullet and washer are thrown out of the barrel of the weapon. Having performed the protective function, a light washer with high aerodynamic drag, flying several meters, falls to the ground. Having overcome a short distance, a bullet enters the radiation beam of a laser device and is accompanied by it during the flight time. Laser radiation with a power level that is safe for sight, reflected from the triple prism, enters the organs of sight of arrow 10. For the most transient case (shooting from a pistol at short distances), the duration of the recorded pulse is about 100 ms or more. Taking into account the inertial properties of the visual sensation, even with pulses of such a duration, the shooter forms a visual image corresponding to the visible trace of the bullet. Thus, a laser device in combination with a triple prism informs about the trajectory of the bullet. Observing the flight of a bullet, the shooter has the opportunity to introduce the necessary adjustments when firing.

При стрельбе на длинные дистанции из автомата, винтовки или пулемета, а также при стрельбе из крупнокалиберного оружия условия наблюдения своего огня по результатам стрельбы улучшаются из-за увеличения продолжительности полета пуль и повышения эффективной площади отражения лазерного излучения трипель-призмой. When firing at long distances from a machine gun, rifle or machine gun, as well as when firing from large-caliber weapons, the conditions for observing one’s fire according to the results of firing are improved due to an increase in the duration of the flight of bullets and an increase in the effective reflection area of laser radiation with a triple prism.

2. Режим функционального подавления органов зрения противника. 2. The mode of functional suppression of the enemy's organs of vision.

Перед применением оружия в этом режиме телескопическая система выставляется в положение, обеспечивающее минимальную расходимость пучка. После включения лазерного устройства оружие наводится на противника и происходит воздействие лазерным излучением с плотностью мощности Р_под на его органы зрения. Величина Р_под обеспечивается, например, лазером с мощностью 10 Вт и диаметром поперечного сечения в плоскости цели не более 2 м (с учетом ослабления излучения атмосферой и неравномерности распределения плотности мощности в пятне). При воздействии этого излучения противник лишается возможности вести прицельный огонь, так как в поле зрения вместо цели наблюдает ярко светящееся пятно. Результат воздействия лазерным излучением наблюдается по поведению противника. Признаками, указывающими на эффективность воздействия излучением, могут служить: ослабление или прекращение огня противника, беспорядочность его перемещения, ведение им хаотичной стрельбы и т. д. При этом воздействие может осуществляться в сочетании со стрельбой из стрелкового оружия. Благодаря этому поставленная боевая задача решается в более короткие сроки, с меньшими затратами боеприпасов и с меньшими потерями среди личного состава.Before using weapons in this mode, the telescopic system is set to a position that ensures minimal beam divergence. After the laser device is turned on, the weapon is aimed at the enemy and laser radiation with a power density P _under it affects its organs of vision. The value of P _{under is} provided, for example, by a laser with a power of 10 W and a cross-sectional diameter in the target plane of not more than 2 m (taking into account the attenuation of radiation by the atmosphere and the uneven distribution of power density in the spot). Under the influence of this radiation, the enemy is deprived of the opportunity to conduct targeted fire, since in the field of view instead of the target he observes a brightly glowing spot. The result of exposure to laser radiation is observed by the behavior of the enemy. Signs indicating the effectiveness of radiation exposure may include: attenuation or ceasefire of the enemy, randomness of his movement, conducting chaotic firing, etc. Moreover, the effect can be carried out in combination with shooting from small arms. Thanks to this, the assigned combat mission is solved in a shorter time, with less ammunition and with less losses among the personnel.

Таким образом, при использовании специального стрелкового оружия решаются три задачи. Наряду с подавлением цели огнем оружия обеспечивается возможность корректировки огня и оказывается противодействие противнику при определении им координат стрелка. В результате принятых мер повышается эффективность стрельбы по различным целям: личному составу и огневым средствам противника, воздушным целям, спортивным мишеням. Thus, when using special small arms, three tasks are solved. Along with the suppression of the target by the fire of the weapon, it is possible to adjust the fire and there is opposition to the enemy when he determines the coordinates of the shooter. As a result of the measures taken, the effectiveness of firing at various targets is increased: personnel and firepower of the enemy, air targets, and sports targets.

При этом предложенное конструктивное выполнение пули практически обеспечивает сохранение ее баллистических характеристик и пробивного действия, а использование лазерного устройства с соответствующими параметрами обеспечивает надежное и уверенное наблюдение за полетом пули, а также функциональное подавление органов зрения личного состава противника в широком диапазоне изменения протяженности трассы и при различном фоне в диапазоне расстояний до и свыше 1000 м. At the same time, the proposed constructive implementation of the bullet practically ensures the preservation of its ballistic characteristics and punching action, and the use of a laser device with the appropriate parameters provides reliable and reliable monitoring of the bullet’s flight, as well as the functional suppression of the organs of vision of the enemy’s personnel in a wide range of path length variations and for various background in the range of distances to and over 1000 m.

Эксперимент. Трипель-призма, имеющая в основании правильный шестиугольник, у которого расстояние между параллельными гранями составляло 4 мм, облучалась пучком излучения красного He-Ne-лазера мощностью 1мВт. Расстояние между лазером и призмой равнялось 35 м, диаметр поперечного сечения пучка в плоскости расположения призмы составлял 8 см. При естественной освещенности в дневное время суток в плоскости расположения лазера в кружке рассеяния диаметром 30 см с центром на оси лазера невооруженным глазом наблюдался малоразмерный светящийся предмет высокой яркости. Из эксперимента можно сделать вывод о возможности использования трипель-призмы и лазера с такими параметрами в короткоствольном оружии, например в 9-мм пистолете Макарова. Для оружия с дальностью стрельбы до и свыше 1000 м (автоматическая винтовка, автомат, пулемет) требуемая мощность по оценкам составляет несколько Вт. Уровень такой мощности может быть легко обеспечен в современных компактных и мобильных лазерных устройствах. Experiment. A triple prism, having a regular hexagon at the base, with a distance between parallel faces of 4 mm, was irradiated with a radiation beam of a red He-Ne laser with a power of 1 mW. The distance between the laser and the prism was 35 m, the diameter of the beam cross section in the plane of the prism was 8 cm. Under natural daylight, in the plane of the laser in the scattering circle with a diameter of 30 cm with the center on the axis of the laser, a small, luminous object was observed high brightness. From the experiment, we can conclude that it is possible to use a triple prism and a laser with such parameters in short-barreled weapons, for example, in a 9-mm Makarov pistol. For weapons with a range of up to and over 1000 m (automatic rifle, automatic, machine gun), the required power is estimated to be several watts. The level of such power can be easily provided in modern compact and mobile laser devices.

Предложенное стрелковое оружие характеризуется высокой результативностью стрельбы и эффективностью применения, отличается легкостью наведения на цель, надежно функционирует в различных погодных и климатических условиях, в дневное и ночное время и может быть применено в разнообразных боевых ситуациях для поражения различных целей противника, а также при выполнении учебных, тренировочных и спортивных стрельб. The proposed small arms are characterized by high firing efficiency and efficiency of use, are distinguished by ease of aiming at the target, they operate reliably in various weather and climatic conditions, in the daytime and at night, and can be used in a variety of combat situations to hit various enemy targets, as well as during training , training and sports shooting.

Источники информации:
1. Наставление по стрелковому делу. 9-мм пистолет Макарова (ПМ). -М.: Воениздат, 1955, с.3-5, 42-43.Sources of information:
1. Manual on a small business. 9 mm Makarov pistol (PM). -M .: Military Publishing House, 1955, p. 3-5, 42-43.

2. Наставление по стрелковому делу. 7,62-пулемет Калашникова (ПК, ПКС, ПКБ и ПКТ). -М.: Воениздат, 1971, с.7, 83-85. 2. Manual on a small business. 7.62 Kalashnikov machine gun (PC, PKS, PKB and PKT). -M .: Military Publishing House, 1971, p. 7, 83-85.

3. Михеечев B.C. Геодезические светодальномеры. М.: Недра, 1979, 224с. 3. Mikheechev B.C. Geodetic light-range finders. M .: Nedra, 1979, 224 p.

4. Теория оптических систем: Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов /Н.П. Заказнов, С.И. Кирюшин, В.Н. Кузичев. -3-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1992. -448 с. 4. Theory of optical systems: A textbook for students of instrument-making specialties of universities / N.P. Zakaznov, S.I. Kiryushin, V.N. Kuzichev. 3rd ed., Revised. and additional.-M.: Mechanical Engineering, 1992. -448 p.

5. Кириллов А. И., Морское В.Ф., Устинов Н.Д. Дозиметрия лазерного излучения /Под ред. Н.Д. Устинова. -М.: Радио и связь, с.46-49. 5. Kirillov A. I., Morskoye V.F., Ustinov N.D. Laser radiation dosimetry / Ed. N.D. Ustinova. -M .: Radio and communications, p. 46-49.

Claims

Small arms with ammunition containing a material part with a barrel, cartridges, each of which consists of a capsule shell, bullet and powder charge, a laser device emitting in the visible range of the spectrum and having an optical axis aligned with the axis of the barrel channel, characterized in that the laser the device is equipped with a telescopic beam-forming system with a variable divergence of the outgoing radiation and is designed to illuminate the bullet and to blind the enemy’s vision, in the rear end part of the bullet on a triple-prism, the base oriented against the direction of the bullet’s flight with the possibility of returning part of the laser device’s radiation to the gunner’s operator for visual adjustment of the shooting, and a thin-walled washer from the powder-which does not deteriorate from pressure damping material, the lateral surface of the tripel prism is made in contact with the bullet through the damping material, which excludes the destruction of the tripel prism p During shock loads during acceleration in the barrel of a weapon.