RU224403U1 - Пуля для стрелкового оружия повышенной пробиваемости - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к боеприпасам, в частности к автоматным и винтовочным пулям. Пуля для стрелкового оружия содержит оболочку, сердечник, выполненный из твердого сплава, и свинцовую рубашку. Сердечник имеет головную часть в форме конуса и хвостовую часть в форме усеченного конуса. Длина сердечника равна (2,7÷2,8)d, головная часть имеет длину, равную (0,78÷0,87)d, диаметр основания конуса головной части равен (0,71÷0,74)d, головная часть сердечника имеет вершину в виде сегмента шара радиусом, равным (0,073÷0,092)d, высотой, равной (0,045÷0,064)d, и диаметром основания не более 0,17d. Хвостовая часть сердечника имеет форму усеченного конуса, больший диаметр которого равен диаметру основания конуса головной части, меньший диаметр равен (0,7÷0,73)d, где d – калибр пули. Хвостовая часть по торцу имеет радиусную фаску не более 0,15 мм, номинальная масса сердечника равна 52÷58% массы пули. Все поверхности сердечника получены методом прессования, спеканием и галтовкой. Твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе не менее 92%, остальное – кобальт, и имеет предел прочности на изгиб не менее 2160 МПа. Отклонение массы сердечника от номинального значения находится в пределах поля допуска до 0,031 Мн, где Мн – номинальная масса сердечника. Технический результат заключается в увеличении стойкости твердосплавного сердечника при пробитии брони, снижении выбраковки сердечника по параметрам геометрии и массы, сохранении высокой кучности боя. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к боеприпасам, в частности к автоматным и винтовочным пулям, обладающим повышенной пробивной способностью, кучностью боя, высокой технологичностью в производстве и сниженными затратами на изготовление.

Известно техническое решение, направленное на повышение пробивной способности сердечника за счет оптимизации геометрических размеров сердечника и свойств материала, из которого он делается. Сердечник пули выполнен из твердосплавного материала и состоит из хвостовой части и головной части, имеющей оживальную форму с вершиной. Твердосплавный материал имеет предел прочности на сжатие более 4000 МПа, угол при вершине головной части составляет от 90 до 120°, а вершина головной части округлена радиусом (0,2÷0,6) мм (Патент на изобретение Российской Федерации №2254551, МПК F42B 12/06, F42B 12/74, F42B 30/02, публикация 20.06.2005).

Недостатком известного решения является недостаточная пробивная способность сердечника металлической брони свыше 5,0 мм. Несмотря на то, что в данном решении прочность материала на сжатие не менее 4000 МПа, основным видом разрушения сердечника является скол хвостовика и головной части. В случае, когда сердечник не пробивает бронеплиту, он в ней застревает и у него разрушается хвостовик, который в контакт с материалом бронеплиты не входил. Недостаток обусловлен большим углом конуса при вершине головной части.

Известна 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, 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 (Патент на полезную модель Российской Федерации №193315, МПК F42B 12/06, публикация 23.10.2019).

Недостатком данного технического решения является не технологичность изготовления сердечника, повышающая затраты на изготовление пули. Часть сердечников после операции спекания и последующей галтовки не проходит контроль по параметрам массы или геометрии хвостовой части сердечника. При высокотемпературном спекании сердечника из твердого сплава поверхности сердечника имеют отклонения от цилиндричности, отклонения от круглости, повышенную шероховатость в результате частичного припекания частиц твердого сплава и другие дефекты, которые выводят за пределы допуска сердечник.

Известна пуля для стрелкового оружия с сердечником твердосплавным, содержащая оболочку, свинцовую рубашку, длина пули равна (3,52÷4,60)d, 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 имеет длину, равную (0,58÷1,65)d, выполнена в виде конуса, диаметр основания конуса головной части равен (0,72÷0,86)d, головная часть конуса имеет вершину в виде полусферы диаметром не более 0,9 мм, хвостовая часть сердечника имеет форму усеченного конуса, больший диаметр которого равен диаметру основания конуса головной части, меньший диаметр равен (0,68÷0,86)d, где d - калибр пули, хвостовая часть, по торцу, имеет фаску, равную (0,15÷0,40) мм, соосность конуса головной части и усеченного конуса хвостовой части не более (0,02÷0,03) мм, номинальная масса сердечника равна (34÷62)% массы пули, все поверхности сердечника получены прессованием, спеканием и галтовкой, при этом конусная часть хвостовой части имеет механическую обработку поверхности в пределах (0,1÷99)%, 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 (Патент на полезную модель Российской Федерации №201301, МПК F42B 12/06, F42B 12/74, F42B 30/02, публикация 08.12.2020).

Недостатком данного технического решения является не технологичность изготовления головной части сердечника и наличие круговой линии перехода (излома) полусферы в усеченный конус. Линия перехода полусферы в усеченный конус является концентратором напряжений и разрушение сердечника твердосплавного начинается с означенной лини. Разрушающаяся головная часть увеличивает сопротивление пробития брони и уменьшает кинетическую энергию сердечника.

Известны работы по исследованию разрушения материалов, в которых сделаны выводы о том, что при высокоскоростном ударе в момент контакта в ударнике и преграде возникают сильные ударные волны. Ударные волны имеют зоны разряжения, следующие за зонами сжатия. В момент соприкосновения сердечника пули с преградой в сердечнике возникают затухающие ударные волны, которые при наложении их друг на друга, в определенный момент времени, могут привести к механическому дроблению сердечника. Такой эффект может усиливаться при наличии концентраторов на поверхности сердечника пули, например ступенек, или острых углов, так как в этих зонах происходит взаимодействие зон напряжений. Это может объяснить характер разрушения сердечника, когда у него разрушается головная часть (см. Анисимов С.И. Физика разрушения при высокоскоростном ударе /С.И. Анисимов, А.В. Бушман, Г.И. Канель и др. //Письма в ЖТФ. - 1984.- том 39. - вып. 1. - С. 9-12; Новиков С.А. Разрушение материалов при воздействии интенсивных ударных нагрузок / С.А. Новиков // Соросовский образовательный журнал. - 1999. - №8. - С. 116-121).

Известна бронебойная пуля содержащая оболочку, твердосплавный сердечник и свинцовую рубашку. Сердечник имеет головную и хвостовую части. Головная часть твердосплавного сердечника выполнена заостренной. Длина сердечника равна (2,21÷3,48)d, при этом твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе 85÷96% и имеет твердость HRA не ниже 85.0 единиц, а также предел прочности на изгиб не менее 2000 МПа. Головная часть сердечника выполнена конусообразной формы, длина которой равна (0,58÷3,70)d. Хвостовая часть имеет форму цилиндра или усеченного конуса, или соединенных между собой цилиндра и усеченного конуса. Меньший диаметр усеченного конуса равен (0,71÷0,86)d, больший диаметр усеченного конуса хвостовика равен диаметру цилиндра и диаметру головной части сердечника, и равен (0,72÷0,86)d. Длина цилиндра хвостовика равна (0,01÷3,58)d, где d - диаметр калибра пули. Поверхность сердечника имеет шероховатость не выше Ra 1,6, а масса сердечника равна 34-62% массы пули. Достигается повышение пробивной способности бронебойной пули (Патент на изобретение Российской Федерации №2438096, МПК F42B 12/06, F42B 30/02, публикация 27.12.2011).

Недостатком данного технического решения является: низкая технологичность в массовом производстве, частый скол вершины головной части сердечника, как следствие брак изделия пуля и высокие затраты изготовления сердечника приводят к увеличению себестоимости изделия.

Задачей полезной модели является сохранение поражающей способности пули при отказе от шлифования формообразующей поверхности твердосплавного сердечника. Отказ от операций шлифования формообразующих поверхностей уменьшает себестоимость пули и сокращает количество операций в технологическом процессе.

Техническим результатом решения этой задачи является увеличение стойкости твердосплавного сердечника при пробитии брони, снижение выбраковки сердечника по параметрам геометрии и массы, и как следствие снижение себестоимости пули, а также сохранение высокой кучности боя.

Указанный технический результат достигается тем, что согласно полезной модели, пуля для стрелкового оружия, характеризующаяся тем, что содержит оболочку, сердечник, выполненный из твердого сплава, и свинцовую рубашку, сердечник имеет головную часть в форме конуса и хвостовую часть в форме усеченного конуса, длина сердечника равна (2,7÷2,8)d, головная часть имеет длину, равную (0,78÷0,87)d, диаметр основания конуса головной части равен (0,71÷0,74)d, головная часть сердечника имеет вершину в виде сегмента шара радиусом, равным (0,073÷0,092)d, высотой, равной (0,045÷0,064)d, и диаметром основания не более 0,17d, хвостовая часть сердечника имеет форму усеченного конуса, больший диаметр которого равен диаметру основания конуса головной части, меньший диаметр равен (0,7÷0,73)d, где d - калибр пули, хвостовая часть по торцу имеет радиусную фаску не более 0,15 мм, номинальная масса сердечника равна 52÷58% массы пули, все поверхности сердечника получены методом прессования, спеканием и галтовкой, твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе не менее 92%, остальное - кобальт, и имеет предел прочности на изгиб не менее 2160 МПа, отклонение массы сердечника от номинального значения находится в пределах поля допуска до 0,031 Мн, где Мн - номинальная масса сердечника.

Изменение соотношений конструктивных параметров пули вышеуказанных пределов заметно повлияет на ее тактико-технические характеристики. Уменьшение длины сердечника менее 2,7 калибра снижает его массу и снижает пробивное действие из-за уменьшения удельного давления на преграду. Увеличение длины сердечника более 2,8 калибра снижает пробивное действие из-за уменьшения его устойчивости.

Оптимизация геометрических параметров головной части, выполнение ее в форме конуса с диаметром основания (0,71÷0,74)d, и длиной равной (0,78÷0,87)d, где d - калибр пули, позволили повысить броневую пробиваемость сердечника.

Увеличение пробиваемости достигнуто за счет увеличения концентрации удельной энергии соударения на единицу площади в начальный период контакта сердечника с броневой преградой.

Сердечник с вершиной головной части, выполненной в виде сегмента шара, высотой (0,045÷0,064)d и диаметром основания не более 0,17d, 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 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 при предельных, близких к максимальным величинам толщины брони, сердечник сохраняет свою форму, реализация менее энергоемкого, хрупкого разрушения тыльной стороны бронеплиты, сохраняя его кинетическую энергию, а, следовательно, запреградное поражающее действие.

Форма усеченного конуса хвостовой части сердечника оказывает существенное влияние на бронепробиваемость. Отсутствует трение поверхности усеченного конуса хвостовой части сердечника о стенки пробиваемого отверстия в бронеплите. Вследствие этого нет потери кинетической энергии сердечника, выполненного из твердого сплава, на трение поверхности усеченного конуса о стенку отверстия бронеплиты. Отсутствие потерь кинетической энергии гарантирует пробитие близких к максимальным величинам толщины брони.

Полезная модель поясняется чертежом:

на фиг. 1 - представлен общий вид пули для стрелкового оружия повышенной пробиваемости, в разрезе.

Пуля повышенной пробиваемости содержит оболочку 1, сердечник 2, выполненный из твердого сплава, и свинцовую рубашку 3.

Сердечник состоит из головной части в форме конуса (2.1) и хвостовой части в форме усеченного конуса (2.2). Вершина головной части сердечника (2.1.1) выполнена в виде сегмента шара радиусом R (0,073÷0,092)d, высотой Н (0,045÷0,064)d, и диаметром основания D1 не более 0,17d. Хвостовая часть имеет форму усеченного конуса, больший диаметр D которого равен диаметру основания конуса головной части D=(0,71÷0,74)d, меньший диаметр D2 равен (0,7÷0,73)d, имеет радиусную фаску R0 по торцу хвостовой части сердечника.

Длина сердечника L1 равна (2,7÷2,8)d, длина головной части сердечника L2 равна (0,78÷0,87)d, где d - калибр пули.

Твердосплавные сердечники изготавливали из вольфрамокобальтовых порошков с содержанием карбида вольфрама 92% и 97% по массе и содержанием кобальта 8% и 3% соответственно.

Результат, снижение затрат на изготовление при сохранении высокой кучности боя.

Получение всех поверхностей сердечника прессовым инструментом на стадии прессования и галтовки после спекания, позволили значительно снизить затраты на изготовление сердечника, а выполнение хвостовой части сердечника в форме усеченного конуса, больший диаметр которого равен диаметру основания конуса головной части, меньший диаметр равен (0,7÷0,73)d, наличие радиусной фаски по торцу хвостовой часть сердечника не более 0,15 мм, позволили повысить надежность технологического процесса, исключить выпадение сердечника из свинцовой рубашки при сборке пули и снизить затраты на изготовление пули.

Радиусная фаска по торцу хвостовой части сердечника формируется на технологической операции галтовка. Отклонение массы сердечника от номинального значения в пределах поля допуска до 0,031 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.

Таким образом, совокупность всех указанных в формуле соотношений конструктивных параметров, обеспечивает создание пули для стрелкового оружия повышенной пробиваемости, которая имеет высокие характеристики по кучности и пробивному действию, а также на 10÷30% меньше затрат на ее изготовление.

Claims (1)

1. Пуля для стрелкового оружия, характеризующаяся тем, что содержит оболочку, сердечник, выполненный из твердого сплава, и свинцовую рубашку, сердечник имеет головную часть в форме конуса и хвостовую часть в форме усеченного конуса, длина сердечника равна (2,7÷2,8)d, головная часть имеет длину, равную (0,78÷0,87)d, диаметр основания конуса головной части равен (0,71÷0,74)d, головная часть сердечника имеет вершину в виде сегмента шара радиусом, равным (0,073÷0,092)d, высотой, равной (0,045÷0,064)d, и диаметром основания не более 0,17d, хвостовая часть сердечника имеет форму усеченного конуса, больший диаметр которого равен диаметру основания конуса головной части, меньший диаметр равен (0,7÷0,73)d, где d – калибр пули, хвостовая часть по торцу имеет радиусную фаску не более 0,15 мм, номинальная масса сердечника равна 52÷58% массы пули, все поверхности сердечника получены методом прессования, спеканием и галтовкой, твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе не менее 92%, остальное – кобальт, и имеет предел прочности на изгиб не менее 2160 МПа, отклонение массы сердечника от номинального значения находится в пределах поля допуска до 0,031 Мн, где Мн – номинальная масса сердечника.