RU2413154C1 - Method for decreasing gun recoil and ejector device for its implementation - Google Patents
Method for decreasing gun recoil and ejector device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2413154C1 RU2413154C1 RU2009132788/11A RU2009132788A RU2413154C1 RU 2413154 C1 RU2413154 C1 RU 2413154C1 RU 2009132788/11 A RU2009132788/11 A RU 2009132788/11A RU 2009132788 A RU2009132788 A RU 2009132788A RU 2413154 C1 RU2413154 C1 RU 2413154C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- barrel
- powder gases
- recoil
- diffusers
- central body
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и эжекторным надульным устройствам уменьшения отдачи оружия и может быть использовано для улучшения боевых характеристик стрелкового оружия и оружия других типов.The invention relates to methods and ejector muzzle devices for reducing recoil of weapons and can be used to improve the combat characteristics of small arms and weapons of other types.
Известен способ торможения отдачи стрелкового оружия, реализованный в устройстве, описанном в патенте RU №2138000, МПК F41A 21/36.A known method of braking the recoil of small arms, implemented in the device described in patent RU No. 2138000, IPC F41A 21/36.
Способ торможения отдачи выстрела выполняют давлением пороховых газов, выходящих из газоотводных каналов ствола и воздействующих на подвижные поршень и подпружиненный относительно ствола цилиндр с передней стенкой и продувочными отверстиями в боковых стенках. При этом пороховые газы, расширяясь в цилиндре, охлаждаются и уменьшают свое давление, так как объем цилиндра на порядок больше объема ствола.The method of braking the recoil of a shot is performed by the pressure of the powder gases exiting the gas outlet channels of the barrel and acting on the movable piston and cylinder, spring-loaded relative to the barrel, with a front wall and purge holes in the side walls. In this case, the powder gases, expanding in the cylinder, are cooled and reduce their pressure, since the volume of the cylinder is an order of magnitude larger than the volume of the barrel.
Расширяясь, пороховые газы раздвигают поршень и цилиндр со скоростями, пропорциональными их массам, поэтому скорость поршня выше, чем цилиндра. При своем движении поршень воздействует на верхнее плечо коромысла, качательно смонтированного на заднем упоре, а нижним плечом - дополнительно ускоряют цилиндр. В конце своего хода цилиндр наталкивается на передний упор, установленный на срезе ствола, сообщая тем самым массивному стволу ударный импульс, гасящий соответствующую часть энергии отдачи.When expanding, the powder gases move the piston and cylinder apart at velocities proportional to their masses; therefore, the piston speed is higher than that of the cylinder. During its movement, the piston acts on the upper arm of the rocker arm swinging mounted on the rear stop, and the lower arm additionally accelerates the cylinder. At the end of its stroke, the cylinder encounters a front stop mounted on a section of the barrel, thereby imparting a shock pulse to the massive barrel, which extinguishes the corresponding part of the recoil energy.
Недостатком известного способа торможения отдачи является низкая эффективность снижения энергии отдачи, поскольку на поршень и подпружиненный цилиндр осуществляет давление только часть пороховых газов. Кроме этого, передача энергии не абсолютно упругим ударом поршня массивному стволу физически связана со значительным превращением кинетической энергии удара в энергию деформации упора и его нагрев.A disadvantage of the known method of braking the recoil is the low efficiency of reducing the recoil energy, since only part of the powder gases exerts pressure on the piston and spring-loaded cylinder. In addition, energy transfer by a non-absolutely elastic piston stroke to a massive barrel is physically associated with a significant transformation of the kinetic energy of the impact into the energy of deformation of the stop and its heating.
Известен способ уменьшения отдачи оружия, взятый за прототип, работающий в период последействия и использующий энергию пороховых газов, выходящих из канала ствола вслед за метаемым снарядом. (См. учебник: Министерство образования РФ, Волгоградский Государственный технический университет "Физические основы устройства и функционирования стрелково-пушечного, артиллерийского и ракетного оружия". Часть 1. Под ред. чл.-корр. РАРАН А.А.Королева и чл.-корр. МАНПО В.Г.Кучерова. РПК, «Политехник», Волгоград, 2002, стр.116…119, §2.4.) Основной принцип использования энергии пороховых газов заключается в сообщении движения системе оружия (стрелковое оружие) или частям ее (ствол артиллерийского орудия) в направлении, обратном отдаче.There is a method of reducing the recoil of a weapon, taken as a prototype, working during the aftereffect and using the energy of powder gases coming out of the barrel channel after a missile projectile. (See the textbook: Ministry of Education of the Russian Federation, Volgograd State Technical University "Physical Foundations of the Design and Functioning of Small Arms, Artillery and Missile Weapons."
Сущность способа уменьшения отдачи оружия за счет преобразования части энергии отдачи, возникающей при выстреле, состоит в том, что после вылета снаряда (пули) из канала ствола пороховые газы направляют в специальную полость на дульном срезе, которые истекают через переднее и боковые отверстия этой полости в атмосферу. Истечение пороховых газов через боковые каналы, направленные под различными углами к оси канала ствола, уменьшает осевую реакцию, действующую на ствол и на оружие. При истечении пороховых газов через переднее отверстие суммарную реакцию газовых струй при расширении направляют вверх, чем создают момент, препятствующий прыжку ствола вверх, обычно возникающий при выстреле.The essence of the method of reducing the recoil of a weapon by converting part of the recoil energy arising from a shot is that after the projectile (bullet) leaves the barrel, the powder gases are directed into a special cavity on the muzzle, which expire through the front and side holes of this cavity into the atmosphere. The outflow of powder gases through the side channels directed at different angles to the axis of the barrel channel reduces the axial reaction acting on the barrel and on the weapon. With the expiration of the powder gases through the front opening, the total reaction of the gas jets during expansion is directed upward, which creates a moment that prevents the barrel from jumping upwards, which usually occurs during a shot.
К положительному эффекту такого способа уменьшения отдачи относится то, что с его помощью не передают усилия на лафет, а замыкают его только на ствол оружия.The positive effect of this method of reducing recoil is that it does not transfer effort to the carriage, but closes it only on the barrel of the weapon.
Основным недостатком известного способа уменьшения отдачи является сложность и значительная трудоемкость подбора возникающих осевых и боковых усилий, составляющих суммарный вектор количества движения пороховых газов, действующих на ствол и на оружие, для обеспечения требуемого положения оси ствола перед очередным выстрелом. Этот подбор связан с проведением значительного числа выстрелов на измерительных стендах для определения направления и величины отдачи и многочисленными корректировками угловых направлений истечения пороховых газов в атмосферу из отверстий специальной полости на дульном срезе с помощью механической обработки. Кроме этого, невозможность более глубокого охлаждения и снижения давления пороховых газов перед их истечением в атмосферу создает значительную зону повышенного давления на стрелка или расчет орудия и вызывает демаскирующий эффект.The main disadvantage of the known method of reducing recoil is the complexity and considerable complexity of the selection of the resulting axial and lateral forces that make up the total vector of the quantity of motion of the powder gases acting on the barrel and on the weapon, to ensure the required position of the axis of the barrel before the next shot. This selection is associated with a significant number of shots on the measuring stands to determine the direction and magnitude of the return and numerous adjustments to the angular directions of the outflow of powder gases into the atmosphere from the holes of a special cavity at the muzzle using mechanical processing. In addition, the impossibility of deeper cooling and lowering the pressure of the powder gases before they flow into the atmosphere creates a significant zone of increased pressure on the arrow or the calculation of the gun and causes a unmasking effect.
Известно устройство дульного тормоза (См. патент RU №2138000, МПК F41A 21/36), реализующее известный способ торможения отдачи стрелкового оружия, содержащее установленный подвижно на стволе подпружиненный относительно него цилиндр с передней стенкой и продувочными отверстиями в боковых стенках и поршень. Ствол выполнен с газоотводными каналами и закрепленным на его наружной поверхности, ближе к дульному срезу, передним ограничительным упором в виде тормозного устройства. Второй упор установлен на стволе после поршня и содержит качательно смонтированное на нем коромысло, взаимодействующее верхним рычагом с подвижным поршнем, а нижним - с подвижным цилиндром.A muzzle brake device is known (See patent RU No. 2138000, IPC F41A 21/36) that implements a known method for braking recoil of small arms, comprising a cylinder spring-mounted relative to it with a front wall and purge openings in the side walls and a piston. The barrel is made with gas channels and mounted on its outer surface, closer to the muzzle, front limit stop in the form of a braking device. The second stop is mounted on the barrel after the piston and contains a rocker mounted on it, which interacts with the upper arm and the movable piston, and the lower arm with the movable cylinder.
Недостатком конструкции известного устройства является его громоздкость и сложность, обусловленная наличием подвижных механических элементов: поршня, цилиндра, пружины, коромысла, а также неподвижных упоров на стволе, создающих опасность их использования, вытекающего из описания конструкции.A disadvantage of the design of the known device is its bulkiness and complexity, due to the presence of movable mechanical elements: a piston, cylinder, spring, rocker arm, as well as fixed stops on the barrel, creating the danger of their use, resulting from the description of the design.
Известны также газодинамические устройства уменьшения отдачи оружия при выстреле, используемые в заявке в качестве прототипа: дульные тормоза, газовые компенсаторы или стабилизаторы устойчивости оружия, навинчивающиеся на конце ствола по резьбе и использующие энергию пороховых газов, выходящих из канала ствола вслед за снарядом после выстрела. В конструкциях этих устройств реализуется известный способ уменьшения отдачи оружия.Also known are gas-dynamic devices for reducing the recoil of a weapon when fired, used as a prototype in the application: muzzle brakes, gas compensators or stabilizer arms, screwed onto the end of the barrel for threading and using the energy of the powder gases coming out of the barrel following the projectile after the shot. The designs of these devices implements a known method of reducing recoil of weapons.
Дульные тормоза имеют симметрично расположенные относительно оси канала ствола радиальные каналы с наклоном к зарядной части оружия, создающие симметричную реакцию надульного устройства на ствол, выходящими пороховыми газами, компенсирующими действие кинетического момента отдачи, направленного вдоль ствола при выстреле. Дульные тормоза часто используются в одной конструкции с газовыми компенсаторами.The muzzle brakes have radial channels symmetrically positioned relative to the axis of the barrel channel with an inclination towards the charge part of the weapon, creating a symmetrical reaction of the muzzle device to the barrel, exiting powder gases, compensating for the kinetic moment of recoil directed along the barrel during firing. Muzzle brakes are often used in the same design as gas compensators.
Газовые компенсаторы или стабилизаторы устойчивости оружия при выстреле (См. учебник: Министерство образования Российской Федерации, Волгоградский Государственный технический университет "Физические основы устройства и функционирования стрелково-пушечного, артиллерийского и ракетного оружия". Часть 1. Под ред. чл.-корр. РАРАН А.А.Королева и чл.-корр. МАНПО В.Г.Кучерова. РПК, «Политехник», Волгоград, 2002, стр.119) представляют собой надульные устройства типа дульного тормоза, имеющие в отличие от последнего несимметрично расположенные относительно оси канала ствола боковые каналы, создающие поперечную (боковую) реакцию надульного устройства на ствол и тем самым компенсирующие действие момента от динамической пары, опрокидывающей оружие при выстреле. Типичные газовые компенсаторы отдачи для автоматического оружия имеют вид кососрезанных цилиндрических и конических насадок, навинченных на конец ствола, и могут стабилизировать оружие в одной или двух плоскостях.Gas compensators or stabilizers of weapon stability during firing (See the textbook: Ministry of Education of the Russian Federation, Volgograd State Technical University "Physical Foundations of the Design and Functioning of Small Arms, Artillery and Missile Weapons".
Недостатками известных дульных устройств уменьшения отдачи является низкая эффективность, а также создание повышенного избыточного давления под действием пороховых газов в зоне обслуживающего персонала и стрелка. Пороховые газы, направляемые этими устройствами назад и в стороны, не могут сильнее охлаждаться расширением и снижать давление при истечении в атмосферу. Этот же недостаток особенно присущ реактивным бескамерным дульным тормозам. Другим недостатком таких дульных устройств является демаскировка местонахождения оружия и стрелка и затруднение проведения прицельной стрельбы из-за пыли, поднимаемой пороховыми газами, ударяющимися о поверхность земли.The disadvantages of the known muzzle devices for reducing recoil are low efficiency, as well as the creation of increased excess pressure under the influence of powder gases in the area of the staff and the shooter. Gunpowder gases, directed by these devices back and to the side, cannot be cooled more by expansion and reduce pressure when they flow into the atmosphere. The same drawback is especially inherent in jet tubeless muzzle brakes. Another disadvantage of such muzzle devices is the unmasking of the location of the weapon and the shooter and the difficulty of conducting targeted fire due to dust raised by powder gases striking the surface of the earth.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение эффективности уменьшения отдачи оружия при стрельбе с использованием эжекторных устройств в конструкциях дульных тормозов, газовых компенсаторов или стабилизаторов устойчивости оружия для обеспечения требуемого положения оси ствола перед очередным выстрелом, а также улучшение маскирующих факторов местонахождения оружия и персонала.The technical task of the present invention is to increase the efficiency of reducing the recoil of weapons when firing using ejector devices in the construction of muzzle brakes, gas compensators or stabilizers of stability of the weapon to ensure the required position of the axis of the barrel before the next shot, as well as improving the masking factors of the location of weapons and personnel.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе уменьшения отдачи оружия при выстреле с помощью пороховых газов, которые направляют в противоположных направлениях отдачи и отскоку оружия, пороховые газы до выхода из ствола направляют для частичного охлаждения, уменьшения давления и торможения в конфузоры сопел Лаваля с центральным телом ствола, разгоняют до звуковых скоростей в критических сечениях сопел Лаваля с центральным телом ствола и при истечении в диффузоры сопел пороховые газы, расширяясь, разгоняют до сверхзвуковых скоростей, создавая в диффузорах зоны вакуумного разрежения, с помощью которых эжектируют наружный воздух через каналы, соединяющие зоны с атмосферой, охлаждая пороховые газы и увеличивая массу их смеси за счет эжектируемого воздуха, тем самым снижая давление пороховых газов до оптимальной величины, увеличивая суммарный кинетический момент выходной реактивной струи из диффузоров в направлениях, противоположных отдаче и отскоку оружия.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the method of reducing the recoil of a weapon when fired using powder gases that direct in the opposite directions of the recoil and rebound of the weapon, the powder gases are sent to exit the barrel for partial cooling, pressure and braking into the confusers of the Laval nozzles with a central by the body of the barrel, accelerate to sonic velocities in critical sections of the Laval nozzles with the central body of the barrel and, when the nozzles flow into the diffusers, the powder gases expand while accelerating to super sonic velocities, creating vacuum rarefaction zones in diffusers, with the help of which external air is ejected through channels connecting the zones with the atmosphere, cooling powder gases and increasing the mass of their mixture due to ejected air, thereby reducing the pressure of powder gases to an optimal value, increasing the total kinetic the moment of the output jet from the diffusers in the directions opposite to the recoil and rebound of the weapon.
Кроме того, эжекторное устройство уменьшения отдачи оружия при выстреле, выполненное в виде дульного насадка, соединенного с концевым срезом ствола с помощью резьбы, содержащее газоотводные отверстия, направляющие пороховые газы в направлениях, противоположных отдаче и отскоку оружия при выстреле, снабжено кольцевым зазором и охватывающей его камерой расширения, выполненной в виде герметичного неразъемного соединения через кольцо входов двух конфузоров сопел Лаваля с центральным телом ствола, причем кольцо выполнено с калиброванным внутренним отверстием, служащим для регулировки количества поступающих в каждый конфузор камеры расширения пороховых газов, путем перемещения по резьбе, по отдельности, концевого без нарезов среза ствола и остальной части ствола относительно соответствующих сторон кольца, при этом выходом каждого конфузора сопла является критическое сечение, через которое каждый конфузор соединен со своим диффузором, снабженным соединительными каналами вакуумных зон разрежения диффузоров с наружной атмосферой и выходными секционными сопловыми отверстиями для выхода реактивных струй смеси газов в направлениях, противоположных отдаче и отскоку оружия при выстреле. Концевое сопло Лаваля с центральным телом ствола для уменьшения отскока оружия выполнено в виде верхней половины, а секционные сопловые отверстия диффузора, для выхода реактивных струй смеси газов, направлены в стороны и вверх.In addition, an ejector device for reducing the recoil of a weapon when fired, made in the form of a muzzle attachment connected to an end section of the barrel using a thread, containing gas vents guiding the powder gases in directions opposite to the recoil and rebound of the weapon during firing, equipped with an annular gap and covering it an expansion chamber made in the form of a tight one-piece connection through the ring of inputs of two confusers of Laval nozzles with the central body of the barrel, and the ring is made with calibrated an internal hole that serves to adjust the amount of powder gas entering the confuser of each expansion chamber by moving individually, the end of the barrel without cuts, and the rest of the barrel relative to the respective sides of the ring, with the exit of each nozzle confuser being a critical section through which each confuser is connected to its own diffuser, equipped with connecting channels of vacuum zones of rarefaction of diffusers with an external atmosphere and output sectional nozzle holes TIFA exit jets the gas mixture in the directions opposite to impact and rebound weapon during firing. The end Laval nozzle with the central body of the barrel to reduce the rebound of the weapon is made in the form of the upper half, and the sectional nozzle holes of the diffuser, for the exit of the jet stream of the gas mixture, are directed to the sides and up.
К тому же оси каналов, эжектируемые наружный воздух, направлены перпендикулярно образующей внутренней поверхности диффузоров сопел Лаваля с центральным телом.In addition, the channel axes ejected outside air are directed perpendicular to the inner surface of the diffusers of the Laval nozzles with the central body.
Осуществление способа уменьшения отдачи оружия с помощью конструкции эжекторного устройства выполняется при выстреле пороховыми газами, когда пуля или снаряд находится еще в концевом без нарезов срезе ствола. Пороховые газы направляют до выхода из ствола через кольцевой зазор перед концевым без нарезов срезом ствола в камеру расширения для торможения, частичного охлаждения и уменьшения их давления. Поскольку этот процесс преобразования параметров пороховых газов к требуемым определяется как объемом камеры расширения, так и количеством пороховых газов, входящих в нее, то естественной необходимостью конструкции является выполнение регулируемого кольцевого зазора.The implementation of the method of reducing the recoil of the weapon using the design of the ejector device is carried out when fired by powder gases, when the bullet or projectile is still in the terminal section of the barrel without cuts. Gunpowder gases are directed before exiting the barrel through an annular gap in front of an endless cut of the barrel into the expansion chamber for braking, partial cooling and pressure reduction. Since this process of converting the parameters of the powder gases to the required ones is determined both by the volume of the expansion chamber and the number of powder gases included in it, a natural design need is to make an adjustable annular gap.
Такая регулировка предусмотрена в эжекторном устройстве уменьшения отдачи оружия вращением концевого без нарезов среза ствола по резьбе, уменьшая или увеличивая величину кольцевого зазора. Регулировку кольцевого зазора ствола можно также выполнять вращением всего эжекторного надульного устройства относительно ствола по резьбе.Such adjustment is provided in the ejector device for reducing the recoil of weapons by rotating the end without grooves of the barrel cut along the thread, reducing or increasing the size of the annular gap. The adjustment of the annular clearance of the barrel can also be performed by rotating the entire ejector muzzle device relative to the barrel by thread.
Кроме установки требуемой величины кольцевого зазора на стволе оружия предусмотрена регулировка пропускания количества пороховых газов через зазор между одной стороной кольцевого зазора на стволе и соответствующей ближайшей стороной кольца. Кольцо, герметично соединяющее равные по объему конфузоры сопел Лаваля с центральным телом ствола, образуют камеру расширения. Такая регулировка позволяет направлять с высокой точностью разное количество пороховых газов из общего потока их, выходящих из кольцевого зазора ствола, как в один, так и в другой конфузор благодаря калиброванному отверстию кольца.In addition to setting the required value of the annular gap on the barrel of the weapon, it is possible to adjust the transmission of the amount of powder gases through the gap between one side of the annular gap on the barrel and the corresponding nearest side of the ring. The ring, hermetically connecting the equal in volume confusers of the Laval nozzles with the central body of the barrel, form an expansion chamber. This adjustment allows you to direct with high accuracy a different amount of powder gases from the total flow of them leaving the annular gap of the barrel, both in one and in the other confuser due to the calibrated hole of the ring.
Соединение входами двух конфузоров через кольцо, для образования камеры расширения, позволяет упростить выход пороховых газов из кольцевого зазора ствола в камеру. Такое соединение позволило выполнить простые и эффективные регулировки количества поступления пороховых газов из кольцевого зазора ствола в конфузоры сопел Лаваля, а также позволило уменьшить линейный размер и упростить конструкцию эжекторного устройства.The connection of the two confusers through the ring with the inputs to form the expansion chamber makes it possible to simplify the exit of powder gases from the annular gap of the barrel into the chamber. Such a connection made it possible to carry out simple and effective adjustments of the amount of powder gas coming from the annular gap of the barrel into the confusers of the Laval nozzles, and also made it possible to reduce the linear size and simplify the design of the ejector device.
Поступая в конфузоры камеры расширения, пороховые газы, несмотря на частичное расширение, охлаждение и уменьшение давления, имеют достаточно высокую температуру и давление. Из конфузора пороховые газы поступают в критическое сечение сопла Лаваля с центральным телом, в котором скорость газов увеличивается до скорости звука. В газовой динамике принято скорости газов определять числом Маха М, которое выражается отношением реальной скорости струи газа к скорости звука в этой же газовой струе. Таким образом, в критическом сечении скорость пороховых газов будет M=1.Entering the confusers of the expansion chamber, the powder gases, despite partial expansion, cooling and pressure reduction, have a sufficiently high temperature and pressure. From the confuser, the powder gases enter the critical section of the Laval nozzle with the central body, in which the gas velocity increases to the speed of sound. In gas dynamics it is customary to determine the gas velocity by the Mach number M, which is expressed by the ratio of the real velocity of the gas jet to the speed of sound in the same gas stream. Thus, in the critical section, the velocity of the powder gases will be M = 1.
После критического сечения пороховые газы в диффузоре подвергаются расширению вследствие расширения образующей поверхности в направлении течения газов под углом 15°. Это вызывает падение давления и температуры в струе пороховых газов и согласно закону сохранения энергии возрастает скорость газового потока пороховых газов и она становится сверхзвуковой, т.е. M>1.After the critical section, the powder gases in the diffuser undergo expansion due to the expansion of the generatrix surface in the direction of gas flow at an angle of 15 °. This causes a drop in pressure and temperature in the jet of powder gases and, according to the law of conservation of energy, the gas flow rate of the powder gases increases and it becomes supersonic, i.e. M> 1.
Поскольку на выходе из критического сечения струя пороховых газов имеет сверхзвуковую скорость и низкое давление, то в начальном сечении диффузора возникает зона вакуумного разряжения, в которой при правильно рассчитанных геометрических параметрах сопла Лаваля степень разрежения достигает порядка 10-3…10-4 мм ртутного столба. Соединяя эту вакуумную зону разрежения каналами с наружной атмосферой, охлажденный наружный воздух эжектируется в диффузор. Поэтому струя пороховых газов называется эжектирующей, а струя атмосферного воздуха, поступающая в диффузор через каналы, эжектируемой.Since the jet of powder gases at the exit from the critical section has a supersonic speed and low pressure, a vacuum rarefaction zone appears in the initial section of the diffuser, in which, with correctly calculated geometric parameters of the Laval nozzle, the degree of rarefaction reaches about 10 -3 ... 10 -4 mm of mercury. By connecting this vacuum rarefaction zone with channels to the outside atmosphere, the cooled outside air is ejected into the diffuser. Therefore, the jet of powder gases is called ejecting, and the stream of atmospheric air entering the diffuser through the channels ejected.
Эжектируемый наружный воздух, смешиваясь с эжектирующей струей пороховых газов в диффузоре, значительно понижает температуру пороховых газов. При смешивании увеличивается суммарная масса выходящей струи газов из диффузора, которая создает повышенный кинетический момент реактивный тяги. Этот кинетический момент реактивной тяги можно также регулировать в необходимых пределах уменьшением или увеличением сечений каналов, эжектируемых наружный воздух внутрь диффузора, а также изменяя количество эжектируемых каналов. Это также позволяет регулировать температуру и давление реактивной струи из диффузора, приближая давление смеси газов к оптимальному.Ejected outside air, mixing with the ejected stream of powder gases in the diffuser, significantly reduces the temperature of the powder gases. When mixing, the total mass of the outgoing gas stream from the diffuser increases, which creates an increased kinetic moment of jet thrust. This kinetic moment of jet thrust can also be adjusted to the necessary limits by decreasing or increasing the cross sections of the channels ejected outside air into the diffuser, as well as changing the number of ejected channels. It also allows you to adjust the temperature and pressure of the jet from the diffuser, approximating the pressure of the gas mixture to the optimum.
Из диффузоров эжекторного устройства уменьшения отдачи реактивная струя направляется в свои секционные сопловые отверстия, в которых она разделяется на несколько реактивных струй по требуемому направлению. Реактивные струи сопла Лаваля с центральным телом ствола, предназначенные для компенсации отдачи, направляют для силового воздействия противоположно вектору отдачи. Реактивные струи сопла Лаваля с центральным телом ствола, предназначенные для исключения подскока оружия при выстреле, направляются через свои секционные сопловые отверстия вверх и в стороны.From the diffusers of the ejector recoil reduction device, the jet stream is directed into its sectional nozzle openings, in which it is divided into several jet jets in the desired direction. The jet stream of the Laval nozzle with the central body of the barrel, designed to compensate for recoil, is directed for force action opposite to the recoil vector. The jet stream of the Laval nozzle with the central body of the barrel, designed to prevent weapons from jumping during firing, is directed through its sectional nozzle openings up and to the sides.
Применение секционных сопловых отверстий для направления реактивных струй газов из сопел Лаваля с центральным телом ствола позволяет уменьшить линейные размеры диффузоров, а также габариты эжекторного устройства, примерно, в два раза без нарушения режимов его работы и получить приращение реактивной тяги (См. Г.Н.Абрамович "Прикладная газовая динамика", М.: Наука, 1969, стр.514…515, рис.9.38).The use of sectional nozzle openings for directing jet streams of gases from Laval nozzles with the central body of the barrel allows one to reduce the linear dimensions of diffusers, as well as the dimensions of the ejector device, by approximately half without violating its operating modes and to obtain an increase in reactive thrust (See G.N. Abramovich "Applied gas dynamics", Moscow: Nauka, 1969, p. 514 ... 515, fig. 9.38).
Предлагаемая конструкция эжекторного устройства уменьшения отдачи оружия при выстреле с использованием сопел Лаваля с центральным телом ствола отличается от известных аналогичных конструкций, поскольку они не имеют центрального тела в виде цилиндра. Однако известны конструкции сопел, которые обладают прямолинейной внешней границей в виде обечайки, а центральное тело имеет конфигурацию внутренней границы в виде контура сопла Лаваля, см., например, цитируемую в предыдущем абзаце литературу на стр.397…403.The proposed design of an ejector device for reducing the recoil of a weapon when fired using Laval nozzles with a central body of the barrel differs from known similar structures, since they do not have a central body in the form of a cylinder. However, nozzle designs are known that have a rectilinear outer border in the form of a shell, and the central body has a configuration of the inner border in the form of a Laval nozzle contour, see, for example, the literature cited in the previous paragraph on pages 397 ... 403.
Поскольку для проведения анализа газодинамических течений в известных конструкциях сопел безразлично, какая граница будет прямолинейной: внешняя или внутренняя, - то можно положить, что цилиндрическая обечайка является внутренней границей центрального тела сопла, см. рис.8.11, а) на стр.397 указанной литературы. Кроме этого, в конструкциях авиационных турбореактивных двигателей встречаются конструкции в виде сопел Лаваля, в которых вместе с дюзами (камерами сгорания) в конфузоре устанавливается лопастной нагнетатель воздуха, соединенный с приводным колесом газовой турбины, размещенным в диффузоре сопла, посредством цилиндрического вала, проходящим через критическое сечение по оси симметрии. В этом случае такая конструкция служит примером сопла Лаваля с центральным цилиндрическим телом, подобно предлагаемой конструкции в настоящей заявке.Since it is indifferent for the analysis of gas-dynamic flows in the known nozzle designs whether the boundary is rectilinear: external or internal, it can be assumed that the cylindrical shell is the internal boundary of the central body of the nozzle, see Fig. 8.11, a) on page 397 of the indicated literature . In addition, in the designs of aircraft turbojet engines, there are designs in the form of Laval nozzles in which, together with nozzles (combustion chambers), a paddle air blower is installed in the confuser, connected to the drive wheel of the gas turbine located in the nozzle diffuser, through a cylindrical shaft passing through the critical section along the axis of symmetry. In this case, this design serves as an example of a Laval nozzle with a central cylindrical body, similar to the proposed design in this application.
Поэтому геометрическая конфигурация требуемого сопла Лаваля с центральным телом, в каждом конкретном случае, рассчитывается с учетом исходных параметров пороховых газов и получения требуемых физических выходных параметров для эффективной работы эжекторного устройства по назначению. Для ознакомления с расчетом эжекторных устройств см. литературу Г.Н.Абрамович "Прикладная газовая динамика", М.: Наука, 1969, стр.149…168, 385…437, 438…515.Therefore, the geometric configuration of the required Laval nozzle with a central body, in each case, is calculated taking into account the initial parameters of the powder gases and obtain the required physical output parameters for the effective operation of the ejector device for its intended purpose. For familiarization with the calculation of ejector devices, see G.N. Abramovich's literature "Applied Gas Dynamics", Moscow: Nauka, 1969, p. 149 ... 168, 385 ... 437, 438 ... 515.
Благодаря применению способа, реализованного в эжекторном устройстве, значительно уменьшается отдача оружия при стрельбе, что обеспечивает требуемое положение оси ствола перед очередным выстрелом и улучшает маскирующие факторы местонахождения оружия и персонала.Thanks to the application of the method implemented in the ejector device, the recoil of the weapon during shooting is significantly reduced, which ensures the required position of the barrel axis before the next shot and improves the masking factors of the location of the weapon and personnel.
Эжекторное устройство для осуществления заявленного способа уменьшения отдачи при выстреле оружия иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид в разрезе; на фиг.2 - общий вид в объемном изображении; на фиг.3 представлена торцевая проекция выходных отверстий диффузора устройства уменьшения отдачи.An ejector device for implementing the claimed method of reducing recoil when firing a weapon is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a sectional view; figure 2 is a General view in a three-dimensional image; figure 3 presents the end projection of the outlet holes of the diffuser of the device to reduce recoil.
Эжекторное устройство уменьшения отдачи оружия при выстреле включает ствол 1, ввинченный резьбовым соединением в крышку 2 с секционными сопловыми отверстиями 3, которая соединена с помощью наружной резьбы с корпусом 4 сопла Лаваля с центральным телом ствола. Это сопло имеет диффузор 5, в зону разрежения которого эжектируется воздух через каналы 6, и критическое сечение 7. Вход конфузора 8 герметично соединен через кольцо 9 с входом второго конфузора 10 с образованием камеры расширения, охватывающей кольцевой зазор 11 между стволом и концевым без нарезов срезом ствола 12, ввинченного в несъемную крышку 13 с секционными сопловыми отверстиями 14 второго диффузора 15. В зону разрежения этого диффузора также эжектируется наружный воздух через эжектируемые каналы 16 в корпусе 17 сопла Лаваля с центральным телом концевого без нарезов среза ствола 12 с помощью эжектирующих струй пороховых газов, истекающих из критического сечения 18.An ejector device for reducing the recoil of a weapon during firing includes a
Осуществление способа уменьшения отдачи оружия при выстреле происходит следующим образом.The implementation of the method of reducing recoil when fired is as follows.
При выстреле, когда пуля или снаряд находится в концевом без нарезов срезе ствола 12, часть пороховых газов до выхода из ствола 1 направляют в камеру расширения, охватывающую кольцевой зазор 11, образованную герметично соединенными входами двух конфузоров 8 и 10 через кольцо 9 двух сопел Лаваля с центральными телами ствола. Переднее сопло Лаваля имеет центральным телом концевой без нарезов срез ствола 12 и выполнено в виде только верхней половины, поскольку такая конструкция определяется назначением этого сопла для уменьшения отскока ствола или всего оружия. Второе сопло Лаваля имеет центральным телом ствол 1 и предназначено для уменьшения силового импульса отдачи оружия или ствола.When fired, when the bullet or projectile is in the end section of the
В каждый конфузор 8 и 10 втекает свое количество пороховых газов, определяемое величиной зазора между стороной кольцевого зазора 11 и соответствующей стороной кольца 9, имеющего калиброванное осевое отверстие. Регулировку требуемого зазора проводят перемещением по резьбе либо концевого без нарезов среза ствола 12, либо неподвижного ствола 1, вращением всей конструкции эжекторного устройства по резьбе ствола 1.A quantity of powder gases flows into each confuser 8 and 10, which is determined by the size of the gap between the side of the annular gap 11 and the corresponding side of the
В каждом конфузоре 8 и 10 пороховые газы в результате расширения охлаждаются, уменьшают свое давление и испытывают торможение, совершая теплопередачу корпусам 4 и 17 сопел Лаваля. Из конфузоров 8 и 10 пороховые газы входят в критические сечения 7 и 18, где приобретают скорость звука, определяемую своими физическими параметрами в конфузорах 8 и 10 и геометрическими размерами конфузоров 8, 10 и критических сечений 7 и 18.In each confuser 8 and 10, the powder gases are cooled as a result of expansion, reduce their pressure and experience braking, making heat transfer to the
После критических сечений 7 и 18 пороховые газы поступают в расширяющиеся каналы диффузоров 5 и 15, образующие поверхности которых направлены относительно оси симметрии под углом 15°. За счет расширения давление пороховых газов в диффузорах 5 и 15 уменьшается, и газы приобретают сверхзвуковую скорость согласно закона сохранения энергии. По этим причинам в диффузорах 5 и 15 в начальных сечениях после критических сечений 7 и 18 возникают вакуумные зоны разрежения, давление в которых достигает порядка 10-3…10-4 мм ртутного столба.After critical sections 7 and 18, the powder gases enter the expanding channels of the diffusers 5 and 15, the forming surfaces of which are directed relative to the axis of symmetry at an angle of 15 °. Due to the expansion, the pressure of the powder gases in the diffusers 5 and 15 decreases, and the gases acquire a supersonic speed according to the law of conservation of energy. For these reasons, in the diffusers 5 and 15 in the initial sections after critical sections 7 and 18, vacuum rarefaction zones arise, the pressure in which reaches about 10 -3 ... 10 -4 mm Hg.
Эти зоны разрежения диффузоров 5 и 15 соединяют с наружной атмосферой каналами 6 и 16, проходящими через корпуса 4 и 17 сопел Лаваля. По этим каналам 6 и 16 эжектируют наружный воздух в зону разрежения диффузоров 5 и 15, смешивая его с эжектирующим потоком пороховых газов и охлаждая их до получения требуемой оптимальной температуры и увеличивая суммарную массу смеси газов эжектирующего потока. Температуру и массу смеси пороховых газов и наружного воздуха можно регулировать как сечением эжектируемых каналов 6 и 16, так и их количеством. Таким образом, на выходе из диффузоров 5 и 15 получают реактивную струю смеси, обладающую повышенным реактивным кинетическим моментом.These rarefaction zones of the diffusers 5 and 15 are connected to the outside atmosphere by
На выходе из каждого диффузора 5 и 15 реактивную струю разделяют на несколько струй с помощью секционных сопловых отверстий 3 и 14, через которые эти струи направляют по назначению. Через отверстия 3 в боковой стенке 2, соединенной резьбой с корпусом 4 сопла Лаваля, реактивные струи направляют противоположно вектору отдачи оружия или ствола для ее уменьшения. Через отверстия 14 в боковой стенке 13 корпуса 17 сопла Лаваля реактивные струи направляют в стороны и вверх противоположно направлению вектора отскока ствола или оружия.At the outlet of each diffuser 5 and 15, the jet stream is divided into several jets using sectional nozzle holes 3 and 14, through which these jets are directed as intended. Through the
Расчет процессов при прохождении пороховых газов в соплах Лаваля с центральными телами, с образованием реактивных струй смесей пороховых газов и атмосферного воздуха, позволяет сделать вывод, что реальная температура исходящих реактивных струй может достигать температуры на 25°C…40°C выше температуры окружающей среды. Давление реактивных струй на выходе из сопел Лаваля при выстреле составляет 40…60 атмосфер при их скорости истечения не более 50…60 м/с, при этом компенсация расчетного отскока и отдачи для стрелкового оружия производится полностью, что отвечает требованиям комфортности и безопасности персонала, обслуживающего оружие.The calculation of the processes during the passage of powder gases in Laval nozzles with central bodies, with the formation of jet jets of mixtures of powder gases and atmospheric air, allows us to conclude that the actual temperature of outgoing jet jets can reach a temperature of 25 ° C ... 40 ° C above ambient temperature. The pressure of jet jets at the exit of Laval nozzles during firing is 40 ... 60 atmospheres at their discharge velocity of not more than 50 ... 60 m / s, while the calculated bounce and recoil for small arms are fully compensated, which meets the requirements for the comfort and safety of personnel weapons.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009132788/11A RU2413154C1 (en) | 2009-08-31 | 2009-08-31 | Method for decreasing gun recoil and ejector device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009132788/11A RU2413154C1 (en) | 2009-08-31 | 2009-08-31 | Method for decreasing gun recoil and ejector device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2413154C1 true RU2413154C1 (en) | 2011-02-27 |
Family
ID=46310660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009132788/11A RU2413154C1 (en) | 2009-08-31 | 2009-08-31 | Method for decreasing gun recoil and ejector device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2413154C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2547204C2 (en) * | 2013-08-30 | 2015-04-10 | Василий Иванович Мазий | Device and method of increase of initial velocity of bullet (shell) and recoil elimination |
| RU2558504C2 (en) * | 2013-10-28 | 2015-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Ред Хит" | Muzzle brake-compensator |
| RU2561181C2 (en) * | 2013-10-31 | 2015-08-27 | Валерий Михайлович Антропов | Small arms without effect of "recoil" |
| RU168050U1 (en) * | 2016-03-28 | 2017-01-17 | Евгений Григорьевич Пастухов | Muzzle Attachment |
| RU168138U1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-01-18 | Евгений Григорьевич Пастухов | Muzzle Attachment |
| RU189743U1 (en) * | 2019-03-11 | 2019-05-31 | Марк Васильевич Федоров | DULY BRAKE COMPENSATOR |
| RU2760833C1 (en) * | 2021-05-25 | 2021-11-30 | Федеральное государственное военное казённое образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Muzzle brake compensator |
-
2009
- 2009-08-31 RU RU2009132788/11A patent/RU2413154C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Физические основы устройства и функционирования стрелково-пушечного, артиллерийского и ракетного оружия, Министерство образования РФ, Волгоградский Государственный технический университет, часть 1, «Политехник», 2002, с.116-119, параграф 2.4. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2547204C2 (en) * | 2013-08-30 | 2015-04-10 | Василий Иванович Мазий | Device and method of increase of initial velocity of bullet (shell) and recoil elimination |
| RU2558504C2 (en) * | 2013-10-28 | 2015-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Ред Хит" | Muzzle brake-compensator |
| RU2561181C2 (en) * | 2013-10-31 | 2015-08-27 | Валерий Михайлович Антропов | Small arms without effect of "recoil" |
| RU168138U1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-01-18 | Евгений Григорьевич Пастухов | Muzzle Attachment |
| RU168050U1 (en) * | 2016-03-28 | 2017-01-17 | Евгений Григорьевич Пастухов | Muzzle Attachment |
| RU189743U1 (en) * | 2019-03-11 | 2019-05-31 | Марк Васильевич Федоров | DULY BRAKE COMPENSATOR |
| RU2760833C1 (en) * | 2021-05-25 | 2021-11-30 | Федеральное государственное военное казённое образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Muzzle brake compensator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2413154C1 (en) | Method for decreasing gun recoil and ejector device for its implementation | |
| US5036747A (en) | Muzzle brake | |
| US8522662B2 (en) | Controlled-unaided surge and purge suppressors for firearm muzzles | |
| RU2355976C1 (en) | Gun muzzle attachment | |
| US6668699B2 (en) | Porous nozzle projectile barrel | |
| US10197351B2 (en) | Barrel stabilizing and recoil reducing muzzle brake | |
| US11280572B2 (en) | Barrel stabilizing and recoil reducing muzzle brake with guiding ribs | |
| EP3788316B1 (en) | Systems and method for firearm aim-stabilization | |
| US5305677A (en) | Muzzle brake-bullet stabilizer | |
| US10816300B2 (en) | Barrel stabilizing and recoil reducing muzzle brake | |
| US10422603B2 (en) | Barrel stabilizing and recoil reducing muzzle brake | |
| US3152510A (en) | Recoil controlling device | |
| KR0152274B1 (en) | Ejecting device for grenade projector or mortar | |
| RU168138U1 (en) | Muzzle Attachment | |
| RU2349857C2 (en) | Method of launching grenade and grenade launcher to this end | |
| US20220099402A1 (en) | Muzzle brake-compensator (dtc) with a system for interrupting the supersonic gas fl | |
| RU2720500C2 (en) | Expander, damper-expander and device for arrangement thereof | |
| US8468923B2 (en) | Apparatus and method for selectively affecting a launch trajectory of a projectile | |
| US6089139A (en) | Porous nozzle projectile barrel | |
| RU2631958C1 (en) | Reactive engine, method for shooting with rocket ammunition and rocket ammunition | |
| RU168050U1 (en) | Muzzle Attachment | |
| WO2021055387A1 (en) | Barrel stabilizing and recoil reducing muzzle brake with guiding ribs | |
| US11118857B2 (en) | Spin-stabilizing assembly for a cylindrical barrel using harvested propellant energy | |
| JPH08503295A (en) | Bomb with controlled separation of ammunition elements for implosion | |
| RU138948U1 (en) | AMMUNITION "SMERCH" FOR FIRING WEAPONS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110901 |