RU2595093C1

RU2595093C1 - Cartridge for noiseless firing in water and air environment

Info

Publication number: RU2595093C1
Application number: RU2015117179/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Юрьевич Петровский
Original assignee: Александр Юрьевич Петровский
Priority date: 2015-05-05
Filing date: 2015-05-05
Publication date: 2016-08-20

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.

SUBSTANCE: invention relates to ammunition, specifically to cartridges for noiseless firing in water and air environment. Cartridge for noiseless firing in water and air environment comprises a case with a slope, propellant charge, cap primer, thrown element, piston, circular conical seal and a protective plug. In thrown element along its symmetry axis there is a through conical or spherical hole with gradual increase of inner diameter of head to its tail part, forming in end of head part a circular cutting edge.

EFFECT: higher efficiency of the cartridge.

8 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам стрелкового вооружения для беспламенной, бездымной и бесшумной стрельбы в водной и воздушной среде.The invention relates to ammunition for small arms for flameless, smokeless and silent firing in water and air.

Для подводной и воздушной стрельбы решающую роль играет возможность преодолеть водную или воздушную среду с минимальными потерями начальной скорости метаемого элемента, причем сопротивление водной среды намного больше сопротивления воздуха из-за многократной разницы их плотности. Поэтому, в патроне для бесшумной стрельбы в водной и воздушной среде основными требованиями к его конструктивным элементам являются обеспечение минимального гидравлического (или аэродинамического) сопротивления, которое позволяет сохранить достаточную скорость метаемого элемента в конечной фазе полета, обеспечивая повышение дальности и результативности стрельбы с увеличением поражающего эффекта; возможности вести бесшумную стрельбу из гладкоствольного оружия и придания метаемому элементу не только поступательного, но и вращательного движения с эффективным запиранием пороховых газов в гильзе.For underwater and aerial shooting, the decisive role is played by the ability to overcome the water or air environment with minimal losses of the initial speed of the missile element, and the resistance of the water medium is much greater than the air resistance due to the multiple difference in their density. Therefore, in a cartridge for silent shooting in water and air, the main requirements for its structural elements are to ensure minimum hydraulic (or aerodynamic) resistance, which allows you to maintain a sufficient speed of the missile element in the final phase of the flight, providing an increase in the range and effectiveness of shooting with an increase in the damaging effect ; the possibility of silently firing smooth-bore weapons and imparting to the missile element not only translational, but also rotational movement with effective locking of the powder gases in the sleeve.

Известен патрон для подводной стрельбы по патенту RU 2122176 С1. Данный патрон, содержащий гильзу, капсюль-воспламенитель, метательный пороховой заряд и пулю, имеющую корпус и головную часть с кавитатором, корпус пули выполнен калиберным и центрирующийся по каналу ствола. Как недостаток следует отметить выброс пузырьков газа при выстреле, большая длина патрона (более 25 калибров пули) и традиционные недостатки боевых параметров данного боеприпаса в воздушной среде - шум, пламя, дым, неустойчивый полет пули с малой эффективной дальностью стрельбы и большим рассеиванием на траектории.Known cartridge for underwater shooting according to patent RU 2122176 C1. This cartridge, containing a sleeve, an igniter capsule, propellant powder charge and a bullet having a body and a head part with a cavitator, the bullet body is made calibrated and centered along the barrel. As a disadvantage, the emission of gas bubbles during firing, a large cartridge length (more than 25 caliber bullets) and the traditional drawbacks of the combat parameters of this munition in the air are noise, flame, smoke, unstable flight of a bullet with a small effective firing range and large dispersion along the trajectory.

Известен патрон для бесшумной и подводной стрельбы по патенту RU 2489673. В этом патенте, который выбран в качестве прототипа, в патроне, содержащем гильзу со скатом, метательный заряд, капсюль-воспламенитель, метаемый элемент и поршень, поршень установлен в донной части гильзы с выступающими двумя кольцевыми коническими выступами, в сторону ската гильзы, один по внешней цилиндрической поверхности, другой по внутренней, соприкасающейся с метательным элементом. В центральной части торца поршня выполнено цилиндрическое углубление, на дне которого имеется выступ (или выступы) с наклонной боковой поверхностью. Также в поршне выполнены сквозные отверстия под углом наклона к горизонтальной плоскости поршня для прохода газов от метаемого заряда, размещенного по всему свободному объему гильзы. Метаемый элемент входит в цилиндрическое углубление на поршне и в своей донной части имеет паз (или пазы) с наклонной боковой поверхностью, в который разъемно входит аналогичный выступ (или выступы), расположенный на поршне. В конической части ската гильзы установлен кольцевой конический обтюратор с конической фаской по внутреннему диаметру в сторону поршня и, по крайне мере, с одним кольцевым ребром и кольцевой проточкой, а его конусная поверхность, обращенная в сторону поршня, сопрягается по поверхности с двумя кольцевыми коническими выступами на поршне.Known cartridge for silent and underwater shooting according to patent RU 2489673. In this patent, which is selected as a prototype, in a cartridge containing a cartridge with a ramp, propelling charge, igniter capsule, missile element and piston, the piston is installed in the bottom of the cartridge with protruding two annular conical protrusions, in the direction of the slope of the sleeve, one on the outer cylindrical surface, the other on the inner, in contact with the propelling element. A cylindrical recess is made in the central part of the piston end face, at the bottom of which there is a protrusion (or protrusions) with an inclined lateral surface. Also, through-holes are made in the piston at an angle of inclination to the horizontal plane of the piston for the passage of gases from a propelled charge placed throughout the entire free volume of the sleeve. The throwing element enters the cylindrical recess on the piston and in its bottom part has a groove (or grooves) with an inclined lateral surface into which a similar protrusion (or protrusions) located on the piston detachably enters. An annular conical obturator is installed in the conical part of the slope of the sleeve with a conical chamfer in inner diameter towards the piston and at least one annular rib and an annular groove, and its conical surface facing the piston mates with two annular conical protrusions on the surface on the piston.

Однако такая конструкция патрона, при которой пороховой метательный заряд размещается перед поршнем, приведет к тому, что в начальный момент при разбитии капсюля-воспламенителя и воспламенении порохового заряда, газы смещают поршень, который начинает толкать впереди себя без вращения метаемый элемент, но когда воспламенение метательного заряда произойдет по всему объему, давление пороховых газов изменяет свое направление и начинает воздействовать на поршень в обратном направлении и, проходя через угловые отверстия в поршне, начинает вращать и перемещать его по направлению к донной части гильзы, уменьшая давление поршня на метаемый элемент, выводя его из зацепления. В дельнейшем, под давлением пороховых газов, поршень прижимается к донной части гильзы, а метаемый элемент продолжает свое поступательное (а по инерции - и вращательное) движение до полного своего выхода из гильзы без отсечения пороховых газов. Кроме того, такой патрон не может обеспечить достаточную дальность стрельбы из-за значительных потерь в скорости метаемого элемента, особенно в водной среде, обусловленных своей достаточно большой площадью лобового сопротивления и повышенной турбулентности в водной или воздушной среде за своей хвостовой частью. К недостаткам данного патрона так же следует отнести не большой поражающий эффект, сложность изготовления угловых впадин и выступов на дне цилиндрического углубления в верхней части поршня, а передача вращения по оси симметрии патрона обуславливает большие механические нагрузки на наклонные выступы метаемого элемента и наклонные выступы на верхней части поршня, что приведет, при ослаблении осевого давления, к выходу их из зацепления.However, such a cartridge design, in which the powder propellant charge is placed in front of the piston, will lead to the fact that at the initial moment when the igniter capsule is broken and the powder charge is ignited, the gases displace the piston, which begins to push the missile element in front of itself, but when the propellant ignites the charge will occur throughout the volume, the pressure of the powder gases changes its direction and begins to act on the piston in the opposite direction and, passing through the corner holes in the piston, begins raschat and move it toward the bottom of the sleeve, reducing the pressure of the piston on the metal element, bringing it out of engagement. Subsequently, under the pressure of the powder gases, the piston is pressed against the bottom of the sleeve, and the missile element continues its translational (and by inertia - rotational) movement until it completely leaves the sleeve without cutting off the powder gases. In addition, such a cartridge cannot provide a sufficient firing range due to significant losses in the speed of the missile element, especially in the aquatic environment, due to its sufficiently large drag area and increased turbulence in the aqueous or air environment behind its tail. The disadvantages of this cartridge should also include a small damaging effect, the complexity of manufacturing angular cavities and protrusions on the bottom of the cylindrical recess in the upper part of the piston, and the transmission of rotation along the axis of symmetry of the cartridge causes large mechanical loads on the inclined projections of the missile element and the inclined projections on the upper part piston, which will lead, when the axial pressure is weakened, to their release from engagement.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эксплуатационных характеристик патрона для бесшумной стрельбы в водной и воздушной среде за счет придания метаемому элементу высокой угловой линейной скорости с эффективной отсечкой пороховых газов и запиранием их в гильзе, упрощение конструкции патрона, повышение надежности передачи вращения от поршня к метаемому элементу, увеличение поражающего эффекта с возможностью не только пробивать, но и разрезать цель, уменьшение длины патрона с одновременным увеличением калибра метаемого элемента без дополнительного увеличения порохового заряда.The present invention solves the problem of increasing the operational characteristics of the cartridge for silent shooting in water and air due to giving the projectile element a high angular linear velocity with effective cutoff of the powder gases and locking them in the sleeve, simplifying the design of the cartridge, increasing the reliability of transmission of rotation from the piston to the missile element, an increase in the damaging effect with the ability not only to punch, but also to cut the target, reducing the length of the cartridge with a simultaneous increase in caliber element without additional increase of the propellant charge.

Поставленная задача решается тем, что в патроне, содержащем гильзу со скатом, метательный заряд, капсюль-воспламенитель, метаемый элемент, поршень, кольцевой конический обтюратор и защитную пробку, в метаемом элементе по его оси симметрии выполнено сквозное коническое или сферическое отверстие с постепенным увеличением внутреннего диаметра от головной к своей хвостовой части, образуя в торце головной части кольцевую режущую кромку; на торцовой поверхности хвостовой части пустотелого метаемого элемента выполнены наклонные выступы и впадины; весь метательный заряд размещен между дном гильзы и поршнем, вращение которого обеспечивается выполнением лопастей на нижней (ближней ко дну гильзы) части поршня, наклоненных к его горизонтальной плоскости в виде лопастей вентилятора или лопаток турбины; на верхней (дальней от дна гильзы) части поршня выполнены наклонные выступы и впадины, равноудаленные от оси симметрии патрона на расстояние, равное внешнему и внутреннему диаметру хвостовой части метаемого элемента, и цилиндрическая выточка с внутренним диаметром, равным его внешнему диаметру, которая удерживает и центрирует в гильзе его хвостовую часть; боковая внешняя поверхность верхней части поршня выполнена в виде усеченного конуса, основание которого упирается во внутреннюю поверхность гильзы, а усеченная вершина - во внешнюю поверхность хвостовой части метаемого элемента, причем высота усеченного конуса должна быть больше суммарной высоты цилиндрической выточки и глубины наклонных впадин (высоты выступов) поршня; в конической части ската гильзы установлен кольцевой конический обтюратор с конической фаской по внутреннему диаметру в сторону поршня с кольцевым ребром и кольцевой проточкой, а его конусная поверхность, обращенная в сторону поршня, сопрягается по поверхности с кольцевым коническим выступом на поршне; для предотвращения преждевременного попадания воды во внутреннюю полость метаемого элемента, во внутреннее отверстие его головной части установлена защитная пробка из эластичного материала не пропускающего воду, легко выпадающая при выстреле. Кроме того, пустотелость метаемого элемента дает возможность значительно увеличить его калибр и уменьшить длину патрона до (3-4)d без дополнительного увеличения метательного заряда.The problem is solved in that in a cartridge containing a sleeve with a ramp, a propelling charge, an igniter capsule, a throwing element, a piston, an annular conical obturator and a protective plug, a through conical or spherical hole is made along the axis of symmetry in the throwing element with a gradual increase in the internal diameter from the head to its tail, forming an annular cutting edge in the end of the head; inclined protrusions and depressions are made on the end surface of the tail of the hollow missile element; the entire propellant charge is placed between the bottom of the sleeve and the piston, the rotation of which is ensured by the implementation of the blades on the lower (closest to the bottom of the sleeve) part of the piston, inclined to its horizontal plane in the form of fan blades or turbine blades; on the upper (far from the bottom of the sleeve) part of the piston, inclined protrusions and depressions are made equidistant from the axis of symmetry of the cartridge by a distance equal to the outer and inner diameters of the tail of the missile element, and a cylindrical undercut with an inner diameter equal to its outer diameter, which holds and centers in the sleeve of its tail; the lateral outer surface of the upper part of the piston is made in the form of a truncated cone, the base of which abuts against the inner surface of the liner, and the truncated vertex into the outer surface of the tail of the missile element, and the height of the truncated cone must be greater than the total height of the cylindrical undercut and the depth of the inclined hollows (height of the protrusions ) piston; in the conical part of the slope of the sleeve there is an annular conical obturator with a conical chamfer in inner diameter towards the piston with an annular rib and an annular groove, and its conical surface facing the piston mates on the surface with an annular conical protrusion on the piston; to prevent premature ingress of water into the internal cavity of the missile element, a protective stopper made of an elastic material that does not allow water to pass through the inner hole of its head is easily dropped during firing. In addition, the hollow of the missile element makes it possible to significantly increase its caliber and reduce the length of the cartridge to (3-4) d without an additional increase in propellant charge.

Из уровня техники не известен патрон для бесшумной стрельбы в водной и воздушной среде с предложенным выполнением его составных частей.The prior art cartridge is not known for silent shooting in water and air with the proposed implementation of its components.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 показан патрон для бесшумной стрельбы в водной и воздушной среде в разрезе, на фиг. 2 показан поршень - вид сбоку, на фиг. 3 показан разрез по А-А верхней части поршня, на фиг. 4 показан вид В на нижнюю часть поршня, на фиг. 5 показан метаемый элемент с частичным разрезом, на фиг. 6 показан разрез по С-С хвостовой части метаемого элемента.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a cartridge for silent shooting in water and air in the context, in FIG. 2 shows a piston - side view, in FIG. 3 shows a section along AA of the upper part of the piston; FIG. 4 shows a view B of the lower part of the piston; FIG. 5 shows a missile element with a partial section; FIG. 6 shows a section along CC of the tail of the missile element.

Патрон для бесшумной стрельбы в водной и воздушной среде состоит из метаемого элемента 1, который установлен своей хвостовой частью через поршень 2 и метательный заряд 3 в гильзе со скатом 4, в донной части которого установлен капсюль-воспламенитель 5. Метаемый элемент 1 расположен по оси симметрии гильзы со скатом 4 и в передней части центрируется кольцевым коническим обтюратором 6, фиксируемым в конической части ската гильзы 4. На внутренней цилиндрической поверхности кольцевого конического обтюратора 6 выполнена коническая фаска, обращенная в сторону поршня 2, и кольцевое ребро с кольцевой проточкой в месте контакта с цилиндрической поверхностью метаемого элемента 1. Во внутреннее отверстие метаемого элемента 1 установлена защитная пробка 7 из эластичного материала, не пропускающего воду.The cartridge for silent shooting in water and air consists of a missile element 1, which is mounted with its tail part through a piston 2 and a propellant charge 3 in a sleeve with a ramp 4, in the bottom of which there is a primer-igniter 5. The missile element 1 is located along the axis of symmetry sleeves with a ramp 4 and in the front part is centered by an annular conical obturator 6, fixed in the conical part of the ramp of the liner 4. A conical chamfer is made on the inner cylindrical surface of the annular conical obturator 6, facing st of the piston 2 and the annular rib from the annular groove in contact with the cylindrical surface of the propelled member 1. In an inner bore projectile element 1 is mounted a protective tube 7 of an elastic material impervious to water.

Работа патрона для бесшумной стрельбы в водной и воздушной среде заключается в следующем. При разбитии капсюля-воспламенителя 5 и воспламенении порохового метательного заряда 3, газы смещают поршень 2, придавая ему поступательное и вращательное движение, которое передается через разъемное соединение выступов-впадин на метаемый элемент 1, разгоняя и вращая его, причем передача поступательного движения передается плоскими частями впадин верхней части поршня 2 на плоские торцовые выступы хвостовой части пустотелого метаемого элемента 1 с соблюдением необходимого бокового зазора между своими наклонными плоскостями - для предотвращения заклинивания выступов во впадинах, а передача вращательного движения передается наклонными частями впадин верхней части поршня 2 на наклонных части торцовых выступов пустотелого метаемого элемента 1. Таким образом метаемый элемент 1 получает необходимую поступательную скорость и угловое вращение для стабилизации полета. При достижении поршнем 2 кольцевого конического обтюратора 6, он тормозится, ударяя своим коническим выступом в коническую фаску обтюратора 6, что приводит к его радиальной деформации, а поршень 2 теряет свою кинетическую энергию и останавливается, отсекая пороховые газы и запирая их в гильзе 4. В момент начала торможения поршня 2, метаемый элемент 1 отделяется от поршня 2 и по инерции продолжает свое поступательно-вращательное движение в канале ствола, а затем - на траектории, причем в начальной стадии выхода метаемого элемента 1 из гильзы 4 в водную среду, защитная пробка 7 также начинает смещаться в сторону хвостовой части метаемого элемента 1 под избыточным давлением воды и постепенного увеличения внутреннего диаметра метаемого элемента 1. После полного выхода метаемого элемента 1 из гильзы 4, защитная пробка 7 также полностью выйдет из внутренней полости метаемого элемента 1. При дальнейшем движении метаемого элемента 1, вода, свободно проходя через его внутреннюю поверхность, образующую дополнительную сферическую площадь опоры, увеличивает способность метаемого элемента 1 к планированию, повышая дальность стрельбы и образуя более прямую траекторию его полета. Кроме того, вода, попадающая во внутреннюю полость метаемого элемента 1, находится в разряженном состоянии (из-за увеличения внутреннего диаметра от головной части метаемого элемента 1 до внутреннего диаметра его хвостовой части) и не может оказать существенного торможения метаемому элементу 1 при его полете и образовать высокую турбулентность воды за хвостовой частью метаемого элемента 1 (из-за небольшой разницы между внутренним и внешним диаметрами его хвостовой части). В конечной стадии полета, метаемый элемент 1, поражая цель, не только пробивает, но и разрезает ее - учитывая вращение метаемого элемента 1, увеличивая поражающий эффект.The cartridge for silent shooting in water and air is as follows. When the igniter capsule 5 is broken and the propellant propellant charge 3 is ignited, the gases displace the piston 2, giving it translational and rotational motion, which is transmitted through the detachable connection of the protrusions-depressions to the missile element 1, accelerating and rotating it, and the translation of the translational motion is transmitted in flat parts valleys of the upper part of the piston 2 on the flat end face protrusions of the tail of the hollow missile element 1 with the necessary lateral clearance between its inclined planes, to prevent rashchenija wedging projections in cavities, and the transfer of rotational motion is transmitted inclined portions depressions top of the piston 2 at the inclined end faces of the projections of the hollow portion of the propelled member 1. Thus Meta element 1 receives the necessary translational and angular rotation speed to stabilize the flight. When the piston 2 reaches the annular conical obturator 6, it brakes, striking its conical protrusion into the conical chamfer of the obturator 6, which leads to its radial deformation, and the piston 2 loses its kinetic energy and stops, cutting off the powder gases and locking them in the sleeve 4. B the moment of the start of braking of the piston 2, the missile element 1 is separated from the piston 2 and, by inertia, continues its translational-rotational movement in the bore, and then on the trajectory, and at the initial stage of the exit of the missile element 1 from the sleeve 4 into One medium, the protective plug 7 also begins to shift towards the rear of the missile element 1 under excess water pressure and gradually increases the inner diameter of the missile element 1. After the exit of the missile element 1 from the sleeve 4, the protective plug 7 will also completely exit the internal cavity of the missile element 1. With further movement of the missile element 1, water, freely passing through its inner surface, forming an additional spherical bearing area, increases the ability of the missile element 1 to planning, increasing the firing range and forming a more direct trajectory of its flight. In addition, the water entering the internal cavity of the missile element 1 is in a discharged state (due to an increase in the internal diameter from the head of the missile element 1 to the inner diameter of its tail) and cannot significantly slow down the missile element 1 during its flight and to form high turbulence of water behind the tail of the missile element 1 (due to the small difference between the inner and outer diameters of its tail). In the final stage of flight, the missile element 1, striking the target, not only pierces, but also cuts it - given the rotation of the missile element 1, increasing the damaging effect.

Claims

1. Cartridge for silent shooting in water and air, containing a cartridge case with a ramp, propelling charge, igniter capsule, throwing element, piston, annular conical obturator and protective plug, characterized in that a through conical is made in the missile element along its axis of symmetry or a spherical hole with a gradual increase in the inner diameter from the head to its tail, forming an annular cutting edge at the end of the head.

2. Cartridge for silent shooting in water and air according to claim 1, characterized in that inclined projections and depressions are made on the end surface of the rear part of the hollow missile element.

3. Cartridge for silent shooting in water and air according to claim 1, characterized in that on the upper (farthest from the bottom of the sleeve) part of the piston, for the formation of a detachable connection, inclined protrusions and depressions are made equidistant from the symmetry axis of the cartridge by a distance, equal to the outer and inner diameter of the tail of the missile element.

4. The cartridge for silent shooting in water and air according to claim 1, characterized in that on the upper (farthest from the bottom of the sleeve) part of the piston a cylindrical undercut is made with an inner diameter equal to the outer diameter of the missile element, which holds and centers it in the sleeve tail section.

5. Cartridge for silent shooting in water and air according to claim 1, characterized in that the lateral outer surface of the upper part of the piston is made in the form of a truncated cone, the base of which abuts against the inner surface of the sleeve, and the truncated top is in the outer surface of the tail of the missile item.

6. Cartridge for silent shooting in water and air according to claim 1, characterized in that the height of the truncated cone must be greater than the total height of the cylindrical undercut and the depth of the inclined hollows (height of the protrusions) of the piston.

7. Cartridge for silent shooting in water and air according to claim 1, characterized in that on the lower (closest to the bottom of the sleeve) part of the piston there are blades inclined to its horizontal plane in the form of fan blades or turbine blades.

8. Cartridge for silent shooting in water and air according to claim 1, characterized in that to prevent premature ingress of water into the internal cavity of the missile element, a protective stopper made of an elastic material that does not allow water to pass easily into the inner hole of its head part when fired.