WO2020040667A1 - Diffusor, damper-diffusor and device for accommodating same - Google Patents

Diffusor, damper-diffusor and device for accommodating same Download PDF

Info

Publication number
WO2020040667A1
WO2020040667A1 PCT/RU2019/000599 RU2019000599W WO2020040667A1 WO 2020040667 A1 WO2020040667 A1 WO 2020040667A1 RU 2019000599 W RU2019000599 W RU 2019000599W WO 2020040667 A1 WO2020040667 A1 WO 2020040667A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
expansion
expander
pressure
damper
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000599
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Денис Эрнестович ЛЬВОВ
Павел Сергеевич ЧЕРНЫШОВ
Original Assignee
Денис Эрнестович ЛЬВОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Денис Эрнестович ЛЬВОВ filed Critical Денис Эрнестович ЛЬВОВ
Publication of WO2020040667A1 publication Critical patent/WO2020040667A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41AFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A21/00Barrels; Gun tubes; Muzzle attachments; Barrel mounting means
    • F41A21/30Silencers

Definitions

  • the scope of the decompressor is multi-chamber expansion silencers designed to mechanically suppress sound when fired from small arms or when a rapidly moving gaseous medium expires under high pressure in the channel.
  • Decompressor refers to muzzle devices.
  • the decompressor serves for the non-homogeneous expansion of rapidly moving high-pressure gas environments into the atmosphere.
  • damper-expander is multi-chamber expansion silencers designed to mechanically suppress sound when fired from small arms or when a rapidly moving gaseous medium expires under high pressure in the channel.
  • Damper-extender refers to muzzle devices.
  • the purpose of the damper-expander is to minimize the noise level generated by the pressure of the wave of the outgoing gas stream from the damper-expander.
  • the scope of the device for ensuring the outflow of rapidly moving high-pressure gas environments into the atmosphere with a reduced noise level is expansion chamber silencers designed to mechanically suppress sound when fired from small arms or when a rapidly moving gaseous medium expires under high pressure in the channel. It is also possible to use the device as a silencer for various types of small arms. For example, for types of small arms that do not have threads at the end of the barrel, do not obscure their sights, and also quick-fire weapons.
  • the purpose of the device is to reduce as much as possible the noise level generated by the pressure of the wave of the outgoing gas stream from the channel.
  • the device can also be used to suppress noise generated by gas flowing from internal combustion engines, as well as in pneumatic and hydro-technical facilities when gases flow from pipelines into the environment at a speed higher than the speed of sound in a given environment and with an excess of atmospheric pressure by 2 or more times.
  • the prior art invention is known as the “Muzzle device of a barrel of a firearm” patent RU2 355 976, published May 20, 2009, MIIKF41A 21/32, comprising an acceleration part with gas vents, a casing, N> 1 compartments are formed between the casing and the acceleration part, each the compartment provides the outflow of powder gas from the compartment.
  • Si has the smallest i-ro compartment area
  • the compartments have two longitudinal walls that limit the compartment in the longitudinal direction and the outer casing with the formation of a gap between the longitudinal wall of the compartment and the outer casing R> l
  • the channel of the upper part is equipped with a muzzle narrowing, the smallest diameter of which is 0 , 95 ...
  • the upper part is made integral and contains at least two elements.
  • this invention serves to reduce the recoil momentum, the muzzle flame when firing in the air, and also to reduce the recoil momentum.
  • the reflection of the powder gas in the lateral direction from the firing line significantly enhances the effect on the arrow of a sound shock wave due to the fact that the accelerating part and the outer casing, the gap between which forms one or more compartments, bounded by walls in the longitudinal and / or transverse direction. There will be no reduction in sound shock wave with this design. Therefore, it cannot be used for the muffler component; it does not provide for the continuous flow of gases from the walls of the vortex chambers.
  • the invention is known “Silencer of shot sound”, patent RU2513342, publ. 04/20/2014, MIIKF41A 21/30, containing partitions with holes for the passage of a bullet, together forming a separator, a glass, the walls of which form an additional volume with a casing.
  • EFFECT invention makes it possible to increase the effectiveness of silencing the sound of a shot for small arms systems with a non-intensive firing mode by increasing the time of gas outflow through the silencer. Refers to the field of armament and is aimed at improving the muffler of the sound of a shot. However, it is unreasonably large due to the need to create a significant internal volume and is limited in use due to the working conditions of the muffler. It does not provide non-homogeneous expansion of rapidly moving high-pressure gas media and continuous gas flow with critical the nozzle cross section along the entire cascade of vortex chambers, since the central dense flow is not taken anywhere, but carries 2/3 of the energy.
  • the prior art invention is known as "Silencer for small arms", patent RU65635, publ. 08/10/2007 Bull. Ns 2, MIIKF41A 21/30, comprising a housing, a swirl, chambers with a funnel-shaped diaphragm having an estimated degree of curvature of the forming funnel-shaped diaphragms.
  • the invention is known “Silencer of shot sound”, patent RU2374590ony6n.27.11.2009, MI1KF41A 21/30, in which elastic elements are located in the annular cavity - dampers in the form of hermetic bellows, and the muffler is divided into two parts and both are connected to the annular cavity.
  • a silencer makes it possible to more completely fill the flow chambers with powder gas and, consequently, reduce the temperature of the gases at the outlet of the silencer through the central openings in the walls of the chambers, which are made with different diameters, increasing as the walls move away from the muzzle of the barrel.
  • the invention mistakenly used the fact that the spring-loaded obturation channel practically does not dampen the longitudinal vibrations of the gas during firing and can have a disturbing effect on the bullet.
  • the mechanical system of the piston and spring cannot work due to inertia, since at a speed of 300 m / s the resistance will be proportional to the resistance of water or a concrete wall.
  • the muzzle device for small arms.
  • the device comprises a housing with an inlet chamber, containing expansion chambers and a bullet channel formed by successively arranged elements of the same configuration, the cavities of the expansion chambers are toroidal in shape.
  • a muzzle device is achieved with the greatest possible degree of silencing of the sound, which ensures a decrease in the return of weapons and the complete elimination of the muzzle flame.
  • the proposed design of the expansion chambers creates a rotation of the gas stream, which breaks the steady outflow of the main stream of gases, preventing the exit of gases through the bullet hole.
  • an acceptable level for small arms is when the shot is indistinguishable in the noise environment of a standard street from 100 meters. Also for special weapons, this distance is taken equal to 20 meters.
  • the closest technical solution is the invention "Silencer of the sound of the shot, made by the technology of selective laser metal alloying", patent RU2652767, publ. 28.04.2018, Bull. N ° 13, IPC F41A 21/30, which is taken as a prototype.
  • the device is equipped with a working part with partitions for the removal of powder gases into the volume of the device, excluding the following of the main volume of gases behind the bullet, which is achieved due to the cellular body, which is obtained in the manufacture of the product by laser fusion.
  • the parameterized cell membrane is an analogue of a porous multichannel diffusion matrix with a structure of strict shape, size and orientation.
  • the main gas flow will follow the bullet and it will not be able to reduce the noise level much, since the design does not take into account that sound waves are already generated in the air as a result of shock-adiabatic expansion of the expiring powder gases, and the proposed cellular structure does not does not affect shock adiabatic expansion after their expiration.
  • the device described in the prototype is a variant of the storage silencer.
  • Regular silencers use the same principle - by any constructive methods they reduce the pressure of the outflowing gas at the outlet to the atmosphere, which reduces the noise level. There are two ways to reduce the pressure of the outflowing gas:
  • all standard silencers are a cylinder with a valve at the inlet and outlet.
  • the task of the inlet valve is to let the gas in and not to let it back.
  • the task of the valve at the outlet is to close as soon as possible immediately behind the bullet (the faster, the better) and reduce the outlet cross-section, since the gas flow rate will be determined by the cross-section, and through the reduced opening, vent the gas into the atmosphere, expanding it to atmospheric pressure at the outlet.
  • These valves can be physical, for example, in the form of a “rocker” inside the body, which swings to close one hole and opens another, or put rubber cuffs that are moved apart by a bullet and pulled behind it, reducing the hole to a minimum.
  • the mechanical system has an inertia, and the bullet passes the volume of the silencer in a time of about 0.001 seconds, so the mechanical rocker, due to inertia, simply does not have time to work well in such a short time. Rubber cuffs (seals) wear out very quickly due to high friction on the surface of a fast moving bullet, they last for no more than 10 high-quality shots. In addition, mechanical shutters in contact with the bullet introduce asymmetric disturbances, which increases dispersion and reduces accuracy.
  • the second type of valves is gas-dynamic locking, the essence of which is the use of different geometric shapes of partitions and channels that impede the passage of gas in the axial direction to ensure the desired result, for example, labyrinth seals.
  • All known designs of bezturaturny silencers are variations on the theme of labyrinth seals, the essence of which, with good geometry, is that the gas flow is easy to flow into the chamber and difficult to flow out of it due to the turbulence formed.
  • a stepwise decrease in pressure is achieved from chamber to chamber, and gas flows into the atmosphere with a smaller excess of pressure, which causes a decrease in sound volume.
  • the asymmetry coefficient (input - output) in most designs is usually not high and standard products when replacing the input with the output and vice versa work with the same result, which should not be.
  • the standard design has high aerodynamic drag, so all the gas from the barrel does not have time to get into the muffler until the moment when the retracted sleeve opens the chamber and the gas escapes from there, making a sound.
  • Known standard designs have one common significant drawback - this is a very small number of good shots due to wear of the shutters and / or chemical fillers and they are suitable only for shooting at a very low rate.
  • the geometry of the silencer cavities only works until the silencer is filled with gas, and it is filled very quickly.
  • the gas reaches the end of the muffler in a time not exceeding 0.001 seconds, and the time of gas outflow from the barrel (development of the firing process) is approximately 0.05 seconds, i.e. at least 50 times more than is accepted in the calculations of analogues.
  • the third drawback of all known designs is the inability to use in devices with a high rate of fire, since they reduce the pressure at the exit due to the considerable stretching of the expiration process in time, usually of the order of 0.25 seconds, and if the second shot occurs before the gas from the previous shot completely left the muffler, then the pressure drop in the muffler does not occur at all, since it is already full. Therefore, the noise level from shots following the first does not significantly decrease, i.e. effective shooting with silencers of known designs is possible only up to a speed of no higher than 4 rounds per second (240 per minute), while a Kalashnikov assault rifle, for example, has a rate of fire of 650-700 rounds per minute, and Ml 6 - 800 rounds per minute.
  • An inventive task is to create such a structure in which a non-homogeneous expansion of the gas flow is formed (outflowing rapidly moving high-pressure gas media into the atmosphere).
  • a non-homogeneous expansion of the gas flow is formed (outflowing rapidly moving high-pressure gas media into the atmosphere).
  • it is required to “soften” the shock wave of the effluent stream, dividing it into separate jets, in which the character of the gas flow changes so that these gases get into the atmosphere already with characteristics for which less noise is produced than could be at direct expiration from the trunk.
  • the pressure (excess of pressure over atmospheric) of the gas wave flowing into the atmosphere or at a distant cut of the decompressor should be reduced by several times. This is what is required to be achieved with the help of non-homogeneous expansion of the gas flow in the decompressor.
  • Homogeneous mixtures are mixtures of any gases if they are in equilibrium.
  • homogeneous expansion is understood to mean a type of emission spectrum of an expanding gas in which all atoms emanating from a certain level at a distance emanate with equal opportunities.
  • a homogeneous system is a homogeneous system. In a homogeneous system of two or more components, each component is distributed in the mass of the other in the form of molecules. The components of a homogeneous system cannot be separated from each other mechanically, in the proposed design, on the contrary, it is necessary to separate the gas molecules and direct them in a stream at different speeds, the direction of their movement and under different pressures.
  • the gas jets in the outgoing stream must be distributed in the decompressor in such a way that, as they move along the decompressor, the jets are distributed in a certain way with their characteristics changing in each jet according to a given law.
  • the flow of rapidly moving gases flowing out under high pressure in the channel is a complex thermodynamic system. To study the macroscopic and physical structure of this system, consisting of a large number of particles, it is not required to describe the attraction of the microscopic characteristics of individual particles [Physical Encyclopedia, vol. 5, 1998, p. 84. Physical Encyclopedia, Ch. Ed A.M. Prokhorov, M., 1998, BDT].
  • non-homogeneous expansion refers to the separation of the flow of a gaseous medium into jets, each of which has its own characteristics. It is required to expand the outflowing gas stream so that it is inhomogeneous (not homogeneous) over the cross section, i.e., at the periphery of the stream the jets should be denser than at the center of the stream.
  • the technical result is the creation of a design in which
  • the decompressor represents a cascade of expansion blocks, each of which consists of a vortex chamber, and a supersonic nozzle with a critical section, providing contactless passage of the missile body, configured to exhaust one part of the gases in the longitudinal direction and the other part of the gases in the transverse direction of gas movement, with fastening to a cylindrical body, forming respectively cascade expansion chambers located on the same axis.
  • the gasdynamic confuser - obturator and supersonic nozzle are configured to divert one part of the gases in the longitudinal direction of the medium and the other part of the gases in the transverse direction of the medium.
  • the decompressor serves for the heterogeneous expansion of fast-moving high-pressure powder gases (gaseous media)
  • the cascade of expansion blocks consists of expansion blocks sequentially placed on the same axis, in each of which the distance between the nozzle exit of the previous expansion block and the input of the confuser of the next expansion unit provides the removal of part of the gases in the transverse direction to the periphery of the stream, each expanding part of the block in The cade is a supersonic Laval nozzle with a solid angle that provides an uninterrupted flow of powder gases (gas medium) with a critical section of the nozzle fkp in its narrow part, which accelerates the gas flowing out in the longitudinal direction to the speed of sound in the critical section each corresponding nozzle on the longitudinal axis of the cascade and equal to the caliber of the missile body with a clearance sufficient to ensure contactless passage of the missile body through the critical section of the nozzle.
  • the tapering part of the block which is a confuser
  • the inner diameter of the cylindrical part of the confuser is chosen at least 1.5 times the diameter of the critical section
  • the rounding radius that connects the partition (plug) with the inside the cylinder wall is selected based on the conditions of smooth mating or mating at right angles to the internal surfaces, the length of the confuser is a multiple of the diameter of the cylindrical part.
  • the length of the confuser correlates, taking into account the tolerance, with the diameter of the toroidal vortex in its cross section.
  • the internal diameter of the cylinder taking into account the tolerance, is approximately equal to the external (overall) diameter of the toroidal vortex, which is formed during braking on the baffle (plug) of the flow (jet) flowing in the longitudinal direction.
  • the toroidal flow is most likely swirling towards the main flow with the formation of an increased pressure zone in its central part, if the distance from the inlet of the confuser to the cut of the previous nozzle is provided by the geometrical location of points (HMT) of each stream stream line in the flow.
  • HMT points
  • a toroidal vortex is formed in the confuser with the development of vortex lines from the outside inward along the direction of each jet, with the direction of each stream stream line in the stream in the central part of the torus towards the main gas stream.
  • local zones of increased gas-dynamic resistance are formed, which impede the flow of the main gas flow in the longitudinal direction.
  • the work is carried out as in a gas-dynamic obturator, causing accelerated decay of the central stream jets and redistribution of the bulk of the powder gas stream in density from the central region to the periphery to the walls of the casing, ensuring heterogeneity.
  • toroidal vortex in the context of this application is used as vortices close to the shape of a torus and determined on the basis of experimental data. It is important to distinguish between a noise filter, for example, foam or cork, which is used for sound insulation. It reduces the noise level, for example, by 20 dB, because the initial noise level already exists before the filter, and after the filter this noise level is reduced due to the porosity of the material, i.e. The property of the passage of a sound wave through an obstacle is used. In the silencer, however, it is required not to act on an already generated sound wave, but not to allow its occurrence, or to obtain a low-intensity sound wave.
  • a noise filter for example, foam or cork
  • the silencers do not use a filter, but act on a noise-emitting gas wave, because before the silencer no noise existed as such, the physics of the process is completely different, noise will occur when any gas flows into the atmosphere with excess pressure and speed at value above critical, which is determined by environmental parameters. For example, for air this value is 2 atm and 330m / s.
  • the outflow of the gas stream is accompanied by the formation of a shock wave, the shock wave itself has a characteristic front thickness of the order of 0.3 mm, its impact will cause a kinetic effect, but the wave itself is inaudible to the human ear.
  • the shock wave has an equivalent sound frequency of the order of 1 MHz, while the human ear can only perceive sound in the frequency band from 50 Hz to 20 KHz, and the frequency of the shock wave has the level of very far ultrasound and cannot be distinguished by the human ear.
  • each expansion chamber of the damper-expander To reduce the energy of the outflowing wave, it is required to organize with high probability in each expansion chamber of the damper-expander a multiple number, but not less than 2 toroidal vortices with a circle in the cross section and with an external diameter equal to the inner diameter of the corresponding expansion chamber in the corresponding section.
  • the eddies of the outflowing gas medium in the toroidal vortices are multidirectional with respect to the adjacent toroidal vortex; secondly, so that the vortices are directed towards each other in such a way that in the center between the vortices an increased pressure zone is formed that prevents the flow from flowing out and reduces its energy by reducing the flow velocity in the longitudinal direction, smoothing the pulsation in the flow during redistribution of the density of the flow jets in a moving medium and providing an increase in the time of expiration of the medium.
  • the term toroidal vortex in the context of this application is used as vortices close to the shape of a torus and determined on the basis of experimental data.
  • the technical result of the proposed technical solution of the damper-expander is to reduce the magnitude of the pressure of the wave from the outgoing gas stream to reduce the noise level to a level below 86 dB. (in other words, it’s correct to say that: it drops to such and such a level, it’s just as correct to say that an outflow with a noise level not exceeding such and such a value is ensured).
  • This technical result is achieved due to the fact that the damper-expander contains a housing with an inlet chamber, consisting of a channel for the outflow of powder gases and expansion chambers formed by sequentially arranged elements of the same configuration, the cavity of the expansion chambers are toroidal in shape with conical or cylindrical walls and transverse partitions.
  • each subsequent expansion chamber is made of progressive increased volume, the diametrical (transverse) partitions are oriented normally to the movement of the flow of gas media and are cutoffs.
  • each subsequent expansion chamber has to provide a stepwise pressure reduction of a volume larger than the previous one in a ratio of not less than 1.5-2 times and the inner surface of each expansion chamber, as well as the entire damper-expander as a whole, is a truncated cone.
  • the cone may represent a step pyramid, or a cylinder.
  • each expansion chamber consist of a truncated conical surface with a diameter of the first expansion chamber of at least 1.5 times the diameter of the central hole and transverse diametrical baffles - cutoffs at the ends, each baffle - cutter is provided in the center with a hole with a diameter of at least the diameter of the missile body, which ensures unhindered passage with a gap of a missile body, the interface of the surfaces of the partitions with the inner conical surface is made with a radius, providing m conjugation smoothness, or conjugate at an angle, the distance between the partitions is proportional volume chambers.
  • the distance between the partitions is chosen, for example, based on the geometric dimensions of the expansion chamber in such a way that a multiple number, but not less than 2 toroidal vortices with a circle in the cross section and with an external diameter equal to the inner diameter of the corresponding expansion chamber in the corresponding section, is placed in each chamber.
  • the turbulence of the flows of the outflowing gas medium in the toroidal vortices is multidirectional with respect to the adjacent toroidal vortex.
  • the flow is directed against the direction of the main flow of the medium, and in the zone between each pair of vortices, due to the contact of the opposing flows of the outflowing medium, increased pressure zones are formed, which are dynamic compaction and create backpressure, which reduces the flow velocity in the longitudinal direction, smoothing pulsations in the flow due to the redistribution of the density of the jets of the flow of the moving medium and providing an increase in the time of the outflow of the medium.
  • the proposed design of the silencer expands the gas and also temporarily accumulates it, smoothing out the pulsations, but eliminates the outflowing gas by organizing the outflow not only through the central channel, but also over the entire surface of the body through the cellular wall, which is an order of magnitude faster, namely, in about 0.01 seconds. This makes it possible to effectively shoot at a rate of up to 1200 rounds per minute (which is enough for most of the available and promising small arms).
  • the inventive task of the claimed technical solution of the device is to use both an increase in the path of the outflow of powder gases, and non-homogeneous expansion of the stream, implemented in the decompressor, as well as the organization of toroidal vortices, implemented in the damper-expander.
  • a progressive total expendable section is understood to mean the sum of the cross sections of the openings at the outlet of each individual element of the housing structure several times larger than the sum of the cross sections of the openings at the entrance to the element.
  • the device for ensuring the outflow of fast-moving high-pressure gas media into the atmosphere with a reduced noise level contains a working part with baffles for venting gas media into the device’s volume, eliminating the main gas flow volume following the central channel and a honeycomb structure strict form, size and orientation, which is an analogue of a porous multichannel diffusion matrix.
  • the device consists of an inhomogeneous decompressor, described above, for expanding gas, a damper-expander, described above, for damping outflow pulsations, a housing with a strict cellular structure, dimensions and orientation, and swirl diaphragms, which together represent a “screw-like” ladder "made in the form of screw diaphragms— turbulizers, providing due to the organization of the rotation of the outflowing gas stream, the retention of the mass of gas in the peripheral region and serving simultaneously as retainers holding the expander.
  • the expander is placed in the housing coaxially to each other at a distance of at least half the diameter of the central hole of the caliber of the missile body, the cellular structure of the cylindrical body ensures continuous outflow of gas into the atmosphere over the entire surface of the body without the formation of shock waves with an excess of pressure relative to atmospheric not more than 2 atm and speed lower than the speed of sound and is formed by elements in the form of cells, each of which acts as a microscopic gas reducer, has a progressive total Khodnev section and consists of a structure consisting of micro-sized Laval supersonic nozzle, each inner volume of each element in a predetermined operating mode of the supersonic nozzle.
  • a non-homogeneous decompressor provides a pressure reduction with the simultaneous removal of most of the outflowing gas stream from the central region to the peripheral one, with the simultaneous removal of the main volume of the outflowing gas into the peripheral region of the device, the damper-expander provides a reduction in pressure, speed and smoothing of pulsations of the outgoing gas stream and ensures the outflow gas to the atmosphere with decreasing pressure and speed.
  • the swirl diaphragms are made in the form of screw turbulent diaphragms, which, by organizing the rotation of the outflowing gas flow, maintain the gas mass in the peripheral region and simultaneously serve as clamps that hold the decompressor and damper-expander in a cylindrical body coaxial with each other with the calculated cross-sectional shape between the screw surfaces.
  • the entrance of the damper-expander is located along the longitudinal axis from the output of the last decompressor unit to ensure the spreading of a part of the outflowing gas flowing onto the damper — expander at a distance of not less than half the diameter of the central opening of the caliber of the missile body, the cellular structure of the cylindrical body ensures continuous outflow of gas into the atmosphere over the entire surface case in a mode not accompanied by the formation of shock waves with excess pressure relative to atmospheric not more than 2 atm, and a lower speed the speed of sound.
  • such a structure is called a structure of a microsize supersonic Laval nozzle with a gas-dynamic lock.
  • Each internal volume of each element of this design operates in the calculated mode supersonic nozzle.
  • a device for ensuring the outflow of fast-moving gas media with a reduced noise level can be supplemented to increase efficiency by designing a device with a sector (iris) mechanical gas-filled shutter valve, consisting of balloon-type elements made of elastic material, which are installed in a recess at the outlet of the device, which prevents the passage of residual shock waves into the atmosphere.
  • a sector iris
  • mechanical gas-filled shutter valve consisting of balloon-type elements made of elastic material
  • FIG. 1 - shows a longitudinal section of sequentially placed three expansion chambers
  • FIG. 2 - shows a longitudinal section of the expansion chamber with the toroidal vortices formed in it
  • FIG. 2 a a nozzle with jets of a stream of outflowing gas is shown
  • FIG. 2 c shows a toroidal vortex in a vortex chamber — confuser, top view and cross-section I-I
  • FIG. 3 - shows a longitudinal section of a damper-expander
  • FIG. 4 - shows a longitudinal section of the expansion chamber with the toroidal vortices formed in it and the zone of high pressure
  • FIG. 4a shows the distribution of toroidal vortices in the expansion chamber
  • FIG. 5 - shows a longitudinal section of the device
  • FIG. 6 - shows a longitudinal section of a device with jets of flowing gas
  • FIG. 7 shows an enlarged section of the structure of a cell of the device
  • FIG. 7a shows an enlarged section of the structure of the cell wall of the device with flowing gas
  • FIG. 8 shows the shape of one helical partition
  • the decompressor design is as follows.
  • the decompressor consists of a cascade of expansion blocks (1), each of which consists of a vortex chamber (2), a gas-dynamic confuser-shutter (3) (conventionally shown), and a supersonic nozzle (4).
  • the cascade is equipped with fasteners (5) that hold it in a cylindrical housing (not shown), forming, respectively, a sequence of expansion chambers (1) of the cascade, located sequentially on the same axis "A".
  • the vortex chamber (2) is made in the form of a confuser.
  • a gas-dynamic confuser-obturator (3) is formed, which is a zone of increased pressure in front of the toroidal vortex (6) (See Fig. 2c).
  • the expansion blocks (1) are located on the axis "A" sequentially one after another.
  • the distance “b” between the cut-off (“a”) of the nozzle (4) of the previous expansion block (1) and the inlet (“b”) of the vortex chamber (confuser) (2) of the next expansion block (1) is calculated so that some of the gases are removed flow (7) in the transverse direction to the periphery of the flow (7). (see Fig. 2a).
  • each nozzle (4) of the block (1) in the cascade is a supersonic Laval nozzle with a solid angle “a”, which ensures continuous flow of gases (gas medium) with a critical nozzle section (fkp) in the narrow part of the corresponding nozzle (4).
  • the confuser (2) is made in the form of a short cylinder muffled from the critical section (fkp) with a hole with a diameter of "d".
  • the inner diameter "D" of the cylindrical part of the confuser (2) is chosen at least 1.5 times the diameter of the critical section (fkp) of the corresponding block (1), and the radius "g" of the fillet connecting the partition (8) (plug) with the inner the cylinder wall of the confuser (2) is selected based on the conditions of smooth mating or mating at right angles to the internal surfaces, (see Fig. 2 b)
  • the length “L” of the confuser (2) is selected taking into account the tolerance multiple to the diameter “c” of the toroidal vortex in its transverse section.
  • a cross section with a diameter “c” of the toroidal vortex (6) is shown in FIG. 2c.
  • the overall diameter “B” of the toroidal vortex (6) is approximately equal to the inner diameter “D” of the cylindrical part of the confuser (2).
  • the design of the damper expander is as follows.
  • the damper-expander consists of a housing (11) with an inlet chamber (12).
  • the inlet chamber (12) consists of expansion chambers (13) and a channel (14) for the outflow of gaseous media (outflowing medium) formed by successively arranged elements of the same configuration.
  • Cavity "g" expansion chambers (13) are made toroidal with conical or cylindrical walls and transverse partitions (15).
  • Each subsequent expansion chamber (13) is made of progressive increased volume. The progressive volume is designed so that each subsequent expansion chamber (13) has a volume greater than the previous one in a ratio of not less than 1.5-2 times. Such a difference in the volumes of the expansion chambers (13) will provide a stepwise decrease in pressure in each expansion chamber.
  • each expansion chamber (13), as well as the entire damper-expander as a whole, is a truncated cone.
  • the inner surface (“g”) may be cylindrical, however, the chamber volumes must satisfy the condition of progressive volumes.
  • the entire damper-expander is made by a step pyramid, which will not affect its operation.
  • each expansion chamber (13) is formed by walls forming a truncated cone, and a partition (15) with a diametrical hole, determined only by the size of the caliber of the missile body.
  • the hole diameter ( ⁇ k) is the same.
  • Each baffle-cutter (15) with a hole in the center with a diameter ( ⁇ 1k) ensures unhindered passage with a gap of the missile body. For this, ⁇ k must be at least the diameter of the missile body.
  • the largest diameter of the first expansion chamber (13) in the direction of flow (16) is DK, made at least 1.5 ⁇ k - the diameter of the hole in the partition (15).
  • Each subsequent expansion chamber (13) has a diameter DK larger than the previous one and is dictated by the geometry of the mating surfaces.
  • the diameter of Dicmin is equal to the diameter of the partition (15), which fits snugly against the walls of the corresponding expansion chamber (13).
  • diametrical baffles-cutoffs (15) are located at the ends of the corresponding expansion chamber (13).
  • Dimensions chambers (its volume) is necessary to implement the principle: the larger the chamber, the lower the pressure compared to the previous chamber, the lower the pressure in the chamber, the lower the flow rate and speed at the entrance to the next chamber.
  • the conjugation of the surfaces of the partitions (15) with the inner conical surface (“g”) is made with a radius that ensures smoothness of the interface, or they are conjugated at an angle.
  • the distance between the partitions (15) (chamber length - LK) is selected based on the geometrical dimensions of the expansion chamber so that each chamber contains a multiple, but not less than 2 toroidal vortices (17a and b) (see Fig. 4a) with a circle in the cross section (“VK”) and with the external diameter (“VK”) of the toroidal vortex (17) equal to the inner diameter DK of the corresponding expansion chamber (13) in the corresponding section.
  • the design of the device is as follows.
  • the device consists of a working part with partitions (19) for the removal of jets of a stream of gaseous media in the volume of the device.
  • the device eliminates the following of the main volume of the gas stream (7) through the central channel (9 and 14) and the housing (20) with a cellular structure (21) of strict shape, size and orientation, which is an analogue of a porous multichannel diffusion matrix.
  • the device consists of an inhomogeneous decompressor (22) described above for gas expansion, a damper-expander (23) described above, for damping outflow pulsations, a housing (20) with a cellular structure (21) of strict shape, size and orientation, and diaphragms - swirlers (24), representing together a “spiral staircase”.
  • the swirl diaphragms (24) are made in the form of screw turbulent diaphragms, are placed inside the housing (20) along the decompressor (22) and the damper-expander (23) in the peripheral region of the device.
  • the diaphragm-swirls (24) can be one, or maybe 2 or more, arranged in the form of screw surfaces embedded in one another, forming a “spiral staircase”. Step “1" of each screw surface depends on the parameters of the gas in the stream (16) and is equal to 1 to 2 diameters of the device. The selected step “1" and the number of helical diaphragms is selected based on the requirement to ensure a calculated cross-sectional shape of the channel formed by the surfaces of adjacent helical swirl diaphragms. (see Fig. 6). The cross section EE should be as close to square as possible.
  • a “spiral staircase” of diaphragm swirlers (24) ensures, by organizing the rotation of the outflowing stream (7 and 16 cm. Figs. 1 and 4), the gas mass is retained in the peripheral region of the housing (20) and serve simultaneously as retainers holding the decompressor (22) and damper-expander (23) in the cylindrical body (20) coaxially to each other.
  • the cellular structure (21) of the cylindrical casing (20) ensures continuous gas outflow into the atmosphere over the entire surface of the casing (20) in a mode that is not accompanied by the formation of shock waves with an excess of pressure relative to atmospheric not more than 2 atm, and a speed lower than the speed of sound.
  • the cellular structure (21) is formed by elements (see Fig. 7a and b) in the form of cells. Each cell acts as a microscopic gas reducer.
  • the cellular structure (21) has a progressive total discharge cross section and is a structure consisting of a microsize supersonic Laval nozzle with a gas-dynamic lock. Each internal volume of each element (cell) operates in the design mode of a supersonic nozzle. Gozodynamichesky castle is formed by a toroidal turbulent vortex arising as a result of braking of the accelerated stream against the obstacle.
  • a packet of small-diameter channels (25) can be installed parallel to the central channel (14) of the device for cooling and outputting stream jets (16) of a gaseous medium moving in the longitudinal direction that are not diverted through the mesh wall.
  • the sector (iris), gas-filled, mechanical shut-off valve (not shown conditionally), consisting of balloon-type elements of elastic material can be installed , preventing the passage of residual shock waves into the atmosphere.
  • the operation of the decompressor is as follows.
  • the gas stream (7) flowing out of the barrel or a narrow pipe (9) under high pressure is divided into separate jets, which are more densely distributed on the periphery of the stream (7), and in the central part their pressure decreases due to the collision of the central stream jets (7) with gas-dynamic confuser-obturator (3).
  • the central jets of the flow (7) at the beginning lose speed and are forced to go around the confuser-obturator (3), then, when expanding with a lack of flow, pressure and density drop in them, that is, in the chamber the process occurs in two phases, in the first phase, the flow is inhibited by toroidal vortices, loses speed and forms a zone of increased pressure and prevents flow from high pressure but low flow rate, which leads to the envelope of this zone, at the second stage in the critical section of the nozzle, the flow begins to expand and accelerate, pressure and temperature drop, but since the gas flow is small (the flow rate is determined by the cross section), and the effective cross section is less gauge, since the flow is pinched by a dynamic obturator, while the nozzle angle does not allow the gas to break away from the walls, the lack of gas flow is compensated by an even greater pressure drop and a decrease in density.
  • the sealed peripheral jets leave in the transverse direction of the medium flow to the walls of the decompressor, and the central ones flow through the central part of the torus (6) and move in the longitudinal direction to the Laval nozzle (4), where they expand with a lack of flow and decrease their density.
  • the central jets of the stream (7) are braked along the edges on the walls of the partition (8) and are twisted into a toroidal vortex (stream) (7) with the development of vortex lines from the outside inward in the direction of each the jet (see Fig.
  • the flow in the initial path of the outflowing from the trunk or long pipe (9), the flow begins to expand already at the exit stage along the walls of the outlet pipe (10), which is also an expanding part of the Laval nozzle only with a large solid angle "a". Therefore, in the particular case, it can be argued that the expansion blocks (chambers) (1) are not 3, but 4 chambers. Therefore, at the initial path, the flow (7) also does not tear itself away from the walls, because even with a large solid angle “a”, a sufficiently high initial pressure keeps the flow near the walls, but at the initial stage, the distribution of flow (7) does not occur yet. In special cases, it is also possible to use not 3 main expansion chambers, but any number. However, in order to reduce the size, it is advisable to carry out no more than 5 expansion chambers.
  • the decompressor provides a heterogeneous expansion of rapidly moving high-pressure powder gases (gas media) and an uninterrupted flow of gases with a critical nozzle section along the entire cascade of vortex chambers.
  • gas media gas media
  • an “organized” flow with significantly reduced characteristics in terms of jet density can be used in a damper-expander.
  • the gas flow forms 2 toroidal vortices (17) (see Fig. 4).
  • the first toroidal vortex (17) turns out to be pressed due to the flow law in the zones of flow stall where the vortices form, to the inner wall of the first partition (15), and the second toroidal vortex (17) is pressed to the inner wall of the second partition (15).
  • the turbulence of the jets of the flow (16) of the outgoing gas medium in the toroidal vortices (17) are differently directed relative to the adjacent toroidal vortex) in this expansion chamber (15).
  • the toroidal vortex (17a) located on the inlet side of the corresponding expansion chamber (15) has in the central part of the chamber (15) stream jets (16) directed against the direction of the medium flow, and the toroidal vortex (176) located on the outlet side the openings of the same expansion chamber (15) have in its central part stream jets (16) directed in the direction of the medium flow (see Fig. 4a).
  • each toroidal vortex (17a and 176 In the central zone (18) of each toroidal vortex (17a and 176), in in the center of which the stream jets (16) are directed against the direction of the main stream (16) of the medium flow, and in the zone between each pair of toroidal vortices (17a and 176), due to the contact of the opposing flows of the outflowing medium, high pressure zones (18) are formed, which are dynamic compaction . Moreover, the stream jets (16), which are behind the toroidal vortex (17a), move in the direction of the main stream, and the stream jets (16), which are in front of the toroidal vortex (176) create counterflow (back pressure) to the main stream (16) and work as a dynamic sealant (see Fig.
  • Backpressure reduces the flow rate of the stream (16) from the damper-expander (13) in the longitudinal direction, smoothes out the pulsations in the stream (16) due to the redistribution of the density of the jets of the flow of the moving medium and provides an increase in the time of the outflow of the medium.
  • the damper-expander provides a decrease in the pressure of the wave from the gas flowing out to reduce the noise level to a level below 86 dB. This is achieved through the natural process of expanding the flow along the inner walls of each chamber and reducing the flow rate to a level less than caliber due to the effect of dynamic obturation created by two opposing toroidal vortices.
  • the operation of the device is as follows.
  • the device constructively and functionally combines a decompressor (22), a damper-expander (23), located coaxially in the housing (20) of the device.
  • an inhomogeneous decompressor (22) provides a pressure reduction with the simultaneous removal of most of the outflowing gas stream from the central region (14) to the peripheral region of the housing (20) and at the same time the main volume of the outflowing gas (7) is diverted to the peripheral region of the device.
  • the damper-expander (23) provides a reduction in pressure, speed and smoothing of pulsations of the outgoing gas stream (16) and provides gas outflow into the atmosphere through the peripheral region of the housing (20) with a decrease in pressure and speed.
  • the complex of device nodes allows one to sequentially use the properties of a decompressor and damper expander, as well as provide parallel and at different stages of the expiration of a rapidly moving medium such as a gas, the inhomogeneous expansion of rapidly moving high-pressure gas media into the atmosphere in combination with a decrease in the pressure and wave velocity from the outgoing gas flow to reduce the generated noise level to a level of not more than 76 dB.
  • the design of the device makes the most full use of the physical processes of gas dynamics that are formed during a shot, since a shot is a process of rapidly transforming the chemical power of gunpowder first into heat and then into kinetic energy of movement in a long pipe. Events that occur during such an outflow of rapidly moving high-pressure gas media into the atmosphere can be conditionally divided into two phases - the movement of the missile body in the barrel channel and the complex of events that occur after the launch of the missile body from the channel (muzzle). Thrown body (shell) from the channel (trunk) flies as a result of the work of powder gases.
  • This phenomenon is determined by such qualities as a high temperature of gunpowder gases (1000-3500 ° ⁇ ); impressive pressure of gases (2-3 thousand and more atmospheres); burning a charge of gunpowder in a rapidly modifying volume.
  • This rapidly modifying volume can be organized in such a way as to reduce the intensity of the noise-generating wave of the outgoing gas. Such an organized effect reduces the noise generated by the wave of outflowing gas during firing to a level of not more than 76 dB.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

A decompressor relates to muzzle devices and is used for non-homogeneous expansion of rapidly moving high-pressure gas media into the atmosphere. The field of application of the decompressor is multichamber silencers of the diffusion type, which are intended for mechanically suppressing sound when a gun is fired or when a rapidly moving gaseous medium under high pressure in a gun barrel is released. A damper-diffusor relates to muzzle devices and has the purpose of maximum possible reduction of the level of noise created by the wave pressure of a gas stream being released from the damper-diffusor. The field of application of the damper-diffusor is multichamber dampers of the diffusion type intended for mechanically suppressing sound when a gun is fired or when a rapidly moving gaseous medium under high pressure in a gun barrel is released. A device for allowing rapidly moving gaseous media under high pressure to be released into the atmosphere with a reduced level of noise is configured as multichamber dampers of the diffusion type, intended for mechanically suppressing sound when a gun is fired or when a rapidly moving gaseous medium under high pressure in a gun barrel is released.

Description

Описание группы изобретений  Description of the group of inventions
Расширитель, демпфер-расширитель и устройство для их размещения.  Expander, damper expander and device for their placement.
Область техники Technical field
Областью применения декомпрессора является многокамерные глушители расширительного типа, предназначенные для механического подавления звука при выстреле из стрелкового оружия или при истечении быстро движущейся газообразной среды под высоким давлением в канале. Декомпрессор относится к надульным устройствам. Декомпрессор служит для не гомогенного расширения быстро движущихся газовых сред высокого давления в атмосферу.  The scope of the decompressor is multi-chamber expansion silencers designed to mechanically suppress sound when fired from small arms or when a rapidly moving gaseous medium expires under high pressure in the channel. Decompressor refers to muzzle devices. The decompressor serves for the non-homogeneous expansion of rapidly moving high-pressure gas environments into the atmosphere.
Областью применения демпфера-расширителя является многокамерные глушители расширительного типа, предназначенные для механического подавления звука при выстреле из стрелкового оружия или при истечении быстро движущейся газообразной среды под высоким давлением в канале. Демпфер-расширитель относится к надульным устройствам.  The scope of the damper-expander is multi-chamber expansion silencers designed to mechanically suppress sound when fired from small arms or when a rapidly moving gaseous medium expires under high pressure in the channel. Damper-extender refers to muzzle devices.
Назначением демпфера-расширителя является максимально возможное снижение уровня шума, порождаемого давлением волны истекающего газового потока из демпфера-расширителя.  The purpose of the damper-expander is to minimize the noise level generated by the pressure of the wave of the outgoing gas stream from the damper-expander.
Областью применения устройства для обеспечения истечения быстро движущихся газовых сред высокого давления в атмосферу с уменьшенным уровнем шума является многокамерные глушители расширительного типа, предназначенные для механического подавления звука при выстреле из стрелкового оружия или при истечении быстро движущейся газообразной среды под высоким давлением в канале. Также возможно использование устройства в качестве глушителя для различных типов стрелкового оружия. Например, для типов стрелкового оружия, не имеющих резьбы на конце ствола, не заслоняющих их прицельных приспособлений, а также скорострельного оружия.  The scope of the device for ensuring the outflow of rapidly moving high-pressure gas environments into the atmosphere with a reduced noise level is expansion chamber silencers designed to mechanically suppress sound when fired from small arms or when a rapidly moving gaseous medium expires under high pressure in the channel. It is also possible to use the device as a silencer for various types of small arms. For example, for types of small arms that do not have threads at the end of the barrel, do not obscure their sights, and also quick-fire weapons.
Назначением устройства является максимально возможное снижение уровня шума, порождаемого давлением волны истекающего газового потока из канала. Устройство может быть использовано также для подавления шума генерируемого газом, истекающим из двигателей внутреннего сгорания, а так же в пневмо и гидро технических сооружениях при истечении из трубопроводов в окружающую среду газов со скоростью выше скорости звука в данной среде и с превышением атмосферного давления в 2 и более раз. The purpose of the device is to reduce as much as possible the noise level generated by the pressure of the wave of the outgoing gas stream from the channel. The device can also be used to suppress noise generated by gas flowing from internal combustion engines, as well as in pneumatic and hydro-technical facilities when gases flow from pipelines into the environment at a speed higher than the speed of sound in a given environment and with an excess of atmospheric pressure by 2 or more times.
Предшествующий уровень техники  State of the art
Из уровня техники известно изобретение «Надульное устройство ствола огнестрельного оружия», патент RU2 355 976, опубл.20.05.2009, MIIKF41A 21/32, содержащий разгонную часть с газоотводными окнами, кожух, между кожухом и разгонной частью образовано N>1 отсеков, каждый отсек обеспечивает истечение порохового газа из отсека. В нем Si наименьшая площадь i-ro отсека, отсеки имеют две продольные стенки, ограничивающие отсек в продольном направлении и внешний корпус с образованием зазора между продольной стенкой отсека и внешним корпусом R>l, канал разгонной части снабжен дульным сужением, наименьший диаметр которого равен 0,95...0,98 диаметра канала разгонной части, разгонная часть выполнена составной и содержит, по меньшей мере, два элемента. Однако данное изобретение служит для снижения импульса отдачи, дульного пламени при стрельбе в воздухе, а также для снижения импульса отдачи. Отражение порохового газа в боковом направлении от линии стрельбы значительно усиливает действие на стрелка звуковой ударной волны за счет того, что разгонная часть и наружный кожух, зазор между которыми образует один или несколько отсеков, ограниченных стенками в продольном и/или в поперечном направлении. Снижения звуковой ударной волны при данной конструкции не будет. Следовательно, не может применяться для составной части глушителя, в нем не обеспечено безотрывное истечение газов от стенок вихревых камер.  The prior art invention is known as the “Muzzle device of a barrel of a firearm” patent RU2 355 976, published May 20, 2009, MIIKF41A 21/32, comprising an acceleration part with gas vents, a casing, N> 1 compartments are formed between the casing and the acceleration part, each the compartment provides the outflow of powder gas from the compartment. In it, Si has the smallest i-ro compartment area, the compartments have two longitudinal walls that limit the compartment in the longitudinal direction and the outer casing with the formation of a gap between the longitudinal wall of the compartment and the outer casing R> l, the channel of the upper part is equipped with a muzzle narrowing, the smallest diameter of which is 0 , 95 ... 0.98 of the diameter of the channel of the upper part, the upper part is made integral and contains at least two elements. However, this invention serves to reduce the recoil momentum, the muzzle flame when firing in the air, and also to reduce the recoil momentum. The reflection of the powder gas in the lateral direction from the firing line significantly enhances the effect on the arrow of a sound shock wave due to the fact that the accelerating part and the outer casing, the gap between which forms one or more compartments, bounded by walls in the longitudinal and / or transverse direction. There will be no reduction in sound shock wave with this design. Therefore, it cannot be used for the muffler component; it does not provide for the continuous flow of gases from the walls of the vortex chambers.
Известно изобретение «Глушитель звука выстрела», патент RU2513342, опубл.20.04.2014, MIIKF41A 21/30, содержащий перегородки с отверстиями для пролета пули, вместе образующие сепаратор, стакан, стенки которого образуют с кожухом дополнительный объем. Изобретение позволяет повысить эффективность глушения звука выстрела для систем стрелкового оружия с не интенсивным режимом стрельбы за счет увеличения времени истечения газа через глушитель. Относится к области вооружения и направлено на совершенствование глушителя звука выстрела. Однако имеет неоправданно большие размеры, обусловленные необходимостью создания значительного внутреннего объема и ограничен в применении из-за условий работы глушителя. Не обеспечивает не гомогенное расширение быстро движущихся газовых сред высокого давления и безотрывное истечение газов с критическим сечением сопла вдоль всего каскада вихревых камер, поскольку центральный плотный поток никуда не уводится, а несет 2/3 энергии. The invention is known “Silencer of shot sound”, patent RU2513342, publ. 04/20/2014, MIIKF41A 21/30, containing partitions with holes for the passage of a bullet, together forming a separator, a glass, the walls of which form an additional volume with a casing. EFFECT: invention makes it possible to increase the effectiveness of silencing the sound of a shot for small arms systems with a non-intensive firing mode by increasing the time of gas outflow through the silencer. Refers to the field of armament and is aimed at improving the muffler of the sound of a shot. However, it is unreasonably large due to the need to create a significant internal volume and is limited in use due to the working conditions of the muffler. It does not provide non-homogeneous expansion of rapidly moving high-pressure gas media and continuous gas flow with critical the nozzle cross section along the entire cascade of vortex chambers, since the central dense flow is not taken anywhere, but carries 2/3 of the energy.
Известно наиболее близкое к заявленному техническому решению изобретение «Дульное устройство огнестрельного оружия», патент RU110177, опубл.10.11.2011, MI1KF41A 21/30, которое взято в качестве прототипа. Устройство содержит расширительную камеру, выполненную с возможностью отвода в атмосферу одной части газов в продольном направлении движения пули и другой части— отвод газов в поперечном направлении движения пули, снабжено вставкой, которая соответственно образуют вторую, третью и четвертую расширительные камеры. Данное техническое решение позволяет достичь увеличения ресурса за счет предотвращения осаждения продуктов горения при отводе пороховых газов в поперечном направлении. Относится к средствам уменьшения громкости звука выстрела. Однако отвод пороховых газов из камеры в поперечном направлении осуществляют через кольцевую полость, что создает неустойчивый режим работы сопловых блоков, не позволяет реализовать весь потенциал геометрии расширительных камер. В следствие этого не разрушается центральное стержневое плотное течение, отводимый в стороны газ при больших отверстиях будет создавать в атмосфере ударную волну, а при малых отверстиях камеры заполнятся и газ прекратит отводится. Следовательно, данная конструкция не обеспечивает не гомогенное расширение быстро движущихся газовых сред высокого давления и безотрывное истечение газов с критическим сечением сопла вдоль всего каскада вихревых камер, поскольку центральный плотный поток никуда не уводится, а несет 2/3 энергии.  Known closest to the claimed technical solution of the invention "Muzzle device of a firearm", patent RU110177, publ. 10.11.2011, MI1KF41A 21/30, which is taken as a prototype. The device comprises an expansion chamber configured to discharge into the atmosphere one part of the gases in the longitudinal direction of the bullet’s movement and the other part, the gas removal in the transverse direction of the bullet’s movement, is equipped with an insert, which respectively form the second, third and fourth expansion chambers. This technical solution allows to increase the resource by preventing the deposition of combustion products during the removal of powder gases in the transverse direction. Refers to means of reducing the sound volume of a shot. However, the removal of powder gases from the chamber in the transverse direction is carried out through the annular cavity, which creates an unstable mode of operation of the nozzle blocks, does not allow to realize the full potential of the geometry of the expansion chambers. As a result of this, the central rod dense flow is not destroyed, the gas discharged to the sides with large openings will create a shock wave in the atmosphere, and with small openings the chambers will fill up and the gas will cease to be discharged. Consequently, this design does not provide non-homogeneous expansion of rapidly moving high-pressure gas media and continuous flow of gases with a critical nozzle section along the entire cascade of vortex chambers, since the central dense flow is not taken anywhere, but carries 2/3 of the energy.
Из уровня техники известно изобретение «Глушитель для стрелкового оружия», патент RU65635, опубл.10.08.2007 Бюл. Ns 2, MIIKF41A 21/30, содержащий корпус, завихритель, камеры с воронкообразной диафрагмой, имеющей расчетную степень криволинейности образующих воронкообразных диафрагм. Представляет глушитель расширительного типа, предназначенный для механического подавления звука при выстреле из стрелкового оружия. Позволяет реализовать за счет математической модели звукообразования изменения внутренней конструкции глушителя в местах расположения наклонных диафрагм с отверстиями в виде кольцевых секторальных областей и камеры с воронкообразной диафрагмой. Позволяют достичь в сравнении со штатным глушителем при прежних геометрических размерах корпуса глушителя снижения скорости завихрения пороховых газов, что приводит к уменьшению уровня интенсивности звука (громкости) на 12 дБ. В предложенной конструкции эффективность достигается за счет использования фигурных перегородок сложного профиля, когда в его корпусе создаются: поворот потока газа, противопотоки и турбулентные завихрения. Однако в предложенной расчетной геометрии потребуется огромный габарит. За счет этого невозможность практического использования, это понижает эффективность глушителя. Скорость снижается только за счет увеличения длины пробега газового потока, при таких крутых углах спирали газ в спираль не попадет, так как столкнется с очень большим сопротивлением противопотока, а следовательно, такой глушитель работать не будет. The prior art invention is known as "Silencer for small arms", patent RU65635, publ. 08/10/2007 Bull. Ns 2, MIIKF41A 21/30, comprising a housing, a swirl, chambers with a funnel-shaped diaphragm having an estimated degree of curvature of the forming funnel-shaped diaphragms. Represents an expansion type silencer, designed to mechanically suppress sound when fired from small arms. It allows implementing, due to the mathematical model of sound generation, changes in the internal design of the muffler at the locations of inclined diaphragms with holes in the form of annular sectoral regions and a chamber with a funnel-shaped diaphragm. They make it possible to achieve a reduction in the speed of turbulence of powder gases in comparison with a standard muffler with the previous geometric dimensions of the muffler, which leads to a decrease in the level of sound intensity (volume) by 12 dB. IN the proposed design, efficiency is achieved through the use of curved partitions of a complex profile, when in its body are created: gas flow rotation, counterflows and turbulent turbulence. However, the proposed design geometry will require a huge size. Due to this, the impossibility of practical use, this reduces the effectiveness of the muffler. The speed is reduced only by increasing the path length of the gas stream, at such steep angles of the spiral, the gas will not get into the spiral, since it will encounter very high counterflow resistance, and therefore, such a silencer will not work.
Известно изобретение «Глушитель звука выстрела», патент RU2374590ony6n.27.11.2009, MI1KF41A 21/30, в котором в кольцевой полости расположены упругие элементы - демпферы в виде герметичных сильфонов, а глушитель разделен на две части и обе соединены с кольцевой полостью. Такой глушитель позволяет более полно наполнить проточные камеры пороховым газом и, следовательно, уменьшить температуру газов на выходе из глушителя через центральные отверстия в перегородках камер, которые выполнены с различными диаметрами, увеличивающимися по мере удаления перегородок от дульного среза ствола. Однако в изобретении ошибочно использовано то, что подпружиненный обтюрирующий канал практически не гасит продольные колебания газа при выстреле и может оказать возмущающее воздействие на пулю. Предложенная конструкция не может работать, так как скорость пули не менее 300 м/с, при длине глушителя даже длиной 300 мм, а в конструкции показано 150 мм, следовательно, время за которое пуля пройдет весь глушитель (характерное время воздействия) будет не более t=S/ V=0.3/300=0.00lc (а по факту еще в 10 раз меньше). За это время механическая система из поршня и пружины сработать не может в силу наличия инерции, поскольку на скорости 300 м/с сопротивление будет соразмерно сопротивлению воды или бетонной стены.  The invention is known “Silencer of shot sound”, patent RU2374590ony6n.27.11.2009, MI1KF41A 21/30, in which elastic elements are located in the annular cavity - dampers in the form of hermetic bellows, and the muffler is divided into two parts and both are connected to the annular cavity. Such a silencer makes it possible to more completely fill the flow chambers with powder gas and, consequently, reduce the temperature of the gases at the outlet of the silencer through the central openings in the walls of the chambers, which are made with different diameters, increasing as the walls move away from the muzzle of the barrel. However, the invention mistakenly used the fact that the spring-loaded obturation channel practically does not dampen the longitudinal vibrations of the gas during firing and can have a disturbing effect on the bullet. The proposed design cannot work, since the bullet speed is at least 300 m / s, even with a silencer length of 300 mm, and the design shows 150 mm, therefore, the time during which the bullet will go through the entire silencer (typical exposure time) will be no more than t = S / V = 0.3 / 300 = 0.00lc (and in fact 10 times less). During this time, the mechanical system of the piston and spring cannot work due to inertia, since at a speed of 300 m / s the resistance will be proportional to the resistance of water or a concrete wall.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является изобретение, которое принято за прототип, «Дульное устройство», патент RU2202751, опубл.20.04.2003, МПК F41A 21/32, назначением которого является создание конструкции  Closest to the proposed technical solution is the invention, which is taken as a prototype, "Muzzle device", patent RU2202751, publ. 04/20/2003, IPC F41A 21/32, the purpose of which is to create a design
дульного устройства для стрелкового оружия. Устройство содержит корпус с впускной камерой, содержащий расширительные камеры и пулевой канал, образованные последовательно расположенными элементами одинаковой конфигурации, полости расширительных камер выполнены торообразной формы. С помощью устройства достигается дульное устройство с максимально возможной степенью глушения звука, обеспечивающего уменьшение отдачи оружия и полное устранение дульного пламени. Однако в предложенной конструкции расширительных камер создается вращение газового потока, который разбивает устойчивое истечение основной струи газов, препятствуя выходу газов через пулевое отверстие. Недостатками данного устройства являются: действие газов на пулю, проходящую расширительную камеру, и отклонение ее в сторону наименьшего давления за счет неравномерности потоков; отклонению пули способствуют не перпендикулярные оси пулевого отверстия стенки входных и выходных отверстий расширительных камер, которые всегда будут выполнены с производственными допусками; отклонение пули при прохождении надульного устройства неизбежно приводит к ухудшению кучности стрельбы оружия пропорционально количеству расширительных камер. Кроме того, в данной конструкции несмотря на то, что применены симметричные вихревые (ротационные) камеры и отклоняющие возмущения на пулю будут существенно уменьшены, но главным недостатком их устройства является то, что используют именно камеры (вихревые). Это приводит к тому, что образующиеся в них вихри только ухудшат работу устройства, так как они организованы по другому принципу. Вихри вращаются в тороидальной камере изнутри наружу, а это не приводит к пересечению потоков, как показано на чертежах патента. Отсутствие пересечения обусловлено тем, что за счет вращения вихря центробежная сила раздвинет поток газа из центра вихря к его краям, уменьшив плотность в центре. Таким образом, поток газа в камеру предложенной конструкции не будет попадать или его будет попадать даже меньше, чем в штатную прямоугольную камеру, в которой не образуются вихри. Поэтому конструктивно предложенное устройство аналогично устройству с перпендикулярными перегородками, но работать будет хуже. В следствие этого, снижения величины давления волны от истекающего газового потока для уменьшения уровня шума до приемлемого уровня не будет. В контексте заявки приемлемый уровень для стрелкового оружия — это когда выстрел не различим в шумовой обстановке стандартной улицы со 100 метров. Так же для специального оружия это расстояние принимается равным 20 метрам. muzzle device for small arms. The device comprises a housing with an inlet chamber, containing expansion chambers and a bullet channel formed by successively arranged elements of the same configuration, the cavities of the expansion chambers are toroidal in shape. Using device A muzzle device is achieved with the greatest possible degree of silencing of the sound, which ensures a decrease in the return of weapons and the complete elimination of the muzzle flame. However, the proposed design of the expansion chambers creates a rotation of the gas stream, which breaks the steady outflow of the main stream of gases, preventing the exit of gases through the bullet hole. The disadvantages of this device are: the effect of gases on the bullet passing the expansion chamber, and its deviation towards the lowest pressure due to the uneven flow; bullet deflection is facilitated by non-perpendicular axis of the bullet hole in the walls of the inlet and outlet openings of the expansion chambers, which will always be made with manufacturing tolerances; deviation of the bullet during the passage of the muzzle device inevitably leads to a deterioration in the accuracy of fire of weapons in proportion to the number of expansion chambers. In addition, in this design, despite the fact that symmetric vortex (rotational) chambers are used and deflecting disturbances to the bullet, they will be significantly reduced, but the main drawback of their device is that they use chambers (vortex). This leads to the fact that the vortices formed in them only worsen the operation of the device, since they are organized according to a different principle. The vortices rotate in the toroidal chamber from the inside out, and this does not lead to the intersection of flows, as shown in the drawings of the patent. The absence of intersection is due to the fact that due to the rotation of the vortex, the centrifugal force will push the gas flow from the center of the vortex to its edges, reducing the density in the center. Thus, the gas flow into the chamber of the proposed design will not get or it will get even less than in a regular rectangular chamber, in which vortices do not form. Therefore, the structurally proposed device is similar to a device with perpendicular partitions, but it will work worse. As a result of this, there will be no decrease in the pressure of the wave from the outgoing gas stream to reduce the noise level to an acceptable level. In the context of the application, an acceptable level for small arms is when the shot is indistinguishable in the noise environment of a standard street from 100 meters. Also for special weapons, this distance is taken equal to 20 meters.
Из уровня техники известно изобретение, описанное ранее, «глушитель для стрелкового оружия», патент RU 65 635, в котором используют завихритель, представляющий собой «винтообразную лестницу». В данном патенте указано, что уровень шума уменьшается за счет увеличения пути истечения пороховых газов. Однако в данном изобретении не используют не гомогенного расширения потока и организацию тороидальных потоков. The prior art knows the invention described earlier, "silencer for small arms", patent RU 65 635, which uses a swirl, which is a "spiral staircase". This patent states that the noise level is reduced by increasing the flow path of the powder gases. However, this invention does not use non-homogeneous expansion of the flow and the organization of toroidal flows.
Наиболее близким техническим решением является изобретение «Глушитель звука выстрела, изготовленный по технологии селективного лазерного сплавления металла», патент RU2652767, опубл.28.04.2018, Бюл. N°13, МПК F41A 21/30, которое взято за прототип. Устройство снабжено рабочей частью с перегородками для отвода пороховых газов в объем устройства, исключающий следование основного объема газов за пулей, которое достигается за счет ячеистого тела, которое получается при изготовлении изделия путем лазерного сплавления. Параметризованная ячеистая мембрана является аналогом пористой многоканальной диффузионной матрицы со структурой строгой формы, размеров и ориентации. Однако в результате организации только шероховатости поверхности элементов не достичь распределения струй потока таким образом, чтобы в центральной части изделия осуществлялось не гомогенное расширение потока, далее по пути следования истекающего потока осуществлялось бы его существенное торможение за счет зон повышенного давления, а основная часть потока газов отводилась бы на периферию с существенным уменьшением его температуры и скорости за счет удлинения пути, что обеспечивало бы истечение потока газа через распределенные отверстия с прогрессивным суммарным расходным сечением в корпусе устройства. В приведенном устройстве прототипа основной поток газа пойдет вслед за пулей и он не сможет уменьшить уровень шума намного, так как в конструкции не учтено, что звуковые волны рождаются уже в воздушной среде как следствие ударно-адиабатического расширения истекающих пороховых газов, а предлагаемая ячеистая структура никак не влияет на ударно-адиабатическое расширение после их истечения. Устройство, описанное в прототипе— это вариант глушителя накопительного типа.  The closest technical solution is the invention "Silencer of the sound of the shot, made by the technology of selective laser metal alloying", patent RU2652767, publ. 28.04.2018, Bull. N ° 13, IPC F41A 21/30, which is taken as a prototype. The device is equipped with a working part with partitions for the removal of powder gases into the volume of the device, excluding the following of the main volume of gases behind the bullet, which is achieved due to the cellular body, which is obtained in the manufacture of the product by laser fusion. The parameterized cell membrane is an analogue of a porous multichannel diffusion matrix with a structure of strict shape, size and orientation. However, as a result of organizing only the roughness of the surface of the elements, it is not possible to distribute the stream jets in such a way that the flow is not homogeneous in the central part of the product, then along the flow path the flow would be substantially slowed down due to high pressure zones, and the main part of the gas flow would be discharged to the periphery with a significant decrease in its temperature and speed due to the lengthening of the path, which would ensure the outflow of the gas flow through the distributed holes Stia progressive total consumable section in the body of the device. In the above prototype device, the main gas flow will follow the bullet and it will not be able to reduce the noise level much, since the design does not take into account that sound waves are already generated in the air as a result of shock-adiabatic expansion of the expiring powder gases, and the proposed cellular structure does not does not affect shock adiabatic expansion after their expiration. The device described in the prototype is a variant of the storage silencer.
В штатных глушителях используют один и тот же принцип — любыми конструктивными методами уменьшают давление истекающего газа на выходе в атмосферу, что и снижает уровень шума. Снизить давление истекающего газа можно двумя способами:  Regular silencers use the same principle - by any constructive methods they reduce the pressure of the outflowing gas at the outlet to the atmosphere, which reduces the noise level. There are two ways to reduce the pressure of the outflowing gas:
1. Расширить газ от давления на выходе из ствола (40-600 атмосфер при температуре 1000 градусов Цельсия) до давления менее <2 атм. Только расширять его придется плавно, чтоб не произошел отрыв потока, а это (для стандартного стрелкового оружия) потребует построения сопла длиной в три метра, что не приемлемо. 2. Используя свойство, что в процессе выстрела истечение является порционным (пульсирующим), а не постоянным (стационарным), сгорание 1 -го грамма пороха, создает примерно 1 литр газов. Соответственно можно быстро накопить газ в процессе выстрела и затем длительное время (не сопоставимо большее с длительностью самого выстрела) не спеша расширять и выпускать его в атмосферу уже с меньшим давлением. Причем если время нахождения в глушителе длительное, то газ будет еще успевать и остывать, а значит, будет уменьшаться и его давление. 1. To expand the gas from the pressure at the outlet of the barrel (40-600 atmospheres at a temperature of 1000 degrees Celsius) to a pressure of less than <2 atm. Only it will have to be expanded smoothly so that there is no separation of the flow, and this (for standard small arms) will require the construction of a nozzle three meters long, which is not acceptable. 2. Using the property that during the shot the outflow is batch (pulsating), and not constant (stationary), the combustion of 1 gram of gunpowder creates about 1 liter of gases. Accordingly, you can quickly accumulate gas during the shot and then for a long time (not comparable with the duration of the shot) slowly expand and release it into the atmosphere with less pressure. Moreover, if the residence time in the muffler is long, then the gas will still have time to cool down and, therefore, its pressure will decrease.
Именно это схему и используют практически все представленные штатные устройства.  It is this circuit that almost all the standard devices presented use.
По сути, все штатные глушители являются баллоном с клапаном на входе и выходе. Задача клапана на входе впустить газ и не выпускать его назад. Задача клапана на выходе закрыться по возможности сразу за пулей (чем быстрее, тем лучше) и уменьшить выходное сечение, поскольку расход газа будет определяться сечением, и через уменьшенное отверстие стравить газ в атмосферу, расширяя его на выходе до атмосферного давления. Эти клапаны могут быть как физическими, например в виде "коромысла" внутри корпуса, которое качаясь закрывает одно отверстие и открывает другое, либо ставятся резиновые манжетки, которые раздвигаются пулей и стягиваются позади нее, уменьшая отверстие до минимума. Однако механическая система имеет инерционность, а пуля проходит объем глушителя за время около 0.001 секунды, поэтому механическое коромысло в силу инерции хорошо сработать за столь малое время просто не успевает. Резиновые манжетки (обтюраторы) очень быстро изнашиваются в силу высокого трения о поверхность быстро движущейся пули, их хватает не более чем на 10 качественных выстрелов. Кроме того, механические обтюраторы контактируя с пулей, вносят несимметричные возмущения, что увеличивает рассеивание и уменьшает точность.  In fact, all standard silencers are a cylinder with a valve at the inlet and outlet. The task of the inlet valve is to let the gas in and not to let it back. The task of the valve at the outlet is to close as soon as possible immediately behind the bullet (the faster, the better) and reduce the outlet cross-section, since the gas flow rate will be determined by the cross-section, and through the reduced opening, vent the gas into the atmosphere, expanding it to atmospheric pressure at the outlet. These valves can be physical, for example, in the form of a “rocker” inside the body, which swings to close one hole and opens another, or put rubber cuffs that are moved apart by a bullet and pulled behind it, reducing the hole to a minimum. However, the mechanical system has an inertia, and the bullet passes the volume of the silencer in a time of about 0.001 seconds, so the mechanical rocker, due to inertia, simply does not have time to work well in such a short time. Rubber cuffs (seals) wear out very quickly due to high friction on the surface of a fast moving bullet, they last for no more than 10 high-quality shots. In addition, mechanical shutters in contact with the bullet introduce asymmetric disturbances, which increases dispersion and reduces accuracy.
Второй тип клапанов - газодинамическое запирание, суть которых - использование разных геометрических форм перегородок и каналов, затрудняющих прохождение газа в осевом направлении для обеспечения требуемого результата, например, лабиринтные уплотнения. Все известные конструкции безобтюраторных глушителей являются вариациями на тему лабиринтных уплотнений, суть которых при удачной геометрии сводится к тому, что потоку газа легко втекать в камеру и трудно вытекать из нее из-за образовавшихся завихрений. В результате от камеры к камере достигают ступенчатое понижение давления и газ в атмосферу вытекает с меньшим превышением давления, что вызывает уменьшение громкости звука. Причем коэффициент асимметрии (вход - выход) в большинстве конструкций обычно не высок и штатные изделия при замене входа на выход и обратно работают с одинаковым результатом, чего не должно быть. Штатная конструкция имеет высокое аэродинамическое сопротивление, поэтому весь газ из ствола не успевает поступить в глушитель до того момента, когда удалившаяся гильза откроет патронник и газ вырвется оттуда, создав звук. Известные штатные конструкции имеют один общий существенный недостаток— это очень малое количество хороших выстрелов из-за износа обтюраторов и/или химических наполнителей и они пригодны только для стрельбы с очень не высоким темпом. The second type of valves is gas-dynamic locking, the essence of which is the use of different geometric shapes of partitions and channels that impede the passage of gas in the axial direction to ensure the desired result, for example, labyrinth seals. All known designs of bezturaturny silencers are variations on the theme of labyrinth seals, the essence of which, with good geometry, is that the gas flow is easy to flow into the chamber and difficult to flow out of it due to the turbulence formed. As a result, a stepwise decrease in pressure is achieved from chamber to chamber, and gas flows into the atmosphere with a smaller excess of pressure, which causes a decrease in sound volume. Moreover the asymmetry coefficient (input - output) in most designs is usually not high and standard products when replacing the input with the output and vice versa work with the same result, which should not be. The standard design has high aerodynamic drag, so all the gas from the barrel does not have time to get into the muffler until the moment when the retracted sleeve opens the chamber and the gas escapes from there, making a sound. Known standard designs have one common significant drawback - this is a very small number of good shots due to wear of the shutters and / or chemical fillers and they are suitable only for shooting at a very low rate.
Для эффективной работы глушителя требуется вместить в себя газ от выстрела на высокой скорости, временно накопить его, а затем медленно выпустить в атмосферу с меньшей скоростью. Таким образом, геометрия полостей глушителя работает только до тех пор, пока глушитель заполняется газом, а заполняется он очень быстро. В известных технических решениях при скорости пули 300 м/с, и длине не более 300мм, газ дойдет до конца глушителя за время не превышающее 0.001 секунды, а время истечения газа из ствола (развитие процесса выстрела) приблизительно 0.05 секунды, т.е. минимум в 50 раз больше, чем принято в расчетах аналогов. Таким образом, все аналоги устройства работают только 2% времени как глушитель (в соответствии с теми процессами, как они описаны в данных изобретениях) и 98% времени выстрела устройства-аналоги просто работают как баллон с давлением в пропорции Уствола/ Углушителя от начального давления. Таким образом, после заполнения глушителей, описанных в вышеприведенных изобретениях вне зависимости от их внутренней геометрии после 0.001 секунды они работают просто как баллон с газом, расход из которого определяется диаметром выходного отверстия и только им одним. Граничные условия известных применимых схем можно рассчитать заранее. Например, известно что 1 грамм пороха после сгорания дает 1 литр газов, таким образом, чтобы их конструкция работала как глушитель она должна иметь объем, способный вместить весь пороховой газ от выстрела конкретного патрона (а это для достижения приемлемого уровня звука потребует очень большого габарита), и с патроном, имеющим более большую пороховую навеску работать уже не будет.  For the muffler to work effectively, it is necessary to contain the gas from the shot at high speed, temporarily accumulate it, and then slowly release it into the atmosphere at a lower speed. Thus, the geometry of the silencer cavities only works until the silencer is filled with gas, and it is filled very quickly. In known technical solutions, with a bullet speed of 300 m / s and a length of not more than 300 mm, the gas reaches the end of the muffler in a time not exceeding 0.001 seconds, and the time of gas outflow from the barrel (development of the firing process) is approximately 0.05 seconds, i.e. at least 50 times more than is accepted in the calculations of analogues. Thus, all analogues of the device operate only 2% of the time as a silencer (in accordance with the processes described in these inventions) and 98% of the shot time of the analog devices simply work like a cylinder with pressure in the ratio of Ustvol / Muffler from the initial pressure. Thus, after filling the silencers described in the above inventions, regardless of their internal geometry, after 0.001 seconds, they work just like a gas cylinder, the flow rate of which is determined by the diameter of the outlet and only one. The boundary conditions of the known applicable schemes can be calculated in advance. For example, it is known that 1 gram of gunpowder after combustion gives 1 liter of gas, so that their design works as a silencer it must have a volume that can accommodate all the powder gas from the shot of a particular cartridge (and this will require a very large size to achieve an acceptable sound level) , and with a cartridge having a larger powder mount, it will no longer work.
Третий недостаток всех известных конструкций - невозможность использования в устройствах с высоким темпом стрельбы, так как они уменьшают давление на выходе за счет значительного растягивания процесса истечения по времени, обычно порядка 0.25 секунды, и, если второй выстрел происходит до того как газ от предыдущего выстрела полностью покинул глушитель, то падения давления в глушителе не происходит совсем, так как он уже заполнен. Поэтому уровень шума от выстрелов, последующих за первым, существенно не снижается, т.е. эффективная стрельба с глушителями известных конструкций возможна только до темпа не выше 4 выстрела в секунду (240 в минуту), тогда как автомат Калашникова, например, имеет темп стрельбы 650-700 выстрелов в минуту, a Ml 6 - 800 выстрелов в минуту. The third drawback of all known designs is the inability to use in devices with a high rate of fire, since they reduce the pressure at the exit due to the considerable stretching of the expiration process in time, usually of the order of 0.25 seconds, and if the second shot occurs before the gas from the previous shot completely left the muffler, then the pressure drop in the muffler does not occur at all, since it is already full. Therefore, the noise level from shots following the first does not significantly decrease, i.e. effective shooting with silencers of known designs is possible only up to a speed of no higher than 4 rounds per second (240 per minute), while a Kalashnikov assault rifle, for example, has a rate of fire of 650-700 rounds per minute, and Ml 6 - 800 rounds per minute.
Раскрытие изобретения  Disclosure of Invention
Изобретательской задачей является создание такой конструкции, в которой образуется не гомогенное расширение потока газов (истекающих быстро движущихся газовых сред высокого давления в атмосферу). При этом на выходе из декомпрессора требуется «смягчить» ударную волну истекающего потока, разделив его на отдельные струи, в которых характер истечения газов изменяется таким образом, чтобы в атмосферу эти газы попадали уже с характеристиками, при которых шума родится меньше чем могло бы быть при прямом истечении из ствола. Иными словами давление (превышение давления над атмосферным) волны газа, истекающего в атмосферу или на дальнем срезе декомпрессора должно быть снижено в разы. Это и требуется достичь с помощью не гомогенного расширения потока газов в декомпрессоре.  An inventive task is to create such a structure in which a non-homogeneous expansion of the gas flow is formed (outflowing rapidly moving high-pressure gas media into the atmosphere). At the same time, at the outlet of the decompressor, it is required to “soften” the shock wave of the effluent stream, dividing it into separate jets, in which the character of the gas flow changes so that these gases get into the atmosphere already with characteristics for which less noise is produced than could be at direct expiration from the trunk. In other words, the pressure (excess of pressure over atmospheric) of the gas wave flowing into the atmosphere or at a distant cut of the decompressor should be reduced by several times. This is what is required to be achieved with the help of non-homogeneous expansion of the gas flow in the decompressor.
Гомогенными смесями являются смеси любых газов, если они находятся в равновесном состоянии. В представленном случае под гомогенным расширением понимают такой тип спектра эмиссии расширяющегося газа, в котором все атомы, исходящие от определенного уровня на расстоянии, исходят с равными возможностями. Гомогенная система — это однородная система. В гомогенной системе из двух и более компонентов каждый компонент распределен в массе другого в виде молекул. Составные части гомогенной системы нельзя отделить друг от друга механическим путём, в предложенной конструкции, напротив, требуется разделить молекулы газа и направить их в потоке с разными скоростями, направлением их движения и под разным давлением. Иными словами— в декомпрессоре должно осуществляться распределение струй газа в исходящем потоке таким образом, чтобы по мере продвижения их вдоль декомпрессора струи распределялись определенным образом с изменением своих характеристик в каждой струе по заданному закону. Поток истекающих под высоким давлением быстро движущихся газов в канале является сложной термодинамической системой. Для изучения макроскопической и физической структуры этой системы, состоящей из большого числа частиц не требуется для его описания привлечения микроскопических характеристик отдельных частиц [Физическая энциклопедия, т. 5, 1998, с. 84. Физическая энциклопедия, гл. ред А.М.Прохоров, М., 1998 г., БРЭ]. В рассматриваемом случае необходимо только разделять быстро движущийся поток истекающего под высоким давлением газа на струи для не гомогенного расширения. Таким образом, в контексте данной заявки не гомогенным расширением называют разделение потока газовой среды на струи, каждая из которых имеет свои характеристики. Требуется расширить истекающий газовый поток так, чтобы, он был неоднороден (не гомогенный) по сечению т. е. на периферии потока струи должны быть более плотные чем в центре потока. Homogeneous mixtures are mixtures of any gases if they are in equilibrium. In the presented case, homogeneous expansion is understood to mean a type of emission spectrum of an expanding gas in which all atoms emanating from a certain level at a distance emanate with equal opportunities. A homogeneous system is a homogeneous system. In a homogeneous system of two or more components, each component is distributed in the mass of the other in the form of molecules. The components of a homogeneous system cannot be separated from each other mechanically, in the proposed design, on the contrary, it is necessary to separate the gas molecules and direct them in a stream at different speeds, the direction of their movement and under different pressures. In other words, the gas jets in the outgoing stream must be distributed in the decompressor in such a way that, as they move along the decompressor, the jets are distributed in a certain way with their characteristics changing in each jet according to a given law. The flow of rapidly moving gases flowing out under high pressure in the channel is a complex thermodynamic system. To study the macroscopic and physical structure of this system, consisting of a large number of particles, it is not required to describe the attraction of the microscopic characteristics of individual particles [Physical Encyclopedia, vol. 5, 1998, p. 84. Physical Encyclopedia, Ch. Ed A.M. Prokhorov, M., 1998, BDT]. In the case under consideration, it is only necessary to separate the rapidly moving stream of gas flowing out under high pressure into jets for non-homogeneous expansion. Thus, in the context of this application, non-homogeneous expansion refers to the separation of the flow of a gaseous medium into jets, each of which has its own characteristics. It is required to expand the outflowing gas stream so that it is inhomogeneous (not homogeneous) over the cross section, i.e., at the periphery of the stream the jets should be denser than at the center of the stream.
Техническим результатом является создание конструкции, в которой  The technical result is the creation of a design in which
- обеспечено не гомогенное расширение быстро движущихся газовых сред высокого давления,  - provided non-homogeneous expansion of rapidly moving high-pressure gas environments,
- и безотрывное истечение газов с критическим сечением сопла вдоль всего каскада вихревых камер.  - and continuous gas flow with a critical nozzle section along the entire cascade of vortex chambers.
Данный технический результат достигается за счет того, что декомпрессор представляет каскад расширительных блоков, каждый из которых состоит из вихревой камеры, и сверхзвукового сопла с критическим сечением, обеспечивающим бесконтактное прохождение метаемого тела, выполненных с возможностью отвода одной части газов в продольном направлении и другой части газов в поперечном направлении движения газов, с креплением к цилиндрическому корпусу, образуя соответственно расширительные камеры каскада, расположенные на одной оси.  This technical result is achieved due to the fact that the decompressor represents a cascade of expansion blocks, each of which consists of a vortex chamber, and a supersonic nozzle with a critical section, providing contactless passage of the missile body, configured to exhaust one part of the gases in the longitudinal direction and the other part of the gases in the transverse direction of gas movement, with fastening to a cylindrical body, forming respectively cascade expansion chambers located on the same axis.
Газодинамическийо конфузор - обтюратор и сверхзвуковое сопло выполненны с возможностью отвода одной части газов в продольном направлении движения среды и другой части газов - в поперечном направлении движения среды.  The gasdynamic confuser - obturator and supersonic nozzle are configured to divert one part of the gases in the longitudinal direction of the medium and the other part of the gases in the transverse direction of the medium.
Новым в предложенной конструкции является то, что декомпрессор служит для гетерогенного расширения быстродвижущихся пороховых газов (газовых сред) высокого давления, каскад расширительных блоков состоит из последовательно размещенных на одной оси друг за другом расширительных блоков, в каждом из которых расстояние между срезом сопла предыдущего расширительного блока и входом конфузора следующего расширительного блока обеспечивает отвод части газов в поперечном направлении на периферию потока, каждая расширяющаяся часть блока в каскаде представляет собой сверхзвуковое сопло Лаваля с телесным углом, обеспечивающим безотрывное истечение пороховых газов (газовой среды) с критическим сечением сопла fkp в его узкой части, обеспечивающим разгон истекающего в продольном направлении газа до скорости звука в критическом сечении каждого соответствующего сопла на продольной оси каскада и равным калибру метаемого тела с зазором, достаточным для обеспечения бесконтактного прохождения метаемого тела через критическое сечение сопла. Сужающаяся часть блока, являющаяся конфузором, выполнена в виде короткого заглушенного со стороны критического сечения цилиндра с отверстием, внутренний диаметр цилиндрической части конфузора выбирают не менее чем в 1,5 раз больше диаметра критического сечения, а радиус скругления, сопрягающий перегородку (заглушку) с внутренней стенкой цилиндра выбирают исходя из условий гладкого сопряжения или сопряжения под прямым углом внутренних поверхностей, длина конфузора кратна диаметру цилиндрической части. Длина конфузора коррелирует с учетом допуска с диаметром тороидального вихря в его поперечном сечении. При этом, например, внутренний диаметр цилиндра с учетом допуска приблизительно равен наружному (габаритному) диаметру тороидального вихря, который образован при торможении на перегородке (заглушке) истекающего в продольном направлении потока (струи). В центральной части при этом тороидальный поток закручен с наибольшей вероятностью навстречу основному потоку с образованием в его центральной части зоны повышенного давления, если расстояние от входа конфузора до среза предыдущего сопла обеспечено геометрическим местом точек (ГМТ) каждой линии тока струи в потоке. Опыты показывают, что ГМТ для каждой линии тока струи истекающей из предыдущего сопла, является параллельным цилиндрической части стенки конфузора и примерно равно длине этой цилиндрической части. При соблюдении этого условия обеспечивается формирование в конфузоре тороидального вихря с раскруткой вихревых линий снаружи внутрь по ходу движения каждой струи, с направлением каждой линии тока струи в потоке в центральной части тора навстречу основному потоку газа. При этом образуются локальные зоны повышенного газодинамического сопротивления, препятствующие течению основного потока газа в продольном направлении. На основе экспериментальных данных показано, что работа осуществляется как в газодинамическом обтюраторе, вызывающим ускоренный распад центральных струй потока и перераспределение основной части потока пороховых газов по плотности из центральной области на периферию к стенкам корпуса с обеспечением гетерогенности. New in the proposed design is that the decompressor serves for the heterogeneous expansion of fast-moving high-pressure powder gases (gaseous media), the cascade of expansion blocks consists of expansion blocks sequentially placed on the same axis, in each of which the distance between the nozzle exit of the previous expansion block and the input of the confuser of the next expansion unit provides the removal of part of the gases in the transverse direction to the periphery of the stream, each expanding part of the block in The cade is a supersonic Laval nozzle with a solid angle that provides an uninterrupted flow of powder gases (gas medium) with a critical section of the nozzle fkp in its narrow part, which accelerates the gas flowing out in the longitudinal direction to the speed of sound in the critical section each corresponding nozzle on the longitudinal axis of the cascade and equal to the caliber of the missile body with a clearance sufficient to ensure contactless passage of the missile body through the critical section of the nozzle. The tapering part of the block, which is a confuser, is made in the form of a short cylinder with a hole muffled from the side of the critical section, the inner diameter of the cylindrical part of the confuser is chosen at least 1.5 times the diameter of the critical section, and the rounding radius that connects the partition (plug) with the inside the cylinder wall is selected based on the conditions of smooth mating or mating at right angles to the internal surfaces, the length of the confuser is a multiple of the diameter of the cylindrical part. The length of the confuser correlates, taking into account the tolerance, with the diameter of the toroidal vortex in its cross section. In this case, for example, the internal diameter of the cylinder, taking into account the tolerance, is approximately equal to the external (overall) diameter of the toroidal vortex, which is formed during braking on the baffle (plug) of the flow (jet) flowing in the longitudinal direction. In this case, in the central part, the toroidal flow is most likely swirling towards the main flow with the formation of an increased pressure zone in its central part, if the distance from the inlet of the confuser to the cut of the previous nozzle is provided by the geometrical location of points (HMT) of each stream stream line in the flow. Experiments show that the HMT for each stream stream line flowing from the previous nozzle is parallel to the cylindrical part of the confuser wall and approximately equal to the length of this cylindrical part. If this condition is met, a toroidal vortex is formed in the confuser with the development of vortex lines from the outside inward along the direction of each jet, with the direction of each stream stream line in the stream in the central part of the torus towards the main gas stream. In this case, local zones of increased gas-dynamic resistance are formed, which impede the flow of the main gas flow in the longitudinal direction. Based on experimental data, it is shown that the work is carried out as in a gas-dynamic obturator, causing accelerated decay of the central stream jets and redistribution of the bulk of the powder gas stream in density from the central region to the periphery to the walls of the casing, ensuring heterogeneity.
Термин тороидальный вихрь в контексте данной заявки используют как вихри, приближенные к форме тора и определенные на основе опытных данных. Важно различать шумовой фильтр, например, из пенопласта или пробки, который используют для звукоизоляции. Он снижает уровень шума, например, на 20 Дб, потому что до фильтра уже существует первоначальный уровень шума, а после фильтра это уровень шума снижен за счет пористости материала, т.е. используется свойство прохождения звуковой волны через преграду. В глушителе же требуется не воздействовать на уже порожденную звуковую волну, а не допустить ее возникновение, или получить звуковую волну с малой интенсивностью. Иными словами, в глушителях применяют не фильтр, а воздействуют на порождающую шум волну истекающего газа, потому что до глушителя никакого шума еще не существовало как такового, физика процесса совершенно другая, шум будет возникать при истечении любого газа в атмосферу с превышением давления и скорости на значение выше критического, что определяется параметрами среды. Например, для воздуха эта величина равна 2 атм и 330м/с. Истечение газового потока сопровождается образованием ударной волны, сама ударная волна имеет характерную толщину фронта порядка 0.3мм, ее удар вызовет кинетическое воздействие, но сама волна для человеческого уха неслышимая. The term toroidal vortex in the context of this application is used as vortices close to the shape of a torus and determined on the basis of experimental data. It is important to distinguish between a noise filter, for example, foam or cork, which is used for sound insulation. It reduces the noise level, for example, by 20 dB, because the initial noise level already exists before the filter, and after the filter this noise level is reduced due to the porosity of the material, i.e. The property of the passage of a sound wave through an obstacle is used. In the silencer, however, it is required not to act on an already generated sound wave, but not to allow its occurrence, or to obtain a low-intensity sound wave. In other words, the silencers do not use a filter, but act on a noise-emitting gas wave, because before the silencer no noise existed as such, the physics of the process is completely different, noise will occur when any gas flows into the atmosphere with excess pressure and speed at value above critical, which is determined by environmental parameters. For example, for air this value is 2 atm and 330m / s. The outflow of the gas stream is accompanied by the formation of a shock wave, the shock wave itself has a characteristic front thickness of the order of 0.3 mm, its impact will cause a kinetic effect, but the wave itself is inaudible to the human ear.
Из физики волновых процессов известна формула: частота (D) равна скорости, деленной на длину волны, т.е. примерно D = 300/0.0003, т.е. ударная волна имеет эквивалентную частоту звука порядка 1МГц, тогда как человеческое ухо способно воспринимать только звук в полосе частот от 50Гц до 20КГц, а частота ударной волны имеет уровень очень дальнего ультразвука и не может быть различима человеческим ухом.  The following formula is known from the physics of wave processes: the frequency (D) is equal to the speed divided by the wavelength, i.e. approximately D = 300 / 0.0003, i.e. The shock wave has an equivalent sound frequency of the order of 1 MHz, while the human ear can only perceive sound in the frequency band from 50 Hz to 20 KHz, and the frequency of the shock wave has the level of very far ultrasound and cannot be distinguished by the human ear.
Однако проходя через среду (например, воздух), ударная волна ее (среду) «разбивает», сзади за фронтом ударной волны образуется зона релаксации с повышенной энтропией, протяженность которой уже порядка десятков сантиметров. Таким образом колебательное выравнивание параметров газа в этой области и служит источником генерации звуковых волн слышимого диапазона. Поэтому, ни один глушитель не снижает уровень шума, например, на 20 Дб, такая оценка вообще не корректна. Значения, приводимые авторами, это разница между экспериментально замеренным уровнем шума, генерируемым газом при истечении из ствола без глушителя и уровнем шума, генерируемым газом при истечении с их глушителем.  However, passing through a medium (for example, air), its shock wave (medium) “breaks up”, a relaxation zone with increased entropy is formed behind the front of the shock wave, the length of which is already on the order of tens of centimeters. Thus, the vibrational alignment of gas parameters in this region serves as a source of generation of sound waves in the audible range. Therefore, no muffler reduces the noise level, for example, by 20 dB, such an assessment is not correct at all. The values given by the authors are the difference between the experimentally measured noise level generated by the gas when it exits from the barrel without a silencer and the noise level generated by the gas when it expires with their silencer.
Поэтому правильнее говорить, что их устройство снижает шум не на 20Д6, а оно снижает до такого-то уровня и при тех параметрах, которые имел выбрасываемый газ на входе в их устройство. Если увеличить давление на входе в указанное в прототипе устройство (что без глушителя приведет и к увеличению уровня шума), то на выходе из такого устройства уровень шума будет несомненно ниже, чем без глушителя, но не настолько, насколько заявлено при расчетном эксперименте. Therefore, it is more correct to say that their device does not reduce noise by 20D6, but it reduces it to such a level even with the parameters that the exhaust gas had at the entrance to their device. If you increase the pressure at the inlet to the device indicated in the prototype (which without a silencer will lead to an increase in the noise level), then at the output of such a device, the noise level will undoubtedly be lower than without a silencer, but not as much as stated in the calculation experiment.
Поэтому не допустимо путать принципы работы фильтра и глушителя.  Therefore, it is not permissible to confuse the operating principles of the filter and the silencer.
Изобретательской задачей предлагаемой конструкции является обеспечение истечения быстро движущихся газовых сред высокого давления в атмосферу с уменьшенным давлением. Поскольку шум меряется в децибелах, а децибелы это логарифмическая зависимость, то порождаемый истекающим потоком шум характеризуется уровнем величины давления волны от истекающего газового потока, при котором превышение давления над атмосферным тем меньше, чем меньше порождаемый шум. Например шум в Дб=10*1^(Ра/Ро) означает, что, например, при снижении шума на 5Д6 давление волны упало примерно в 3 раза. Если снизили шум, например, на 25Д6, то это означает снижение давления волны в 300 раз.  The inventive task of the proposed design is to ensure the expiration of rapidly moving high-pressure gas environments into the atmosphere with reduced pressure. Since noise is measured in decibels, and decibels is a logarithmic dependence, the noise generated by the flowing stream is characterized by the level of the pressure of the wave from the flowing gas stream, at which the excess of pressure over atmospheric is less, the smaller the noise generated. For example, the noise in DB = 10 * 1 ^ (Ra / Po) means that, for example, when the noise is reduced by 5D6, the wave pressure drops by about 3 times. If the noise is reduced, for example, by 25D6, then this means a decrease in wave pressure by 300 times.
Для уменьшения энергии волны истекающего потока требуется организовать с большой вероятностью в каждой расширительной камере демпфера-расширителя кратное число, но не менее 2х тороидальных вихрей с окружностью в поперечном сечении и с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру соответствующей расширительной камеры в соответствующем сечении. Очень важно соблюсти два условия: первое — чтобы завихрения потоков истекающей газовой среды в тороидальных вихрях были разнонаправленными относительно соседнего тороидального вихря; во-вторых— чтобы вихри были направлены таким образом навстречу друг другу, чтобы в центре между вихрями образовывалась зона повышенного давления, препятствующая истечению потока и снижающая его энергию за счет снижения скорости истечения потока в продольном направлении, сглаживания пульсации в потоке при перераспределении плотностей струй потока в движущейся среде и обеспечивающие увеличение времени истечения среды. Термин тороидальный вихрь в контексте данной заявки используют как вихри, приближенные к форме тора и определенные на основе опытных данных.  To reduce the energy of the outflowing wave, it is required to organize with high probability in each expansion chamber of the damper-expander a multiple number, but not less than 2 toroidal vortices with a circle in the cross section and with an external diameter equal to the inner diameter of the corresponding expansion chamber in the corresponding section. It is very important to observe two conditions: the first is that the eddies of the outflowing gas medium in the toroidal vortices are multidirectional with respect to the adjacent toroidal vortex; secondly, so that the vortices are directed towards each other in such a way that in the center between the vortices an increased pressure zone is formed that prevents the flow from flowing out and reduces its energy by reducing the flow velocity in the longitudinal direction, smoothing the pulsation in the flow during redistribution of the density of the flow jets in a moving medium and providing an increase in the time of expiration of the medium. The term toroidal vortex in the context of this application is used as vortices close to the shape of a torus and determined on the basis of experimental data.
Техническим результатом предложенного технического решения демпфера- расширителя является снижение величины давления волны от истекающего газового потока для уменьшения уровня шума до уровня ниже 86 дБ. (иными словами корректно говорить, что: снижается до такого-то уровня, так же корректно можно говорить, что обеспечивается истечение с уровнем шума не превосходящим такого-то значения). Данный технический результат достигается за счет того, что демпфер- расширитель содержит корпус с впускной камерой, состоящий из канала для истечения пороховых газов и расширительных камер, образованных последовательно расположенными элементами одинаковой конфигурации, полости расширительных камер выполнены торообразной формы с коническими, либо цилиндрическими, стенками и поперечными перегородками. The technical result of the proposed technical solution of the damper-expander is to reduce the magnitude of the pressure of the wave from the outgoing gas stream to reduce the noise level to a level below 86 dB. (in other words, it’s correct to say that: it drops to such and such a level, it’s just as correct to say that an outflow with a noise level not exceeding such and such a value is ensured). This technical result is achieved due to the fact that the damper-expander contains a housing with an inlet chamber, consisting of a channel for the outflow of powder gases and expansion chambers formed by sequentially arranged elements of the same configuration, the cavity of the expansion chambers are toroidal in shape with conical or cylindrical walls and transverse partitions.
Новым является то, что демпфер-расширитель обеспечивает истечение быстро движущихся пороховых газов высокого давления в атмосферу с уменьшенным давлением, каждая последующая расширительная камера выполнена прогрессирующего увеличенного объема, диаметральные (поперечные) перегородки ориентированы нормально к движению потока газовых сред и являются отсекателями. При этом каждая последующая расширительная камера имеет для обеспечения ступенчатого снижения давления объем больше предыдущей в соотношении не менее чем в 1.5-2 раза и внутренняя поверхность каждой расширительной камеры, как и всего демпфера-расширителя в целом, представляет собой усеченный конус. В качестве частных случаев конус может представлять ступенчатую пирамиду, либо цилиндр.  New is that the damper-expander provides the outflow of rapidly moving high-pressure powder gases into the atmosphere with reduced pressure, each subsequent expansion chamber is made of progressive increased volume, the diametrical (transverse) partitions are oriented normally to the movement of the flow of gas media and are cutoffs. Moreover, each subsequent expansion chamber has to provide a stepwise pressure reduction of a volume larger than the previous one in a ratio of not less than 1.5-2 times and the inner surface of each expansion chamber, as well as the entire damper-expander as a whole, is a truncated cone. As special cases, the cone may represent a step pyramid, or a cylinder.
Внутренние стенки каждой расширительной камеры состоят из усеченной конической поверхности с диаметром первой расширительной камеры не менее чем 1,5 диаметра центрального отверстия и поперечными диаметральными перегородками - отсекателями по торцам, каждая перегородка - отсекатель снабжена в центре отверстием с диаметром не менее диаметра метаемого тела, обеспечивающим беспрепятственное прохождение с зазором метаемого тела, сопряжение поверхностей перегородок с внутренней конической поверхностью выполнено с радиусом, обеспечивающим гладкость сопряжения, или сопряжены под углом, расстояние между перегородками пропорционально объемам камер.  The inner walls of each expansion chamber consist of a truncated conical surface with a diameter of the first expansion chamber of at least 1.5 times the diameter of the central hole and transverse diametrical baffles - cutoffs at the ends, each baffle - cutter is provided in the center with a hole with a diameter of at least the diameter of the missile body, which ensures unhindered passage with a gap of a missile body, the interface of the surfaces of the partitions with the inner conical surface is made with a radius, providing m conjugation smoothness, or conjugate at an angle, the distance between the partitions is proportional volume chambers.
Эти геометрические формы рассчитываются исходя из газодинамики потока. Известно, что при дозвуковом течении и постоянном сечении отверстия, диаметр которого зависит только от калибра, расход газа будет определяться только давлением в камере. Чем больше камера, тем меньше давление по сравнению с предыдущей камерой, чем меньше давление в камере, тем меньше расход и скорость на входе в следующую камеру. Сопряжение поверхностей перегородок с внутренней конической поверхностью выполнено радиусом, обеспечивающим гладкость сопряжения, или они сопряжены под углом. Расстояние между перегородками (длина камеры) выбирают, например, исходя из геометрических размеров расширительной камеры таким образом, чтобы в каждой камере разместилось кратное число, но не менее 2х тороидальных вихрей с окружностью в поперечном сечении и с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру соответствующей расширительной камеры в соответствующем сечении. При этом с наибольшей вероятностью обеспечены завихрения потоков истекающей газовой среды в тороидальных вихрях разнонаправленно относительно соседнего тороидального вихря. Из эксперимента видно, что тороидальный вихрь, расположенный со стороны входного отверстия расширительной камеры имеет в ее центральной части потоки, направленные против направления истечения среды, а тороидальный вихрь, расположенный со стороны выходного отверстия расширительной камеры имеет в ее центральной части потоки, направленные по направлению истечения среды, и в центральной зоне каждого тороидального вихря. В центре поток направлен против направления основного течения среды, и в зоне между каждой парой вихрей, за счет контакта встречных потоков истекающей среды образованы зоны повышенного давления, являющиеся динамическим уплотнением, и создающие противодавление, снижающее скорость истечения потока в продольном направлении, сглаживающие пульсации в потоке за счет перераспределения плотностей струй потока движущейся среды и обеспечивающие увеличение времени истечения среды. These geometric shapes are calculated based on the gas dynamics of the flow. It is known that with a subsonic flow and a constant opening, the diameter of which depends only on the caliber, the gas flow will be determined only by the pressure in the chamber. The larger the chamber, the lower the pressure compared to the previous chamber, the lower the pressure in the chamber, the lower the flow rate and speed at the entrance to the next chamber. The conjugation of the surfaces of the partitions with the inner conical surface is made with a radius that ensures smoothness of the interface, or they are conjugated at an angle. The distance between the partitions (chamber length) is chosen, for example, based on the geometric dimensions of the expansion chamber in such a way that a multiple number, but not less than 2 toroidal vortices with a circle in the cross section and with an external diameter equal to the inner diameter of the corresponding expansion chamber in the corresponding section, is placed in each chamber. In this case, with the greatest probability, the turbulence of the flows of the outflowing gas medium in the toroidal vortices is multidirectional with respect to the adjacent toroidal vortex. It can be seen from the experiment that a toroidal vortex located on the side of the inlet of the expansion chamber has flows in its central part directed against the direction of the outflow of the medium, and a toroidal vortex located on the side of the outlet of the expansion chamber has flows in its central part directed in the direction of outflow environment, and in the central zone of each toroidal vortex. In the center, the flow is directed against the direction of the main flow of the medium, and in the zone between each pair of vortices, due to the contact of the opposing flows of the outflowing medium, increased pressure zones are formed, which are dynamic compaction and create backpressure, which reduces the flow velocity in the longitudinal direction, smoothing pulsations in the flow due to the redistribution of the density of the jets of the flow of the moving medium and providing an increase in the time of the outflow of the medium.
Предложенная конструкция глушителя расширяет газ и тоже временно накапливает его сглаживая пульсации, но избавляется от истекающего газа за счет организации истечения не только через центральный канал, но и по всей поверхности корпуса через ячеистую стенку, что на порядок быстрее, а именно - за время примерно 0.01 секунды. Это делает возможным эффективную стрельбу с темпом до 1200 выстрелов в минуту (что достаточно для большинства имеющихся и перспективных образцов стрелкового оружия).  The proposed design of the silencer expands the gas and also temporarily accumulates it, smoothing out the pulsations, but eliminates the outflowing gas by organizing the outflow not only through the central channel, but also over the entire surface of the body through the cellular wall, which is an order of magnitude faster, namely, in about 0.01 seconds. This makes it possible to effectively shoot at a rate of up to 1200 rounds per minute (which is enough for most of the available and promising small arms).
Изобретательской задачей заявленного технического решения устройства является использование как увеличения пути истечения пороховых газов, так и не гомогенное расширение потока, реализованное в декомпрессоре, а также организацию тороидальных вихрей, реализованных в демпфере-расширителе.  The inventive task of the claimed technical solution of the device is to use both an increase in the path of the outflow of powder gases, and non-homogeneous expansion of the stream, implemented in the decompressor, as well as the organization of toroidal vortices, implemented in the damper-expander.
Кроме того, требуется решить задачу объединения этих двух устройств в едином корпусе с дополнением новых свойств за счет конструкции общего корпуса и винтообразного завихрителя. При этом остаточные, отведенные на периферию в сторону общего корпуса из декомпрессора, струи газового потока необходимо выбросить в атмосферу со значительной потерей тепла (температуры потока), давления и минимальной скоростью. Такую задачу возможно решить только с применением прогрессивного суммарного расходного сечения, организованного в общем корпусе данного устройства. В данном контексте под прогрессивным суммарным расходным сечением понимается сумма сечений отверстий на выходе из каждого отдельного элемента структуры корпуса в несколько раз большей суммы сечений отверстий на входе в элемент. In addition, it is required to solve the problem of combining these two devices in a single housing with the addition of new properties due to the design of a common housing and a screw-like swirl. In this case, residual jets of the gas stream, diverted to the periphery towards the common housing from the decompressor, are necessary throw into the atmosphere with a significant loss of heat (flow temperature), pressure and minimum speed. This problem can only be solved with the use of a progressive total expendable section, organized in the general case of this device. In this context, a progressive total expendable cross section is understood to mean the sum of the cross sections of the openings at the outlet of each individual element of the housing structure several times larger than the sum of the cross sections of the openings at the entrance to the element.
Техническим результатом предложенного технического решения устройства является:  The technical result of the proposed technical solution of the device is:
- создание конструкции, позволяющей параллельно и на разных стадиях истечения быстро движущейся среды типа газа обеспечить не гомогенное расширение быстро движущихся газовых сред высокого давления в атмосферу в сочетании со снижением величины давления и скорости волны от истекающего газового потока для уменьшения уровня шума до уровня не более 86 Дб. Техническим результатом предложенного решения конструкции можно достигнуть даже уровня шума не превышающего 76 Дб, если не стремиться использовать ячеистую структуру, обеспечивающую возможность применения устройства в сочетании с автоматическим оружием, и дополнительно установить в предусмотренное место секторный (ирисовый) клапан-обтюратор баллонного типа, что в сравнении со штатными глушителями, которые позволяют снизить шум только до уровня не ниже 90Д6, позволяет радикально снизить шум от выстрела до уровня неразличимости в шумовой обстановке стандартного помещения.  - creation of a design that allows parallel and at different stages of the expiration of a rapidly moving medium such as gas to ensure a non-homogeneous expansion of rapidly moving high-pressure gas media into the atmosphere, combined with a decrease in the pressure and wave velocity from the outgoing gas stream to reduce the noise level to no more than 86 Db The technical result of the proposed design solution can even achieve a noise level not exceeding 76 dB, if you do not strive to use a cellular structure that allows the device to be used in combination with automatic weapons, and additionally install a sector-type (iris) balloon-type valve-shutter in the intended place, which Compared with standard silencers, which can reduce noise only to a level not lower than 90D6, it can radically reduce noise from a shot to the level of indistinguishability in noise th setting of a standard room.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для обеспечения истечения быстродвижущихся газовых сред высокого давления в атмосферу с уменьшенным уровнем шума содержит рабочую часть с перегородками для отвода газовых сред в объем устройства, исключающий следование основного объема потока газов по центральному каналу и корпус с ячеистой структурой строгой формы, размеров и ориентации, являющийся аналогом пористой многоканальной диффузионной матрицы.  The technical result is achieved due to the fact that the device for ensuring the outflow of fast-moving high-pressure gas media into the atmosphere with a reduced noise level contains a working part with baffles for venting gas media into the device’s volume, eliminating the main gas flow volume following the central channel and a honeycomb structure strict form, size and orientation, which is an analogue of a porous multichannel diffusion matrix.
Новым является то, что устройство состоит из негомогенного декомпрессора, описанного выше, для расширения газа, демпфера-расширителя, описанного выше, для демпфирования пульсаций истекающего потока, корпуса с ячеистой структурой строгой формы, размеров и ориентации и диафрагм-завихрителей, представляющих совместно «винтообразную лестницу», выполненную в виде шнековых диафрагм— турбулизаторов, обеспечивающих за счет организации вращения истекающего потока газа, удержание массы газа в периферической области и служащие одновременно фиксаторами, удерживающими расширитель. Демпфер— расширитель размещен в корпусе соосно друг другу на расстоянии не менее половины диаметра центрального отверстия калибра метаемого тела, ячеистая структура цилиндрического корпуса обеспечивает непрерывное истечение газа в атмосферу по всей поверхности корпуса без образования ударных волн с превышением давления относительно атмосферного не более 2 атм и скоростью ниже скорости звука и образована элементами в виде ячеек, каждая из которых выполняет роль микроскопического газового редуктора, имеет прогрессивное суммарное расходное сечение и представляет из себя конструкцию, состоящую из микроразмерного сверхзвукового сопла Лаваля, каждый внутренний объем каждого элемента работает в расчетном режиме сверхзвукового сопла. What is new is that the device consists of an inhomogeneous decompressor, described above, for expanding gas, a damper-expander, described above, for damping outflow pulsations, a housing with a strict cellular structure, dimensions and orientation, and swirl diaphragms, which together represent a “screw-like” ladder "made in the form of screw diaphragms— turbulizers, providing due to the organization of the rotation of the outflowing gas stream, the retention of the mass of gas in the peripheral region and serving simultaneously as retainers holding the expander. Damper — the expander is placed in the housing coaxially to each other at a distance of at least half the diameter of the central hole of the caliber of the missile body, the cellular structure of the cylindrical body ensures continuous outflow of gas into the atmosphere over the entire surface of the body without the formation of shock waves with an excess of pressure relative to atmospheric not more than 2 atm and speed lower than the speed of sound and is formed by elements in the form of cells, each of which acts as a microscopic gas reducer, has a progressive total Khodnev section and consists of a structure consisting of micro-sized Laval supersonic nozzle, each inner volume of each element in a predetermined operating mode of the supersonic nozzle.
При этом негомогенный декомпрессор обеспечивает снижение давления с одновременным отводом большей части истекающего потока газа из центральной области в периферийную, с одновременным отводом основного объема истекающего газа в периферийную область устройства, демпфер-расширитель обеспечивает снижение давления, скорости и сглаживания пульсаций истекающего потока газа и обеспечения истечения газа в атмосферу с понижением давления и скорости. Диафрагмы-завихрители выполнены в виде шнековых диафрагм-турбулезаторов, обеспечивающих за счет организации вращения истекающего потока газа удержание массы газа в периферийной области и служащие одновременно фиксаторами, удерживающими декомпрессор и демпфер-расширитель в цилиндрическом корпусе соосно друг другу с расчетной формой сечения между винтовыми поверхностями. Вход демпфера-расширителя расположен по продольной оси от выхода последнего блока декомпрессора для обеспечения растекания части набегающего на демпфер— расширитель потока истекающей газа на расстоянии не менее половины диаметра центрального отверстия калибра метаемого тела, ячеистая структура цилиндрического корпуса обеспечивает непрерывное истечение газа в атмосферу по всей поверхности корпуса в режиме, не сопровождающимся образованием ударных волн с превышением давления относительно атмосферного не боле 2 атм, и скоростью ниже скорости звука. В контексте данной заявки такая конструкция названа конструкция из микроразмерного сверхзвукового сопла Лаваля с газодинамическим замком. Каждый внутренний объем каждого элемента такой конструкции работает в расчетном режиме сверхзвукового сопла. В частном случае устройство для обеспечения истечения быстродвижущихся газовых сред с уменьшенным уровнем шума может быть дополнено для повышения эффективности конструкция устройства секторным (ирисовым) механическим газонаполненным клапаном-обтюратором, состоящим из элементов баллонного типа из эластичного материала, который устанавливают в выемку на выходе устройства, препятствующего проходу остаточных ударных волн в атмосферу. In this case, a non-homogeneous decompressor provides a pressure reduction with the simultaneous removal of most of the outflowing gas stream from the central region to the peripheral one, with the simultaneous removal of the main volume of the outflowing gas into the peripheral region of the device, the damper-expander provides a reduction in pressure, speed and smoothing of pulsations of the outgoing gas stream and ensures the outflow gas to the atmosphere with decreasing pressure and speed. The swirl diaphragms are made in the form of screw turbulent diaphragms, which, by organizing the rotation of the outflowing gas flow, maintain the gas mass in the peripheral region and simultaneously serve as clamps that hold the decompressor and damper-expander in a cylindrical body coaxial with each other with the calculated cross-sectional shape between the screw surfaces. The entrance of the damper-expander is located along the longitudinal axis from the output of the last decompressor unit to ensure the spreading of a part of the outflowing gas flowing onto the damper — expander at a distance of not less than half the diameter of the central opening of the caliber of the missile body, the cellular structure of the cylindrical body ensures continuous outflow of gas into the atmosphere over the entire surface case in a mode not accompanied by the formation of shock waves with excess pressure relative to atmospheric not more than 2 atm, and a lower speed the speed of sound. In the context of this application, such a structure is called a structure of a microsize supersonic Laval nozzle with a gas-dynamic lock. Each internal volume of each element of this design operates in the calculated mode supersonic nozzle. In a particular case, a device for ensuring the outflow of fast-moving gas media with a reduced noise level can be supplemented to increase efficiency by designing a device with a sector (iris) mechanical gas-filled shutter valve, consisting of balloon-type elements made of elastic material, which are installed in a recess at the outlet of the device, which prevents the passage of residual shock waves into the atmosphere.
Краткое описание чертежей  Brief Description of the Drawings
Техническое решение иллюстрируется чертежами, которые не охватывают всех конструктивных примеров реализации декомпрессора.  The technical solution is illustrated by drawings, which do not cover all structural examples of the implementation of the decompressor.
На Фиг. 1— показано продольное сечение размещенных последовательно трех расширительных камер  In FIG. 1 - shows a longitudinal section of sequentially placed three expansion chambers
На Фиг. 2 — показано продольное сечение расширительной камеры с образовавшимися в ней тороидальными вихрями  In FIG. 2 - shows a longitudinal section of the expansion chamber with the toroidal vortices formed in it
На Фиг. 2 а— показано сопло со струями потока истекающего газа;  In FIG. 2 a — a nozzle with jets of a stream of outflowing gas is shown;
На Фиг. 2 6— показан увеличено конфузор— обтюратор  In FIG. 2 6 — increased confuser shown — obturator
На Фиг. 2 в— показан тороидальный вихрь в вихревой камере— конфузоре вид сверху и поперечное сечение I-I  In FIG. 2 c — shows a toroidal vortex in a vortex chamber — confuser, top view and cross-section I-I
На Фиг. 3— показано продольное сечение демпфера-расширителя  In FIG. 3 - shows a longitudinal section of a damper-expander
На Фиг. 4 — показано продольное сечение расширительной камеры с образовавшимися в ней тороидальными вихрями и зоной повышенного давления  In FIG. 4 - shows a longitudinal section of the expansion chamber with the toroidal vortices formed in it and the zone of high pressure
На Фиг. 4а — показано распределение тороидальных вихрей в расширительной камере  In FIG. 4a shows the distribution of toroidal vortices in the expansion chamber
На Фиг. 5— показан продольный разрез устройства  In FIG. 5 - shows a longitudinal section of the device
на Фиг. 6— показан продольный разрез устройства со струями потоками истекающего газа  in FIG. 6 - shows a longitudinal section of a device with jets of flowing gas
На Фиг. 7 — показано увеличенное сечение конструкции ячейки стенки устройства  In FIG. 7 shows an enlarged section of the structure of a cell of the device
На Фиг. 7а— показано увеличенное сечение конструкции ячейки стенки устройства с потоками истекающего газа  In FIG. 7a shows an enlarged section of the structure of the cell wall of the device with flowing gas
На Фиг. 8— показана форма одной винтовой перегородки  In FIG. 8 — shows the shape of one helical partition
Варианты осуществления изобретения  Embodiments of the invention
Конструкция декомпрессора следующая. Декомпрессор состоит из каскада расширительных блоков (1), каждый из которых состоит из вихревой камеры (2), газодинамического конфузора— обтюратора (3) (показано условно) и сверхзвукового сопла (4). Каскад снабжен креплениями (5), которые удерживают его в цилиндрическом корпусе (не показан), образуя соответственно последовательность расширительных камер (1) каскада, расположенные последовательно на одной оси «А». Вихревая камера (2) выполнена в виде конфузора. Перед вихревой камерой (2) образован газодинамический конфузор— обтюратор (3), представляющий собой зону повышенного давления перед тороидальным вихрем (6) (См. Фиг. 2в). The decompressor design is as follows. The decompressor consists of a cascade of expansion blocks (1), each of which consists of a vortex chamber (2), a gas-dynamic confuser-shutter (3) (conventionally shown), and a supersonic nozzle (4). The cascade is equipped with fasteners (5) that hold it in a cylindrical housing (not shown), forming, respectively, a sequence of expansion chambers (1) of the cascade, located sequentially on the same axis "A". The vortex chamber (2) is made in the form of a confuser. In front of the vortex chamber (2), a gas-dynamic confuser-obturator (3) is formed, which is a zone of increased pressure in front of the toroidal vortex (6) (See Fig. 2c).
Расширительные блоки (1) расположены на оси «А» последовательно друг за другом. Расстояние «Ь» между срезом («а») сопла (4) предыдущего расширительного блока (1) и входом («б») вихревой камеры (конфузора) (2) следующего расширительного блока (1) рассчитано так, что происходит отвод части газов потока (7) в поперечном направлении на периферию потока (7). (см. Фиг. 2а).  The expansion blocks (1) are located on the axis "A" sequentially one after another. The distance “b” between the cut-off (“a”) of the nozzle (4) of the previous expansion block (1) and the inlet (“b”) of the vortex chamber (confuser) (2) of the next expansion block (1) is calculated so that some of the gases are removed flow (7) in the transverse direction to the periphery of the flow (7). (see Fig. 2a).
Расширяющаяся часть каждого сопла (4) блока (1) в каскаде представляет собой сверхзвуковое сопло Лаваля с телесным углом «а», обеспечивающим безотрывное истечение газов (газовой среды) с критическим сечением сопла (fkp) в узкой части соответствующего сопла (4).  The expanding part of each nozzle (4) of the block (1) in the cascade is a supersonic Laval nozzle with a solid angle “a”, which ensures continuous flow of gases (gas medium) with a critical nozzle section (fkp) in the narrow part of the corresponding nozzle (4).
Конфузор (2) выполнен в виде короткого заглушенного со стороны критического сечения (fkp) цилиндра с отверстием диаметром «d». Внутренний диаметр «D» цилиндрической части конфузора (2) выбирают не менее чем в 1,5 раз больше диаметра критического сечения (fkp) соответствующего блока (1), а радиус «г» скругления, сопрягающий перегородку (8) (заглушку) с внутренней стенкой цилиндра конфузора (2) выбирают исходя из условий гладкого сопряжения или сопряжения под прямым углом внутренних поверхностей, (см. Фиг. 2 б) Длину «L» конфузора (2) выбирают с учетом допуска кратной диаметру «в» тороидального вихря в его поперечном сечении. Поперечное сечение с диаметром «в» тороидального вихря (6) показано на Фиг. 2в. Габаритный диаметр «В» тороидального вихря (6) примерно равен внутреннему диаметру «D» цилиндрической части конфузора (2).  The confuser (2) is made in the form of a short cylinder muffled from the critical section (fkp) with a hole with a diameter of "d". The inner diameter "D" of the cylindrical part of the confuser (2) is chosen at least 1.5 times the diameter of the critical section (fkp) of the corresponding block (1), and the radius "g" of the fillet connecting the partition (8) (plug) with the inner the cylinder wall of the confuser (2) is selected based on the conditions of smooth mating or mating at right angles to the internal surfaces, (see Fig. 2 b) The length “L” of the confuser (2) is selected taking into account the tolerance multiple to the diameter “c” of the toroidal vortex in its transverse section. A cross section with a diameter “c” of the toroidal vortex (6) is shown in FIG. 2c. The overall diameter “B” of the toroidal vortex (6) is approximately equal to the inner diameter “D” of the cylindrical part of the confuser (2).
Конструкция демпфера-расширителя следующая.  The design of the damper expander is as follows.
Демпфер-расширитель состоит из корпуса (11) с впускной камерой (12). Впускная камера (12) состоит из расширительных камер (13) и канала (14) для истечения газовых сред (истекающей среды), образованных последовательно расположенными элементами одинаковой конфигурации. Полости «г» расширительных камер (13) выполнены торообразной формы с коническими, либо цилиндрическими, стенками и поперечными перегородками (15). Каждая последующая расширительная камера (13) выполнена прогрессирующего увеличенного объема. Прогрессирующий объем рассчитан таким образом, чтобы каждая последующая расширительная камера (13) имела объем больше предыдущей в соотношении не менее чем в 1.5-2 раза. Такая разница объемов расширительных камер (13) обеспечит ступенчатое снижение давления в каждой расширительной камере. Диаметральные (поперечные) перегороди! (15) ориентированы нормально к движению потока (16) газовых сред и являются по своему воздействию на поток отсекателями. Внутренняя поверхность («г») каждой расширительной камеры (13), как и всего демпфера- расширителя в целом, представляет собой усеченный конус. В частном случае внутренняя поверхность («г») может быть цилиндрической, однако объемы камер при этом должны удовлетворять условию прогрессирующих объемов. В этом частном случае весь демпфер-расширитель выполнен ступенчатой пирамидой, что не повлияет на его работу. Геометрические формы внутренней поверхности («г») расширительных камер (13) рассчитываются исходя из характеристик газодинамики потока (16), попадающего в канал (14) демпфера-расширителя, таким образом, чтобы в каждой камере (13) при дозвуковом течении потока (16) расход газа в попадающем в камеры (12) потоке (16) будет определяться только давлением в каждой расширительной камере (13). При этом каждая расширительная камера (13) образована стенками, образующими усеченный конус, и перегородкой (15) с диаметральным отверстием, определяемым только размером калибра метаемого тела. Во всех перегородках (15) всех расширительных камер (13) диаметр (άk) отверстия одинаков. Каждая перегородка-отсекатель (15) с имеющимся в центре отверстием диаметром (<1к) обеспечивает беспрепятственное прохождение с зазором метаемого тела. Для этого άk должен быть не менее диаметра метаемого тела. The damper-expander consists of a housing (11) with an inlet chamber (12). The inlet chamber (12) consists of expansion chambers (13) and a channel (14) for the outflow of gaseous media (outflowing medium) formed by successively arranged elements of the same configuration. Cavity "g" expansion chambers (13) are made toroidal with conical or cylindrical walls and transverse partitions (15). Each subsequent expansion chamber (13) is made of progressive increased volume. The progressive volume is designed so that each subsequent expansion chamber (13) has a volume greater than the previous one in a ratio of not less than 1.5-2 times. Such a difference in the volumes of the expansion chambers (13) will provide a stepwise decrease in pressure in each expansion chamber. Diametrical (transverse) partitions! (15) are oriented normally to the movement of the flow (16) of gaseous media and are cut-offs in their effect on the flow. The inner surface (“g”) of each expansion chamber (13), as well as the entire damper-expander as a whole, is a truncated cone. In the particular case, the inner surface (“g”) may be cylindrical, however, the chamber volumes must satisfy the condition of progressive volumes. In this particular case, the entire damper-expander is made by a step pyramid, which will not affect its operation. The geometric shapes of the inner surface (“g”) of the expansion chambers (13) are calculated based on the gas dynamics of the stream (16) entering the channel (14) of the damper-expander, so that in each chamber (13) with a subsonic flow (16) ) the gas flow in the stream (16) entering the chambers (12) will be determined only by the pressure in each expansion chamber (13). Moreover, each expansion chamber (13) is formed by walls forming a truncated cone, and a partition (15) with a diametrical hole, determined only by the size of the caliber of the missile body. In all partitions (15) of all expansion chambers (13), the hole diameter (άk) is the same. Each baffle-cutter (15) with a hole in the center with a diameter (<1k) ensures unhindered passage with a gap of the missile body. For this, άk must be at least the diameter of the missile body.
Наибольший диаметр первой по направлению потока (16) расширительной камеры (13) - DK, выполнен не менее 1,5 άk - диаметра отверстия в перегородке (15). Каждая последующая расширительная камера (13) имеет диаметр DK больше предыдущей и диктуется геометрией сопрягаемых поверхностей. В узкой части усеченного конуса каждой расширительной камеры (13) диаметр Dicmin равен диаметру перегородки (15), которая плотно прилегает к стенкам соответствующей расширительной камеры (13). диаметральные перегородки-отсекатели (15) расположены по торцам соответствующей расширительной камеры (13). Размеры камер (ее объем) необходим для реализации принципа: чем больше камера, тем меньше давление по сравнению с предыдущей камерой, тем меньше давление в камере, тем меньше расход и скорость на входе в следующую камеру. The largest diameter of the first expansion chamber (13) in the direction of flow (16) is DK, made at least 1.5 άk - the diameter of the hole in the partition (15). Each subsequent expansion chamber (13) has a diameter DK larger than the previous one and is dictated by the geometry of the mating surfaces. In the narrow part of the truncated cone of each expansion chamber (13), the diameter of Dicmin is equal to the diameter of the partition (15), which fits snugly against the walls of the corresponding expansion chamber (13). diametrical baffles-cutoffs (15) are located at the ends of the corresponding expansion chamber (13). Dimensions chambers (its volume) is necessary to implement the principle: the larger the chamber, the lower the pressure compared to the previous chamber, the lower the pressure in the chamber, the lower the flow rate and speed at the entrance to the next chamber.
Сопряжение поверхностей перегородок (15) с внутренней конической поверхностью («г») выполнено радиусом, обеспечивающим гладкость сопряжения, или они сопряжены под углом. Расстояние между перегородками (15) (длина камеры - LK) выбирают исходя из геометрических размеров расширительной камеры таким образом, чтобы в каждой камере разместилось кратное число, но не менее 2х тороидальных вихрей (17а и б) (см. Фиг. 4а) с окружностью в поперечном сечении («вк») и с внешним диаметром («Вк») тороидального вихря (17), равным внутреннему диаметру DK соответствующей расширительной камеры (13) в соответствующем сечении.  The conjugation of the surfaces of the partitions (15) with the inner conical surface (“g”) is made with a radius that ensures smoothness of the interface, or they are conjugated at an angle. The distance between the partitions (15) (chamber length - LK) is selected based on the geometrical dimensions of the expansion chamber so that each chamber contains a multiple, but not less than 2 toroidal vortices (17a and b) (see Fig. 4a) with a circle in the cross section (“VK”) and with the external diameter (“VK”) of the toroidal vortex (17) equal to the inner diameter DK of the corresponding expansion chamber (13) in the corresponding section.
Конструкция устройства следующая.  The design of the device is as follows.
Устройство состоит из рабочей части с перегородками (19) для отвода струй потока газовых сред в объем устройства. Устройство исключает следование основного объема потока (7) газов по центральному каналу (9 и 14) и корпус (20) с ячеистой структурой (21) строгой формы, размеров и ориентации, являющийся аналогом пористой многоканальной диффузионной матрицы.  The device consists of a working part with partitions (19) for the removal of jets of a stream of gaseous media in the volume of the device. The device eliminates the following of the main volume of the gas stream (7) through the central channel (9 and 14) and the housing (20) with a cellular structure (21) of strict shape, size and orientation, which is an analogue of a porous multichannel diffusion matrix.
Устройство состоит из негомогенного декомпрессора (22), описанного выше, для расширения газа, демпфера-расширителя (23), описанного выше, для демпфирования пульсаций истекающего потока, корпуса (20) с ячеистой структурой (21) строгой формы, размеров и ориентации и диафрагм-завихрителей (24), представляющих совместно «винтообразную лестницу». Диафрагмы-завихрители (24) выполнены в виде шнековых диафрагм-турбулезаторов, размещены внутри корпуса (20) вдоль декомпрессора (22) и демпфера— расширителя (23) в периферийной области устройства. Диафрагм-завихрителей (24) может быть одна, а может быть 2 и более, расположенных в виде вложенных один в другой винтовых поверхностей, образуя «винтообразную лестницу». Шаг «1» каждой винтовой поверхности зависит от параметров газа в потоке (16) и равен от 1 до 2 диаметров устройства. Выбранный шаг «1» и число винтовых диафрагм выбирается исходя из требования обеспечения расчетной формы поперечного сечения канала, образованного поверхностями соседних винтовых диафмрагм-завихрителей. (см. Фиг. 6). Поперечное сечение Е-Е должно быть по- возможности приближено к квадратному. «Винтовая лестница» из диафрагм- завихрителей (24) обеспечивает за счет организации вращения истекающего потока (7 и 16- см. Фиг. 1 и 4) газа удержание массы газа в периферийной области корпуса (20) и служат одновременно фиксаторами, удерживающими декомпрессор (22) и демпфер- расширитель (23) в цилиндрическом корпусе (20) соосно друг другу. The device consists of an inhomogeneous decompressor (22) described above for gas expansion, a damper-expander (23) described above, for damping outflow pulsations, a housing (20) with a cellular structure (21) of strict shape, size and orientation, and diaphragms - swirlers (24), representing together a “spiral staircase”. The swirl diaphragms (24) are made in the form of screw turbulent diaphragms, are placed inside the housing (20) along the decompressor (22) and the damper-expander (23) in the peripheral region of the device. The diaphragm-swirls (24) can be one, or maybe 2 or more, arranged in the form of screw surfaces embedded in one another, forming a “spiral staircase”. Step "1" of each screw surface depends on the parameters of the gas in the stream (16) and is equal to 1 to 2 diameters of the device. The selected step "1" and the number of helical diaphragms is selected based on the requirement to ensure a calculated cross-sectional shape of the channel formed by the surfaces of adjacent helical swirl diaphragms. (see Fig. 6). The cross section EE should be as close to square as possible. A “spiral staircase” of diaphragm swirlers (24) ensures, by organizing the rotation of the outflowing stream (7 and 16 cm. Figs. 1 and 4), the gas mass is retained in the peripheral region of the housing (20) and serve simultaneously as retainers holding the decompressor (22) and damper-expander (23) in the cylindrical body (20) coaxially to each other.
Ячеистая структура (21) цилиндрического корпуса (20) обеспечивает непрерывное истечение газа в атмосферу по всей поверхности корпуса (20) в режиме, не сопровождающимся образованием ударных волн с превышением давления относительно атмосферного не боле 2 атм, и скоростью ниже скорости звука. Ячеистая структура (21) образована элементами (см. Фиг. 7а и б) в виде ячеек. Каждая ячейка выполняет роль микроскопического газового редуктора. Ячеистая структура (21) имеет прогрессивное суммарное расходное сечение и представляет из себя конструкцию, состоящую из микроразмерного сверхзвукового сопла Лаваля с газодинамическим замком. Каждый внутренний объем каждого элемента (ячейки) работает в расчетном режиме сверхзвукового сопла. Гозодинамичсекий замок образован тороидальным турбулентным вихрем возникающим в результате торможения разогнанного потока о преграду.  The cellular structure (21) of the cylindrical casing (20) ensures continuous gas outflow into the atmosphere over the entire surface of the casing (20) in a mode that is not accompanied by the formation of shock waves with an excess of pressure relative to atmospheric not more than 2 atm, and a speed lower than the speed of sound. The cellular structure (21) is formed by elements (see Fig. 7a and b) in the form of cells. Each cell acts as a microscopic gas reducer. The cellular structure (21) has a progressive total discharge cross section and is a structure consisting of a microsize supersonic Laval nozzle with a gas-dynamic lock. Each internal volume of each element (cell) operates in the design mode of a supersonic nozzle. Gozodynamichesky castle is formed by a toroidal turbulent vortex arising as a result of braking of the accelerated stream against the obstacle.
На выходном срезе устройства в частном случае может быть установлен пакет из каналов малого диаметра (25), расположенных параллельно центральному каналу (14) устройства для охлаждения и вывода не отведенных через ячеистую стенку струй потока (16) газовой среды, движущейся в продольном направлении. Кроме того, в частном случае может быть в последней по направлению истекающего потока расширительной камере демпфера-расширителя (23) может быть установлен секторный (ирисовый), газонаполненный, механический клапан-обтюратор (условно не показан), состоящий из элементов баллонного типа из эластичного материала, препятствующий проходу остаточных ударных волн в атмосферу.  In the particular device’s output section, in a particular case, a packet of small-diameter channels (25) can be installed parallel to the central channel (14) of the device for cooling and outputting stream jets (16) of a gaseous medium moving in the longitudinal direction that are not diverted through the mesh wall. In addition, in the particular case, in the last expansion chamber of the damper-expander (23), the sector (iris), gas-filled, mechanical shut-off valve (not shown conditionally), consisting of balloon-type elements of elastic material, can be installed , preventing the passage of residual shock waves into the atmosphere.
Промышленная применимость.  Industrial applicability.
Работа декомпрессора осуществляется следующим образом.  The operation of the decompressor is as follows.
Истекающий из ствола или узкой трубы (9) поток газа (7) под высоким давлением разделяется на отдельные струи, которые распределяются на периферии потока (7) более плотно, а в центральной части их давление уменьшается за счет столкновения центральных струй потока (7) с газодинамическим конфузором- обтюратором (3). При этом центральные струи потока (7) в начале теряют скорость и вынужденно продвигаются огибая конфузор-обтюратор (3), затем, при расширении с недостатком расхода, в них падает давление и плотность, то есть в камере процесс происходит в две фазы, в первой фазе поток тормозится об тороидальные вихри, теряет скорость и формирует зону повышенного давления и препятствует потоку с высоким давлением но малым расходом, что и приводит к огибанию этой зоны, на втором этапе в критическом сечении сопла поток начинает расширяться и разгоняться, давление и температура падают, но, поскольку расход газа мал, (расход определяется сечением), а эффективное сечение - меньше калибра, так как поток пережат динамическим обтюратором, при этом угол сопла не позволяет газу оторваться от стенок, то недостаток расхода газа компенсируется еще большим падением давления и уменьшением плотности. Уплотненные периферические струи уходят в поперечном направлении движения среды к стенкам декомпрессора, а центральные, попадают сквозь центральную часть тора (6) и движутся в продольном направлении к соплу Лаваля (4), где расширяются при недостатке расхода и уменьшают свою плотность. Причем в центральной части тороидального потока (6) в конфузоре (2) центральные струи потока (7) по краям тормозятся на стенках перегородки (8) и закручиваются в тороидальный вихрь (поток) (7) с раскруткой вихревых линий снаружи внутрь по ходу движения каждой струи (см. Фиг. 2в), направляя каждую линию тока струи в потоке в центральной части тора (6) навстречу основному потоку (7) газа, что и создает зону повышенного давления, работающую как конфузор-обтюратор (3). Таким образом, геометрическое место точек (ГМТ) каждой линии тока струи в потоке (7), истекающей из предыдущего сопла (4), является параллельным цилиндрической части стенки конфузора (2). Размеры отверстий dl, d2, d3 перегородок (8) одинаковы и равны калибру с зазором, диаметры Dl, D2, D3 сопел (4) на срезе «а» уменьшаются от расширительной камеры, расположенной ближе к стволу (9) к более дальней расширительной камере (1). В частном случае Dl, D2, D3 сопел (4) могут быть выполнены одинакового диаметра. The gas stream (7) flowing out of the barrel or a narrow pipe (9) under high pressure is divided into separate jets, which are more densely distributed on the periphery of the stream (7), and in the central part their pressure decreases due to the collision of the central stream jets (7) with gas-dynamic confuser-obturator (3). In this case, the central jets of the flow (7) at the beginning lose speed and are forced to go around the confuser-obturator (3), then, when expanding with a lack of flow, pressure and density drop in them, that is, in the chamber the process occurs in two phases, in the first phase, the flow is inhibited by toroidal vortices, loses speed and forms a zone of increased pressure and prevents flow from high pressure but low flow rate, which leads to the envelope of this zone, at the second stage in the critical section of the nozzle, the flow begins to expand and accelerate, pressure and temperature drop, but since the gas flow is small (the flow rate is determined by the cross section), and the effective cross section is less gauge, since the flow is pinched by a dynamic obturator, while the nozzle angle does not allow the gas to break away from the walls, the lack of gas flow is compensated by an even greater pressure drop and a decrease in density. The sealed peripheral jets leave in the transverse direction of the medium flow to the walls of the decompressor, and the central ones flow through the central part of the torus (6) and move in the longitudinal direction to the Laval nozzle (4), where they expand with a lack of flow and decrease their density. Moreover, in the central part of the toroidal flow (6) in the confuser (2), the central jets of the stream (7) are braked along the edges on the walls of the partition (8) and are twisted into a toroidal vortex (stream) (7) with the development of vortex lines from the outside inward in the direction of each the jet (see Fig. 2c), directing each line of the jet stream in the stream in the central part of the torus (6) towards the main gas stream (7), which creates an increased pressure zone that acts as a confuser-sealer (3). Thus, the geometrical place of points (HMT) of each stream stream line in the stream (7) flowing from the previous nozzle (4) is parallel to the cylindrical part of the confuser wall (2). The dimensions of the holes dl, d2, d3 of the partitions (8) are the same and equal to the caliber with a gap, the diameters Dl, D2, D3 of the nozzles (4) on the cut "a" decrease from the expansion chamber located closer to the barrel (9) to the further expansion chamber (1). In the particular case of Dl, D2, D3 nozzles (4) can be made of the same diameter.
Опытные испытания показывают, что тороидальный вихрь (6) образован при торможении на перегородке (8) (заглушке) истекающего в продольном направлении потока (7). Перед конфузором (2) образована зона высокого давления, которая является газодинамическим конфузором-обтюратором (3) и размещена в центральной части тороидального потока (6). Газодинамический обтюратор (3) вызывает ускоренный распад центральных струй потока и перераспределение основной части потока газа по плотности из центральной области на периферию к стенкам корпуса. Далее в сопле Лаваля центральные струи потока (7) снова разгоняются до критических скоростей.  Experimental tests show that a toroidal vortex (6) is formed during braking on the baffle (8) (plug) of the flowing out in the longitudinal direction of the stream (7). In front of the confuser (2), a high pressure zone is formed, which is a gas-dynamic confuser-sealer (3) and is located in the central part of the toroidal flow (6). Gas-dynamic obturator (3) causes accelerated decay of the central stream jets and redistribution of the main part of the gas stream in density from the central region to the periphery to the walls of the housing. Then, in the Laval nozzle, the central jets of the flow (7) again accelerate to critical speeds.
В декомпрессоре в начальном пути истекающей из ствола или длинномерной трубы (9) поток начинает расширяться уже на этапе выхода вдоль стенок выходного раструба (10), который также является расширяющейся частью сопла Лаваля только с большим телесным углом «а». Поэтому в частном случае можно утверждать, что расширительных блоков (камер) (1) не 3, а 4 камеры. Поэтому на начальном пути поток (7) тоже не отрывается от стенок, поскольку даже при большом телесном угле «а» достаточно высокое начальное давление удерживает поток возле стенок, но на начальном этапе распределение потока (7) еще не происходит. В частных случая также возможно применять не 3 основные расширительные камеры, а любое число. Однако с целью уменьшения габарита целесообразно выполнять не более 5 расширительных камер. In the decompressor, in the initial path of the outflowing from the trunk or long pipe (9), the flow begins to expand already at the exit stage along the walls of the outlet pipe (10), which is also an expanding part of the Laval nozzle only with a large solid angle "a". Therefore, in the particular case, it can be argued that the expansion blocks (chambers) (1) are not 3, but 4 chambers. Therefore, at the initial path, the flow (7) also does not tear itself away from the walls, because even with a large solid angle “a”, a sufficiently high initial pressure keeps the flow near the walls, but at the initial stage, the distribution of flow (7) does not occur yet. In special cases, it is also possible to use not 3 main expansion chambers, but any number. However, in order to reduce the size, it is advisable to carry out no more than 5 expansion chambers.
Таким образом, декомпрессор обеспечивает гетерогенное расширение быстро движущихся пороховых газов (газовых сред) высокого давления и безотрывное истечение газов с критическим сечением сопла вдоль всего каскада вихревых камер. Такой «организованный» поток в дальнейшем с существенно уменьшенными характеристиками по плотности струй возможно использовать в демпфере- расширителе.  Thus, the decompressor provides a heterogeneous expansion of rapidly moving high-pressure powder gases (gas media) and an uninterrupted flow of gases with a critical nozzle section along the entire cascade of vortex chambers. In the future, such an “organized” flow with significantly reduced characteristics in terms of jet density can be used in a damper-expander.
Работа демпфера-расширителя осуществляется следующим образом.  The operation of the damper-expander is as follows.
Набегающий поток (16), имеющий дозвуковую скорость, частично упирается в первую перегородку (15), боковые струи отводятся в поперечном направлении в хаотичном порядке, а центральные струи потока (16) попадают в продольный канал The incoming flow (16), having a subsonic speed, partially abuts against the first partition (15), the lateral jets are diverted in the transverse direction in a chaotic order, and the central jets of the stream (16) fall into the longitudinal channel
(14). В первой по ходу расширительной камере (15) за счет турбулентности, образованной второй перегородкой (15) второй расширительной камеры (13) и обтекания внутренней тороидальной поверхности («г») этой расширительной камеры(14). In the first upstream expansion chamber (15) due to turbulence formed by the second partition (15) of the second expansion chamber (13) and the flow around the inner toroidal surface ("g") of this expansion chamber
(15), поток газов образует 2 тороидальных вихря (17) (см. Фиг. 4). Первый тороидальный вихрь (17) оказывается прижатым вследствие закона обтекания в зонах срыва потоков, где образуются вихри, к внутренней стенке первой перегородки (15), а второй тороидальный вихрь (17) оказывается прижатым к внутренней стенке второй перегородки (15). Завихрения струй потока (16) истекающей газовой среды в тороидальных вихрях (17) разно направленны относительно соседнего тороидального вихря) в этой расширительной камере (15). При этом тороидальный вихрь (17а), расположенный со стороны входного отверстия соответствующей расширительной камеры (15) имеет в центральной части камеры (15) струи потока (16), направленные против направления истечения среды, а тороидальный вихрь (176), расположенный со стороны выходного отверстия этой же расширительной камеры (15) имеет в ее центральной части струи потока (16), направленные по направлению истечения среды (см. Фиг. 4а). В центральной зоне (18) каждого тороидального вихря (17а и 176), в центре которых струи потока (16) направлены против направления основного потока (16) течения среды, и в зоне между каждой парой тороидальных вихрей (17а и 176), за счет контакта встречных потоков истекающей среды образованы зоны повышенного давления (18), являющиеся динамическим уплотнением. Причем струи потока (16), оказавшиеся за тороидальным вихрем (17а) двигаются по направлению основного потока, а струи потока (16), оказавшиеся перед тороидальным вихрем (176) создают противопоток (противодавление) основному потоку (16) и работают как динамический уплотнитель, (см. Фиг. 4а), Противодавление снижает скорость истечения потока (16) из демпфера-расширителя (13) в продольном направлении, сглаживает пульсации в потоке (16) за счет перераспределения плотностей струй потока движущейся среды и обеспечивает увеличение времени истечения среды. (15), the gas flow forms 2 toroidal vortices (17) (see Fig. 4). The first toroidal vortex (17) turns out to be pressed due to the flow law in the zones of flow stall where the vortices form, to the inner wall of the first partition (15), and the second toroidal vortex (17) is pressed to the inner wall of the second partition (15). The turbulence of the jets of the flow (16) of the outgoing gas medium in the toroidal vortices (17) are differently directed relative to the adjacent toroidal vortex) in this expansion chamber (15). In this case, the toroidal vortex (17a) located on the inlet side of the corresponding expansion chamber (15) has in the central part of the chamber (15) stream jets (16) directed against the direction of the medium flow, and the toroidal vortex (176) located on the outlet side the openings of the same expansion chamber (15) have in its central part stream jets (16) directed in the direction of the medium flow (see Fig. 4a). In the central zone (18) of each toroidal vortex (17a and 176), in in the center of which the stream jets (16) are directed against the direction of the main stream (16) of the medium flow, and in the zone between each pair of toroidal vortices (17a and 176), due to the contact of the opposing flows of the outflowing medium, high pressure zones (18) are formed, which are dynamic compaction . Moreover, the stream jets (16), which are behind the toroidal vortex (17a), move in the direction of the main stream, and the stream jets (16), which are in front of the toroidal vortex (176) create counterflow (back pressure) to the main stream (16) and work as a dynamic sealant (see Fig. 4a), Backpressure reduces the flow rate of the stream (16) from the damper-expander (13) in the longitudinal direction, smoothes out the pulsations in the stream (16) due to the redistribution of the density of the jets of the flow of the moving medium and provides an increase in the time of the outflow of the medium.
Кроме того, известно, что при дозвуковом течении и постоянном сечении отверстия, диаметр которого зависит только от калибра, расход газа будет определяться только давлением в камере.  In addition, it is known that with a subsonic flow and a constant opening, the diameter of which depends only on the caliber, the gas flow will be determined only by the pressure in the chamber.
Таким образом, демпфер — расширитель за счет двух тенденций, организованных в потоке (16) истекающей с дозвуковой скоростью газовой среды обеспечивает снижение величины давления волны от истекающего газового потока для уменьшения уровня шума до уровня ниже 86 дБ. Это достигается за счет естественного процесса расширения потока вдоль внутренних стенок каждой камеры и уменьшения расходного сечения до уровня меньше калибра за счет эффекта динамической обтюрации, создаваемого двумя встречными тороидальными вихрями.  Thus, due to two trends organized in the flow (16) of the gas medium flowing out at a subsonic speed, the damper-expander provides a decrease in the pressure of the wave from the gas flowing out to reduce the noise level to a level below 86 dB. This is achieved through the natural process of expanding the flow along the inner walls of each chamber and reducing the flow rate to a level less than caliber due to the effect of dynamic obturation created by two opposing toroidal vortices.
Работа устройства осуществляется следующим образом.  The operation of the device is as follows.
Устройство конструктивно и функционально объединяет декомпрессор (22), демпфер- расширитель (23), расположенные соосно в корпусе (20) устройства. При этом негомогенный декомпрессор (22) обеспечивает снижение давления с одновременным отводом большей части истекающего потока газа из центральной области (14) в периферийную область корпуса (20) и одновременно с его помощью отводят основной объем истекающего газа (7) в периферийную область устройства. Демпфер-расширитель (23) обеспечивает снижение давления, скорости и сглаживания пульсаций истекающего потока (16) газа и обеспечивает истечение газа в атмосферу через периферическую область корпуса (20) с понижением давления и скорости.  The device constructively and functionally combines a decompressor (22), a damper-expander (23), located coaxially in the housing (20) of the device. In this case, an inhomogeneous decompressor (22) provides a pressure reduction with the simultaneous removal of most of the outflowing gas stream from the central region (14) to the peripheral region of the housing (20) and at the same time the main volume of the outflowing gas (7) is diverted to the peripheral region of the device. The damper-expander (23) provides a reduction in pressure, speed and smoothing of pulsations of the outgoing gas stream (16) and provides gas outflow into the atmosphere through the peripheral region of the housing (20) with a decrease in pressure and speed.
Струи потока (9), которые отведены декомпрессором (22) в периферическую область корпуса (20) устройства, попадая на винтовую поверхность диафрагм- завихрителей (24) существенно увеличивают путь прохождения струй потока (7) до ячеистой структуры (20), что еще больше снижает температуру этих струй, а значит и давление в них. Далее, струи потока (7) газа из периферической области устремляются к микроразмерным сверхзвуковым соплам Лаваля ячеистой структуры (21), на выходе которых давление в каждой струе потока (7) уравнивается с атмосферным. Поскольку после каждого микроразмерного сопла Лаваля размещенным в стенке корпуса (20) образуется газодинамический замок, то скорость на выходе из элемента структуры меньше критической. The stream jets (9), which are diverted by the decompressor (22) to the peripheral region of the device body (20), falling on the screw surface of the diaphragm swirlers (24) significantly increase the path of the stream jets (7) to cellular structure (20), which further reduces the temperature of these jets, and hence the pressure in them. Further, the jets of the gas stream (7) from the peripheral region rush to the microsize supersonic Laval nozzles of the cellular structure (21), at the outlet of which the pressure in each stream stream (7) is equalized to atmospheric. Since a gas-dynamic lock is formed after each micro-sized Laval nozzle placed in the wall of the housing (20), the velocity at the exit from the structural element is less than critical.
Комплекс узлов устройства позволяет последовательно задействовать свойства декомпрессора и демпфера-расширителя, а также обеспечить параллельное и на разных стадиях истечения быстро движущейся среды типа газа не гомогенное расширение быстро движущихся газовых сред высокого давления в атмосферу в сочетании со снижением величины давления и скорости волны от истекающего газового потока для уменьшения создаваемого уровня шума до уровня не более 76 Дб.  The complex of device nodes allows one to sequentially use the properties of a decompressor and damper expander, as well as provide parallel and at different stages of the expiration of a rapidly moving medium such as a gas, the inhomogeneous expansion of rapidly moving high-pressure gas media into the atmosphere in combination with a decrease in the pressure and wave velocity from the outgoing gas flow to reduce the generated noise level to a level of not more than 76 dB.
Конструкция устройства наиболее полно использует физические процессы газодинамики, которые образуются при выстреле, поскольку выстрел - это процесс стремительной трансформации химической мощности пороха сперва в тепловую, а затем в кинетическую энергию перемещения в длинной трубе. События, протекающие при таком истечении быстро движущихся газовых сред высокого давления в атмосферу условно можно разделить на две фазы - движение метаемого тела в ствольном канале и комплекс событий, свершающихся после вылета метаемого тела из канала (дула). Метаемое тело (снаряд) из канала (ствола) вылетает в результате работы пороховых газов. Это явление определяется такими качествами как большая температура газов пороха (1000-3500 °С); внушительной величиной напора газов (2-3 тыс. и больше атмосфер); горением заряда пороха в быстро модифицирующемся объёме. Этот быстро модифицирующийся объем удается организовать таким образом, чтобы снизить интенсивность порождающей шум волны истекающего газа. Такое организованное воздействие позволяет снизить шум, порождаемый волной истекающего газа при выстреле до уровня не более 76 дБ.  The design of the device makes the most full use of the physical processes of gas dynamics that are formed during a shot, since a shot is a process of rapidly transforming the chemical power of gunpowder first into heat and then into kinetic energy of movement in a long pipe. Events that occur during such an outflow of rapidly moving high-pressure gas media into the atmosphere can be conditionally divided into two phases - the movement of the missile body in the barrel channel and the complex of events that occur after the launch of the missile body from the channel (muzzle). Thrown body (shell) from the channel (trunk) flies as a result of the work of powder gases. This phenomenon is determined by such qualities as a high temperature of gunpowder gases (1000-3500 ° С); impressive pressure of gases (2-3 thousand and more atmospheres); burning a charge of gunpowder in a rapidly modifying volume. This rapidly modifying volume can be organized in such a way as to reduce the intensity of the noise-generating wave of the outgoing gas. Such an organized effect reduces the noise generated by the wave of outflowing gas during firing to a level of not more than 76 dB.

Claims

Формула группы изобретений Расширитель, демпфер-расширитель и устройство для их размещения. The formula of the group of inventions Expander, damper-expander and device for their placement.
1.Расширитель, представляющий каскад расширительных блоков, каждый из которых состоит из вихревой камеры, и сверхзвукового сопла с критическим сечением, обеспечивающим бесконтактное прохождение метаемого тела, выполненных с возможностью отвода одной части газов в продольном направлении и другой части газов в поперечном направлении движения газов, с креплением к цилиндрическому корпусу, образуя соответственно расширительные камеры каскада, расположенные на одной оси, отличающийся тем, что расширитель служит для гетерогенного расширения быстро движущихся пороховых газов высокого давления, каскад расширительных блоков состоит из последовательно размещенных на одной оси расширительных блоков, в каждом из которых расстояние между срезом сопла предыдущего расширительного блока и входом конфузора последующего расширительного блока обеспечивает отвод части газов в поперечном направлении на периферию расширителя, каждая расширяющаяся часть блока представляет собой сверхзвуковое сопло Лаваля с телесным углом, обеспечивающим безотрывное течение газов с критическим сечением сопла fkp в его узкой части, обеспечивающим разгон истекающего в продольном направлении газа до скорости звука, и равным калибру метаемого тела с зазором, достаточным для обеспечения бесконтактного прохождения метаемого тела через критическое сечение сопла, сужающаяся часть блока, являющаяся конфузором, выполнена в виде короткого заглушенного со стороны критического сечения сопла перегородкой с отверстием цилиндра с внутренним диаметром, не менее 1 ,5 диаметра критического сечения сопла с радиусом скругления, обеспечивающим гладкое сопряжение или сопряжение под прямым углом внутренних поверхностей цилиндра с перегородкой, длина конфузора кратна диаметру цилиндрической части. 1. An expander representing a cascade of expansion blocks, each of which consists of a vortex chamber, and a supersonic nozzle with a critical section, providing contactless passage of the missile body, configured to divert one part of the gases in the longitudinal direction and the other part of the gases in the transverse direction of gas movement, with fastening to the cylindrical body, forming respectively expansion chambers of the cascade located on one axis, characterized in that the expander serves for heterogeneous expansion In the case of fast moving high pressure powder gases, the cascade of expansion blocks consists of expansion blocks successively placed on the same axis, in each of which the distance between the nozzle exit of the previous expansion block and the inlet of the subsequent expansion block ensures the removal of a part of the gases in the transverse direction to the periphery of the expander, each the expanding part of the block is a supersonic Laval nozzle with a solid angle that provides an uninterrupted flow of gases with a critical the nozzle fkp in its narrow part, providing acceleration of the gas flowing in the longitudinal direction to the speed of sound, and equal to the caliber of the missile body with a gap sufficient to ensure contactless passage of the missile body through the critical section of the nozzle, the tapering part of the block, which is a confuser, is made in the form of a short blanked from the side of the critical section of the nozzle by a baffle with a cylinder bore with an inner diameter of not less than 1.5 diameter of the critical section of the nozzle with a rounding radius that ensures smooth some conjugation or conjugation at right angles of the inner surfaces of the cylinder with a partition, the length of the confuser is a multiple of the diameter of the cylindrical part.
2. Демпфер-расширитель, содержащий корпус с впускной камерой, состоящий из канала для истечения пороховых газов и расширительных камер, образованных последовательно расположенными элементами одинаковой конфигурации, полости расширительных камер выполнены торообразной формы с коническими, либо цилиндрическими стенками и поперечными перегородками, отличающийся тем, что демпфер-расширитель обеспечивает истечение быстро движущихся пороховых газов высокого давления в атмосферу с уменьшенным давлением, каждая последующая расширительная камера выполнена прогрессирующего увеличенного объема, поперечные диаметральные перегородки ориентированы нормально к движению потока пороховых газов и являются отсекателями, при этом каждая последующая расширительная камера имеет для обеспечения ступенчатого снижения давления объем больше предыдущей в соотношении не менее чем в 1.5-2 раза и внутренняя поверхность каждой расширительной камеры, как и всего демпфера-расширителя в целом, представляет собой усеченный конус, внутренние стенки каждой расширительной камеры состоят из усеченной конической поверхности с диаметром первой расширительной камеры не менее чем 1,5 диаметра центрального отверстия и поперечными диаметральными перегородками - отсекателями по торцам, каждая перегородка - отсекатель снабжена в центре отверстием с диаметром не менее диаметра метаемого тела, обеспечивающим беспрепятственное прохождение с зазором метаемого тела, сопряжение поверхностей перегородок с внутренней конической поверхностью выполнено с радиусом, обеспечивающим гладкость сопряжения, или сопряжены под углом, расстояние между перегородками пропорционально объемам камер. 2. Damper-expander, comprising a housing with an inlet chamber, consisting of a channel for the expiration of powder gases and expansion chambers formed by successively arranged elements of the same configuration, the cavity of the expansion chambers are toroidal in shape with conical or cylindrical walls and transverse partitions, characterized in that damper-expander provides the outflow of rapidly moving high-pressure powder gases into the atmosphere with reduced pressure, each subsequent expansion I am a camera made of progressive increased volume, the transverse diametrical baffles are oriented normally to the movement of the powder gas flow and are cutoffs, with each subsequent expansion chamber having a volume not less than 1.5-2 times larger than the previous one to provide a step-by-step pressure reduction and the inner surface of each expansion chamber, as well as the entire damper the expander as a whole, is a truncated cone, the inner walls of each expansion chamber consist of a truncated conical surface with a diameter of the first a single chamber with at least 1.5 diameters of the central hole and transverse diametrical baffles - cut-offs at the ends, each baffle-cutter is provided with a hole in the center with a diameter of at least the diameter of the throwing body, ensuring unhindered passage with the gap of the throwing body, and the interface of the walls with the internal conical the surface is made with a radius that ensures smoothness of conjugation, or are conjugated at an angle, the distance between the partitions is proportional to the volumes of the chambers.
3. Устройство для обеспечения истечения быстро движущихся пороховых газов высокого давления в атмосферу , содержащее рабочую часть с перегородками для отвода газовых сред в объем устройства, исключающий следование основного объема потока газов по центральному каналу и корпус с ячеистой структурой строгой формы, размеров и ориентации, являющийся аналогом пористой многоканальной диффузионной матрицы, отличающееся тем, что устройство состоит из расширителя по п. 1 для расширения газа, демпфера-расширителя по п. 2 для демпфирования пульсаций истекающего потока, корпуса с ячеистой структурой строгой формы, размеров и ориентации и диафрагм-завихрителей, составляющих совместно «винтообразную лестницу», выполненную в виде шнековых диафрагм — турбулизаторов, обеспечивающих за счет организации вращения истекающего потока газа, удержание массы газа в периферической области и служащие одновременно фиксаторами, удерживающими расширитель и демпфер— расширитель в корпусе соосно друг другу на расстоянии не менее половины диаметра центрального отверстия калибра метаемого тела, ячеистая структура цилиндрического корпуса обеспечивает непрерывное истечение газа в атмосферу по всей поверхности корпуса без образования ударных волн с превышением давления относительно атмосферного не более 2 атм и скоростью ниже скорости звука и образована элементами в виде ячеек, каждая из которых выполняет роль микроскопического газового редуктора, имеет прогрессивное суммарное расходное сечение и представляет из себя конструкцию, состоящую из микроразмерного сверхзвукового сопла Лаваля, каждый внутренний объем каждого элемента работает в расчетном режиме сверхзвукового сопла. 3. A device for ensuring the outflow of rapidly moving high-pressure powder gases into the atmosphere, containing a working part with baffles for venting gaseous media into the device’s volume, excluding the following of the main gas flow through the central channel and a housing with a cellular structure of strict shape, size and orientation, which is an analog of a porous multichannel diffusion matrix, characterized in that the device consists of an expander according to claim 1 for gas expansion, a damper-expander according to claim 2 for damping pulsation of the outflowing stream, a housing with a cellular structure of strict shape, size and orientation, and swirl diaphragms, which together make up a “spiral staircase”, made in the form of screw diaphragms - turbulators, which, by organizing the rotation of the outflowing gas flow, retain the mass of gas in the peripheral region and serving simultaneously as retainers holding the expander and damper — the expander in the housing is coaxial to each other at a distance of not less than half the diameter of the central hole of the caliber of the missile body, the cellular structure of the cylindrical body provides a continuous outflow of gas to the atmosphere throughout the surface of the body without the formation of shock waves with a pressure in excess relative to atmospheric up to 2 atm and the velocity below the velocity of sound and formed elements in the form of cells, each of which performs a role of microscopic gas gear is progressive the total discharge cross section is a structure consisting of a microsize supersonic Laval nozzle, each internal volume of each element operates in the design mode of a supersonic nozzle.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что для повышения эффективности конструкция устройства дополнена секторным механическим газонаполненным обтюратором, состоящим из элементов баллонного типа из эластичного материала, который устанавливают в выемку на выходе устройства.  4. The device according to p. 3, characterized in that to increase the efficiency of the device design is supplemented by a sectorial mechanical gas-filled obturator, consisting of balloon-type elements of elastic material, which is installed in a recess at the outlet of the device.
PCT/RU2019/000599 2018-08-21 2019-08-28 Diffusor, damper-diffusor and device for accommodating same WO2020040667A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130421A RU2720500C2 (en) 2018-08-21 2018-08-21 Expander, damper-expander and device for arrangement thereof
RU2018130421 2018-08-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020040667A1 true WO2020040667A1 (en) 2020-02-27

Family

ID=69593364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000599 WO2020040667A1 (en) 2018-08-21 2019-08-28 Diffusor, damper-diffusor and device for accommodating same

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2720500C2 (en)
WO (1) WO2020040667A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023103239A1 (en) * 2021-12-06 2023-06-15 北京航天动力研究所 Single-spring high pressure reducer applicable to hydrogen-energy handheld torch

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745462C1 (en) * 2020-07-28 2021-03-25 Денис Эрнестович Львов Muzzle brake-compensator (dtc) with a system for interrupting the supersonic gas flow

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA42818C2 (en) * 1998-05-15 2001-11-15
RU2202751C2 (en) * 2000-06-07 2003-04-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Ижмаш" Muzzle piece
RU2254539C1 (en) * 2003-10-13 2005-06-20 Горобцов Вениамин Михайлович Small arms with uninterrupted procedure of firing (modifications), functional assemblies of small arms and method for simultaneous reduction of recoil and sound level of small arms
US7832323B1 (en) * 2007-12-21 2010-11-16 Davies Robert B Firearm suppressor
RU168050U1 (en) * 2016-03-28 2017-01-17 Евгений Григорьевич Пастухов Muzzle Attachment

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458308C1 (en) * 2011-01-24 2012-08-10 Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" Muzzle device
CN203216375U (en) * 2013-04-07 2013-09-25 绍兴市岭峰气枪制造有限公司 Air gun silencer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA42818C2 (en) * 1998-05-15 2001-11-15
RU2202751C2 (en) * 2000-06-07 2003-04-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Ижмаш" Muzzle piece
RU2254539C1 (en) * 2003-10-13 2005-06-20 Горобцов Вениамин Михайлович Small arms with uninterrupted procedure of firing (modifications), functional assemblies of small arms and method for simultaneous reduction of recoil and sound level of small arms
US7832323B1 (en) * 2007-12-21 2010-11-16 Davies Robert B Firearm suppressor
RU168050U1 (en) * 2016-03-28 2017-01-17 Евгений Григорьевич Пастухов Muzzle Attachment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023103239A1 (en) * 2021-12-06 2023-06-15 北京航天动力研究所 Single-spring high pressure reducer applicable to hydrogen-energy handheld torch

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018130421A (en) 2020-02-21
RU2720500C2 (en) 2020-04-30
RU2018130421A3 (en) 2020-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9417021B2 (en) Firearm suppressor
US7207258B1 (en) Weapon silencers and related systems
US5029512A (en) Firearm muzzle silencer
US20190257607A1 (en) Sound Suppressor Using Closed Loop Recirculation
US3786895A (en) Silencer for gas discharging devices
US8522662B2 (en) Controlled-unaided surge and purge suppressors for firearm muzzles
RU2437048C1 (en) Silencer
US10520272B1 (en) Cannon recoil inhibitor and impulse noise attenuator
RU2720500C2 (en) Expander, damper-expander and device for arrangement thereof
US3478841A (en) Silencer for firearms discharging gasses at supersonic velocity
WO2015083110A1 (en) Firearm sound suppressor or silencer
RU2228504C1 (en) Muzzle cap tmt-2
RU2202751C2 (en) Muzzle piece
RU2675748C1 (en) Shot sound silencer
US11732990B2 (en) Compensating muzzle brake (CMB) with supersonic gas stream interruption system
US20190041154A1 (en) Sound Wave Absorption Module and Device Comprising Same
US6089139A (en) Porous nozzle projectile barrel
RU2611461C1 (en) Overmuzzle device of firearm barrel
EP3943871A1 (en) Firearm suppressor, in particular a rifle suppressor
RU2256865C1 (en) Weapon silencer
RU2231011C1 (en) Gun muffler
RU2695972C1 (en) Muzzle brake
US3448825A (en) Process and apparatus for suppressing jet engine exhaust noise
RU2312293C2 (en) Turbulent shot silencer
RU198929U1 (en) SHOT SILENCER

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19853143

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19853143

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1