RU2413167C1

RU2413167C1 - Case-free cartridge

Info

Publication number: RU2413167C1
Application number: RU2009143205/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Дмитриевич Дронов-Дувалджи (RU); Николай Дмитриевич Дронов-Дувалджи; Геннадий Сергеевич Полубесов (RU); Геннадий Сергеевич Полубесов
Original assignee: Николай Дмитриевич Дронов-Дувалджи
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2009-11-23
Publication date: 2011-02-27

Abstract

FIELD: weapons and ammunition. ^ SUBSTANCE: case-free cartridge includes powder charge with capsule, concentric slot, bullet and bosses. Bullet is equipped with inner powder bed. Piston in which some portion of powder charge is arranged is located in the bullet cavity. Rectangular guide protrusions serving as support surface for turns of trapezoidal thread are made on the piston surface. Outlet of the stop from bullet is performed with ogival taper surface on which bosses having guide side surfaces are installed. ^ EFFECT: increasing initial cast speed of bullet, hitting range and sight distance. ^ 3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам стрелкового и более тяжелого оружия для метания оживальных тел из нарезных стволов боевых автоматических, полуавтоматических и неавтоматических устройств вооружения и стрелкового оружия.The invention relates to ammunition for small arms and heavier weapons for throwing animated bodies from rifled barrels of combat automatic, semi-automatic and non-automatic weapons devices and small arms.

Известен бесшумный патрон (См. патент RU №2297591, МКИ F42B 5/045), содержащий поршень с центральным отверстием, пулю, гильзу с капсюлем, снабженную в передней части бортиком для остановки поршня. Кроме этого бесшумный патрон снабжен двухзаходным винтовым стволом, снабженным в передней части бортиком для остановки размещенного в нем дополнительного, совмещенного со стволом поршня, разгоняющего и закручивающего при выстреле пулю в стволе.Known silent cartridge (See patent RU No. 2297591, MKI F42B 5/045), containing a piston with a Central hole, a bullet, a sleeve with a capsule, equipped in front of the side to stop the piston. In addition, the silent cartridge is equipped with a two-way helical barrel, equipped with a side in front of it to stop the additional piston combined with the barrel, accelerating and twisting the bullet in the barrel during firing.

Бесшумный патрон работает при инициировании заряда в гильзе, когда пороховые газы переместят с одинаковым ускорением поршень с центральным отверстием и дополнительный поршень в переднюю часть гильзы и ствола. Закрученная вдоль продольной оси пуля покидает гильзу и ствол, а поршни стопорятся соответствующими бортиками, не позволяя газам вырваться наружу.The silent cartridge works when a charge is initiated in the liner when the powder gases move the piston with the central bore and the additional piston to the front of the liner and barrel with equal acceleration. A bullet twisted along the longitudinal axis leaves the liner and barrel, and the pistons are locked by the corresponding sides, preventing the gases from escaping.

Недостатком известного бесшумного патрона является незначительный разгон пули в гильзе и стволе, обусловленный малыми длинами гильзы и нарезного ствола. Затруднение удаления гильзы из ствола, как детали с размером суммарной длины гильзы и ствола, вызывает дополнительные трудности оперативного выполнения следующего выстрела. Наличие нарезного ствола в каждой гильзе патрона усложняет его конструкцию и удорожает боеприпас.A disadvantage of the known silent cartridge is the insignificant acceleration of the bullet in the liner and barrel, due to the short lengths of the liner and rifled barrel. The difficulty in removing the liner from the barrel, as a part with the size of the total length of the liner and the barrel, causes additional difficulties in the operational execution of the next shot. The presence of a rifled barrel in each cartridge case complicates its design and increases the cost of ammunition.

Известен патрон для выполнения бесшумного выстрела (См. положительное решение о выдаче патента на изобретение от 16.08.2009 г. по заявке №2008114702/02 от 14.04.2008 г.). Бесшумный патрон содержит полую пулю, в которой размещены гильза с пороховым зарядом и капсюлем, впрессованным в торец кормы гильзы, и поршень для герметизации пороховых газов, соединенный с гильзой. Внутренняя поверхность пули снабжена трапецеидальной резьбой, соответствующей резьбе гильзы на ее поверхности, витки которой служат упомянутым поршнем и образуют винтовую пару, герметизирующую пороховые газы внутри пули. На наружной поверхности пули выполнены нарезы, соответствующие полигональным нарезам ствола оружия, при этом величина хода нарезов в стволе в несколько раз больше величины хода трапецеидальных нарезов упомянутой винтовой пары. На корме гильзы, выходящей из пули, выполнены приливы, с возможностью их скольжения при выстреле в равных по ширине и высоте нарезам прямоугольных пазах, выполненных в стволе оружия.A cartridge is known for performing a silent shot (See the positive decision to grant a patent for an invention dated August 16, 2009 according to application No. 2008114702/02 of April 14, 2008). The silent cartridge contains a hollow bullet in which a sleeve with a powder charge and a capsule pressed into the end face of the sleeve is placed, and a piston for sealing powder gases connected to the sleeve. The inner surface of the bullet is provided with a trapezoidal thread corresponding to the thread of the sleeve on its surface, the turns of which serve as the mentioned piston and form a helical pair that seals the powder gases inside the bullet. On the outer surface of the bullet grooves made corresponding to the polygonal rifling of the barrel of the weapon, while the stroke size of the grooves in the barrel is several times greater than the stroke of the trapezoidal grooves of the aforementioned screw pair. At the stern of the cartridge case leaving the bullet, tides were made, with the possibility of their sliding when fired in rectangular cuts equal in width and height to the grooves made in the barrel of the weapon.

Кроме того, число заходов витков, выполненных на поверхности гильзы и на внутренней поверхности пули, является четным, а число оборотов витков на поверхности гильзы составляет не более одного. Фиксация начального положения пули и гильзы обеспечена концентрическим пазом на гильзе и соответствующим пазом, выполненным на внутренней поверхности пули после окончания на ней трапецеидальной резьбы, в которые уставлено стопорное металлическое кольцо.In addition, the number of turns of turns made on the surface of the sleeve and on the inner surface of the bullet is even, and the number of turns of turns on the surface of the sleeve is not more than one. Fixing the initial position of the bullet and the sleeve is provided by a concentric groove on the sleeve and a corresponding groove made on the inner surface of the bullet after the end of the trapezoidal thread in which the retaining metal ring is set.

Недостатком известного патрона является большая величина аэродинамического сопротивления метаемой пули при выходе из ствола и при движении по баллисте траектории. Вследствие увеличения площади поверхности пули, из-за выдвинутой из оболочки гильзы, происходит увеличение вектора касательных сил, приложенных со стороны встречного потока воздуха к площади обтекания поверхности пули и гильзы. Кроме того, имеющиеся на корме пули прямоугольные приливы увеличивают парусность пули и ее аэродинамическое профильное сопротивление. Следствием таких аэродинамических характеристик является снижение скорости движения пули, уменьшение дальности прямого выстрела, ухудшение настильности траектории и прицельной точности поражения цели, из-за плохой стабилизации движения пули на траектории.A disadvantage of the known cartridge is the large aerodynamic drag of the projectile bullet when exiting the barrel and when moving along a ballistic trajectory. Due to the increase in the surface area of the bullet, due to the sleeve extended from the shell, there is an increase in the vector of shear forces applied from the oncoming air flow to the area around the surface of the bullet and sleeve. In addition, the rectangular tides available at the stern of the bullet increase the bullet's windage and its aerodynamic profile drag. The consequence of such aerodynamic characteristics is a decrease in the speed of the bullet, a decrease in the range of the direct shot, a deterioration in the trajectory persistence and the aiming accuracy of hitting the target, due to poor stabilization of the bullet’s movement on the trajectory.

Технической задачей изобретения является увеличение начальной скорости метания пули, дальнобойности и прицельной дальности выстрела из безгильзового патрона.An object of the invention is to increase the initial speed of throwing a bullet, range and aiming range of a shot from a cartridgeless case.

Поставленная техническая задача обеспечивается тем, что в безгильзовом патроне, содержащем пороховой заряд с капсюлем, концентрический паз, в котором расположено стальное стопорное кольцо, приливы, скользящие соосно в пазах ствола оружия, выполненном в виде полой пули с трапецеидальной многозаходной резьбой на внутренней поверхности и размещенным внутри пули полым поршнем с однооборотной многозаходной соответствующей резьбой, - образующими винтовую пару, пуля снабжена внутренней пороховой каморой, часть порохового заряда размещена в полости поршня, с впрессованным в дно капсюлем, при этом на поверхности поршня выполнены прямоугольные направляющие выступы, служащие опорной поверхностью однооборотным многозаходным виткам трапецеидальной резьбы, скользящие в пазах неподвижного цилиндрического упора, охватывающего поршень и фиксировано установленного между краем внутренней пороховой каморы и стальным стопорным кольцом со свинцовыми прокладками, вставляемым в паз, а выход упора из пули осуществлен оживальной конусной поверхностью, на которой установлены приливы, имеющие направляющие боковые поверхности под углом, равным углу нарезов к оси ствола оружия, и торец которой закрыт связанным с внутренней поверхностью оживального конуса стальным кольцом с осевым отверстием, в которое вставлен толкатель бойка для воздействия на него ударника оружия, передающий энергию удара бойку через удлинители, сегментно-кольцевые в сечении, жестко связанные с толкателем, а с бойком - нормированным соединением на срез.The stated technical problem is ensured by the fact that in a cartridge case containing a powder charge with a capsule, a concentric groove in which a steel retaining ring is located, tides sliding coaxially in the grooves of the weapon barrel, made in the form of a hollow bullet with trapezoidal multi-thread on the inner surface and placed inside the bullet a hollow piston with a single-turn multi-start corresponding thread - forming a screw pair, the bullet is equipped with an internal powder chamber, part of the powder charge is placed in the piston cavity, with the capsule pressed into the bottom, with rectangular guiding protrusions made on the piston surface, serving as a supporting surface for single-turn multi-thread coils of trapezoidal thread, sliding in the grooves of a fixed cylindrical stop covering the piston and fixedly fixed between the edge of the internal powder chamber and a steel retaining ring with lead gaskets inserted into the groove, and the stop was pulled out of the bullet by an animated conical surface on which the tides are mounted, sweeping guide lateral surfaces at an angle equal to the angle of the grooves to the axis of the barrel of the weapon, and the end of which is closed by a steel ring connected to the inner surface of the rival cone with an axial hole, into which the striker pusher is inserted to influence the striker of the weapon, which transfers the striking energy of the striker through extensions, segment-ring in cross section, rigidly connected with the pusher, and with the striker - normalized connection to the cut.

Кроме того, в безгильзовом патроне удлинители расположены в соответствующих им пазах, выполненных на внутренней поверхности цилиндрического упора, глубина которых меньше толщины цилиндрической стенки упора и равна толщине сегментно-кольцевого сечения удлинителей, удерживающих боек на расстоянии не более 1 мм от дна капсюля, причем диаметр бойка равен диаметру поршня.In addition, in the sleeveless cartridge extenders are located in their respective grooves, made on the inner surface of the cylindrical stop, the depth of which is less than the thickness of the cylindrical wall of the stop and equal to the thickness of the segment-ring section of the extenders holding the strikers at a distance of not more than 1 mm from the bottom of the capsule, and the diameter the hammer is equal to the diameter of the piston.

При этом в безгильзовом патроне торец конусной оживальной поверхности упора герметично закрыт фольгой из коррозионно-стойкого металла.At the same time, in the sleeveless cartridge, the end face of the conical lively surface of the stop is hermetically sealed with a corrosion-resistant metal foil.

Для решения технической задачи изобретения в предлагаемой конструкции патрона используется кинематическое преобразование прямолинейно-поступательного движения полого поршня под действием давления пороховых газов во вращательное движение тела (пули или снаряда) и вращательного движения в прямолинейно-поступательное движение метаемого тела из ствола оружия. Поскольку в таком преобразовании используется энергия пороховых газов, то источником этой энергии является заряд пороха, большей частью помещенный во внутреннюю пороховую камору в пуле, меньшей частью - в полости поршня. Поэтому становится возможным, вместо гильзы увеличенной длины, используемой в прототипе, ввести в конструкцию короткий полый поршень с пороховым зарядом с впрессованным в его дно капсюлем.To solve the technical problem of the invention, the proposed cartridge design uses the kinematic transformation of the rectilinear translational motion of the hollow piston under the influence of the pressure of the powder gases into the rotational motion of the body (bullet or projectile) and the rotational motion into the rectilinear translational motion of the propelled body from the weapon barrel. Since the energy of powder gases is used in such a transformation, the source of this energy is a powder charge, most of which is placed in the internal powder chamber in the pool, and to a lesser extent in the piston cavity. Therefore, it becomes possible, instead of a sleeve of increased length used in the prototype, to introduce a short hollow piston with a powder charge with a capsule pressed into its bottom.

При инициации капсюля и воспламенении порохового заряда, под действием давления пороховых газов, поршень начинает прямолинейное движение вдоль оси пули, скользя своими прямоугольными выступами, расположенными на его наружной поверхности, в соответствующих им пазах, выполненных в цилиндрическом неподвижном упоре. Цилиндрическую наружную поверхность поршня охватывает внутренняя цилиндрическая поверхность неподвижного упора, а выступы поршня, необходимые для направления его прямолинейного движения, одновременно служат опорными поверхностями многозаходным однооборотным виткам трапецеидальной резьбы, охватываемым наружную цилиндрическую поверхность упора.Upon initiation of the capsule and ignition of the powder charge, under the influence of the pressure of the powder gases, the piston starts a rectilinear movement along the axis of the bullet, sliding with its rectangular protrusions located on its outer surface, in the corresponding grooves made in a cylindrical fixed stop. The cylindrical outer surface of the piston is covered by the inner cylindrical surface of the fixed stop, and the protrusions of the piston necessary for directing its rectilinear motion simultaneously serve as supporting surfaces for multi-start single-turn turns of trapezoidal thread, covering the outer cylindrical surface of the stop.

Многозаходные витки трапецеидальной резьбы поршня, как и в прототипе, соответствуют виткам трапецеидальной резьбы, выполненной на внутренней поверхности пули, образуя винтовую пару, и являются винтовым поршнем. Поэтому обтюрация пороховых газов в предлагаемой конструкции патрона осуществляется винтовым поршнем, витками трапецеидальной резьбы, расположенными на прямоугольных выступах поршня, скользящими по наружной поверхности неподвижного упора, а также внутренней цилиндрической поверхностью упора, охватывающей наружную поверхность поршня, и его прямоугольными выступами, скользящими в пазах неподвижного упора.Multiple turns of the trapezoidal thread of the piston, as in the prototype, correspond to the turns of the trapezoidal thread made on the inner surface of the bullet, forming a screw pair, and are a screw piston. Therefore, the obturation of the powder gases in the proposed cartridge design is carried out by a screw piston, trapezoidal thread coils located on the rectangular protrusions of the piston, sliding on the outer surface of the fixed stop, as well as the inner cylindrical surface of the stop, covering the outer surface of the piston, and its rectangular protrusions, sliding in the grooves of the fixed emphasis.

Неподвижность цилиндрического упора зафиксирована краем внутренней пороховой каморы и стальным стопорным кольцом, охватывающим упор по наружной поверхности и вставленным со свинцовыми кольцевыми прокладками в паз, расположенный на внутренней поверхности пули после окончания трапецеидальной резьбы. Необходимость свинцовых прокладок обусловлена возможностью снижения трения между неподвижным стальным кольцом на упоре и вращающимися боковыми стенками паза, соприкасающимися со свинцовыми прокладками под большим давлением пороховых газов, поскольку паз выполнен на внутренней поверхности оболочки пули, вращаемой в стволе вокруг неподвижного упора. Свинцовые прокладки также служат устройством для обтюрации пороховых газов.The immobility of the cylindrical stop is fixed by the edge of the inner powder chamber and a steel retaining ring covering the stop on the outer surface and inserted with lead ring gaskets into the groove located on the inner surface of the bullet after the end of the trapezoidal thread. The need for lead gaskets is due to the possibility of reducing friction between the fixed steel ring on the stop and the rotating side walls of the groove in contact with the lead gaskets under high pressure of the powder gases, since the groove is made on the inner surface of the bullet shell rotating in the barrel around the fixed stop. Lead gaskets also serve as a device for obturation of powder gases.

Неподвижность упора, в качестве оси вращения оболочки пули, обеспечивается приливами, установленными на оживальной конусной поверхности выхода упора из оболочки. Приливы имеют направляющие боковые поверхности под углом, равным углу нарезов к оси ствола, скользящие, как в прототипе, в прямоугольных пазах ствола во время выстрела. Такое направление приливов способствует возникновению дополнительного гироскопического момента пули к полученному при вылете ее из ствола, вследствие обтекания встречным потоком атмосферного воздуха, и увеличивает устойчивость движения пули по траектории.The immobility of the stop, as the axis of rotation of the shell of the bullet, is provided by tides mounted on the animated conical surface of the exit of the stop from the shell. The tides have guide lateral surfaces at an angle equal to the angle of the rifling to the axis of the barrel, sliding, as in the prototype, in the rectangular grooves of the barrel during the shot. This direction of the tides contributes to the emergence of an additional gyroscopic moment of the bullet to the one obtained when it leaves the trunk, due to the flow around the counter-current atmospheric air, and increases the stability of the bullet along the trajectory.

Торец оживальной конусной поверхности упора закрыт стальным кольцом с осевым отверстием, герметично связанным с внутренней конусной поверхностью упора. В отверстие вставлен толкатель бойка для воздействия на него ударника оружия, передающий энергию удара бойку через удлинители. При выстреле, под действием поршня, толкатель прижимается к внутренней вертикальной стенке кольца и служит обтюрирующим устройством для пороховых газов. Удлинители, жестко связанные с толкателем, имеют сегментно-кольцевое сечение, а с бойком - нормированным соединением на срез.The end face of the lively conical surface of the stop is closed by a steel ring with an axial hole hermetically connected to the internal conical surface of the stop. A striker pusher is inserted into the hole to expose the striker to it, which transfers the striking energy to the striker through extension cords. When fired, under the action of the piston, the pusher is pressed against the inner vertical wall of the ring and serves as an obturating device for powder gases. Extenders, rigidly connected to the pusher, have a segmented-circular section, and with a striker - a normalized connection to the cut.

Удлинители расположены в соответствующих для скольжения пазах, выполненных на внутренней поверхности цилиндрического упора, глубина которых меньше толщины цилиндрической стенки упора, но равна толщине сегментно-кольцевого сечения удлинителей. Удлинители удерживают до выстрела боек, равный по диаметру наружному диаметру поршня, на расстоянии жала бойка не более 1 мм от дна капсюля.Extenders are located in grooves corresponding to sliding, made on the inner surface of the cylindrical stop, the depth of which is less than the thickness of the cylindrical wall of the stop, but equal to the thickness of the segment-ring section of the extenders. Extension cords hold the firing pin equal in diameter to the outer diameter of the piston until the firing pin is no more than 1 mm from the bottom of the capsule.

Сопряжение бойка с удлинителями нормированным соединением на срез имеет такое же важное значение для безгильзового патрона, как и заделка пули в устье гильзы при обычном выстреле, поскольку усилие извлечения пули из устья гильзы оказывает влияние на величину дульной скорости пули и ее пробивную способность. Поэтому это соединение имеет широкие возможности технологического осуществления: от соединения пайкой прецизионными припоями, до контактной сварки.Pairing the striker with extension cords with a normalized cut-off connection is just as important for a cartridgeless case as firing a bullet at the mouth of a sleeve during a normal shot, since the force to extract a bullet from the mouth of a sleeve affects the muzzle velocity of the bullet and its penetration ability. Therefore, this connection has wide technological possibilities: from soldering with precision solders to resistance welding.

Необходимость такого соединения диктует процесс движения поршня после инициации капсюля ударом бойка через толкатель и удлинители. Поскольку, под давлением пороховых газов после удара бойка, поршень оказывает давление на боек, то усилие среза бойка относительно удлинителей позволяет достигать время полного сгорания заряда пороха и максимальных усилий движения поршня и, соответственно, максимального момента вращения пули в стволе, а тем самым максимальной дульной скорости пули.The need for such a connection dictates the process of movement of the piston after the initiation of the capsule by striking the hammer through the pusher and extension cords. Since, under the pressure of the powder gases after the impact of the striker, the piston exerts pressure on the striker, the cutting force of the striker relative to the extensions allows the time of complete combustion of the charge of gunpowder and the maximum efforts of the piston and, accordingly, the maximum moment of rotation of the bullet in the barrel, and thereby the maximum muzzle bullet speed.

Небольшое расстояние бойка от дна капсюля в 1 мм позволяет уменьшать длину пути движения поршня внутри пули, что конструктивно уменьшает длину оболочки пули.A small striker distance from the bottom of the capsule of 1 mm makes it possible to reduce the length of the piston movement path inside the bullet, which structurally reduces the length of the bullet shell.

Для исключения попадания влаги внутрь патрона и увеличения его срока хранения торец конусной оживальной поверхности упора герметично закрыт фольгой из коррозионно-стойкого металла.To exclude moisture from entering the cartridge and increase its shelf life, the end face of the conical lively surface of the stop is hermetically sealed with a corrosion-resistant metal foil.

Благодаря расположению бойка внутри патрона становится возможным осуществить конструкцию патрона в виде пули в традиционных обтекаемых формах. Применение предлагаемого безгильзового боеприпаса позволяет упростить конструкции оружия, в частности устройства затворов и ствольную коробку, и выполнить оружие более надежным.Due to the location of the striker inside the cartridge, it becomes possible to realize the design of the cartridge in the form of a bullet in traditional streamlined forms. The use of the proposed sleeveless ammunition allows us to simplify the design of weapons, in particular the device bolts and the receiver, and make weapons more reliable.

Заявляемое устройство безгильзового патрона поясняется чертежами.The inventive device sleeveless cartridge is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан вариант конструкции патрона в общем, виде; на фиг.2 - продольный разрез патрона; на фиг.3 изображен фрагмент полой пули безгильзового патрона в сечении вертикальной плоскостью; на фиг.4 показан вариант внутренней конструкции патрона, расположенного в полой пуле, на фиг.5 - продольный разрез этой конструкции; на фиг.6 изображен продольный разрез неподвижного цилиндрического упора, в котором выполнена сборка поршня, показанного на фиг.7 в профильной и фронтальной проекциях, и на фиг.8 показан узел толкателя бойка в сборе, соединенный удлинителями нормированным соединением на срез с бойком, изображенный как в профильной, так и во фронтальной проекциях.Figure 1 shows a variant of the design of the cartridge in General, view; figure 2 is a longitudinal section of a cartridge; figure 3 shows a fragment of a hollow bullet sleeveless cartridge in cross section with a vertical plane; figure 4 shows a variant of the internal design of the cartridge located in the hollow pool, figure 5 is a longitudinal section of this design; in Fig.6 shows a longitudinal section of a fixed cylindrical stop, in which the assembly of the piston shown in Fig.7 in profile and frontal projections is made, and in Fig.8 shows the assembly of the push rod assembly, connected by extension cords with the normalized connection to the cut with the striker, both in profile and in frontal projections.

Безгильзовый патрон содержит полую пулю 1, на наружной поверхности которой выполнены нарезы 2. В пуле расположен внутренняя пороховая камора 3 и поршень 4 с впрессованным в его дно капсюлем 5. На поверхности поршня расположены направляющие прямоугольные выступы 6, служащие опорной поверхностью однооборотным многозаходным виткам трапецеидальной резьбы 7 и скользящие в пазах 8 неподвижного цилиндрического упора 9.The cartridgeless cartridge contains a hollow bullet 1, on the outer surface of which grooves are made 2. An inner powder chamber 3 and a piston 4 with a capsule 5 pressed into its bottom are located in the pool. Rectangular projections 6 are located on the piston surface, which serve as a supporting surface for single-turn multi-thread coils of trapezoidal thread 7 and sliding in the grooves 8 of the fixed cylindrical stop 9.

Этот цилиндрический упор 9 установлен между краем 10 и стальным стопорным кольцом 11 со свинцовой прокладкой 12, охватывающим наружную поверхность этого упора и вставленным в паз 13. Полая пуля имеет на выходе оживальную конусную поверхность 14. Цилиндрический упор 9 снабжен приливами 15, имеющими направляющие боковые поверхности под углом, равным углу δ нарезов ствола к оси. Выход цилиндрического упора 9 закрыт стальным кольцом 16. В его осевое отверстие 17 вставлен толкатель 18 бойка 19, связанный с толкателем 18 удлинителями 20, расположенными в соответствующих им пазах 21, выполненных на внутренней поверхности цилиндрического упора 9. Торец выхода цилиндрического упора 9 герметично закрыт фольгой 22 из коррозионно-стойкого материала. Боек 19 связан с удлинителями 20 нормированным соединением на срез.This cylindrical stop 9 is installed between the edge 10 and the steel retaining ring 11 with a lead gasket 12, covering the outer surface of this stop and inserted into the groove 13. The hollow bullet has a lively conical surface 14. The cylindrical stop 9 is provided with tides 15 having guide lateral surfaces at an angle equal to the angle δ of the grooves of the barrel to the axis. The output of the cylindrical stop 9 is closed by a steel ring 16. A pusher 18 of the striker 19 is inserted into its axial hole 17, connected to the pusher 18 by extension cords 20 located in the corresponding grooves 21, made on the inner surface of the cylindrical stop 9. The exit end of the cylindrical stop 9 is hermetically sealed with foil 22 made of corrosion resistant material. The firing pin 19 is connected with extension cords 20 with a standardized cut connection.

Работа патрона осуществляется следующим образом.The work of the cartridge is as follows.

Ударник оружия передает толкателю 18 силу удара, разрушая фольгу 22 по площади осевого отверстия 17 кольца 16. Воспринимая движение толкателя 18, удлинители 20, жестко связанные с бойком 19, перемещаются в пазах 21 неподвижного цилиндрического упора 9, преодолевая силу трения в них. Боек 19 накалывает капсюль 5 поршня 4, трапецеидальные витки 7 которого входят в начальные соответствующие пазы трапецеидальной резьбы, выполненной на внутренней поверхности полой пули 1.The drummer of the weapon transfers the force of the impact to the follower 18, destroying the foil 22 over the area of the axial hole 17 of the ring 16. Perceiving the movement of the follower 18, the extensions 20, rigidly connected to the striker 19, move in the grooves 21 of the fixed cylindrical stop 9, overcoming the friction force in them. The striker 19 punctures the capsule 5 of the piston 4, the trapezoidal turns 7 of which are included in the initial corresponding grooves of the trapezoidal thread made on the inner surface of the hollow bullet 1.

Воспламенение порохового заряда поршня 4, а затем и порохового заряда внутренней каморы 3, сопровождается резким нарастанием давления пороховых газов. Поршень 4, при начальном давлении пороховых газов, вместе с бойком 19 пройдет, удерживаемый от вращения выступами 6 в пазах 8 цилиндрического упора 9, небольшое расстояние, когда толкатель 18 упрется в стенку стального кольца 16. Это движение поршня 4 вызовет вращающий момент пули 1, преобразующийся в нарезах 2 и в нарезах ствола в поступательное движение пули.Ignition of the powder charge of the piston 4, and then the powder charge of the inner chamber 3, is accompanied by a sharp increase in the pressure of the powder gases. The piston 4, with the initial pressure of the powder gases, together with the striker 19 will pass, held from rotation by the protrusions 6 in the grooves 8 of the cylindrical stop 9, a short distance when the pusher 18 abuts against the wall of the steel ring 16. This movement of the piston 4 will cause the torque of the bullet 1, transforming in rifling 2 and in rifling of the barrel into the translational movement of the bullet.

Такое преобразование вращательного движения в поступательное описывается известной кинематической зависимостью u=ω·r·ctgδ. Здесь u скорость поступательного движения пули относительно ствола определяется величиной линейной скорости ее вращения ω·r, увеличенной на котангенс угла подъема δ винтовых нарезов в стволе.Such a transformation of rotational motion into translational motion is described by the well-known kinematic dependence u = ω · r · ctgδ. Here u is the velocity of the translational motion of the bullet relative to the barrel is determined by the linear velocity of its rotation ω · r, increased by the cotangent of the elevation angle δ of the screw grooves in the barrel.

Дальнейшее нарастание давления пороховых газов срезает нормированное соединение бойка 19 с удлинителями 20. Поршень 4 продолжает поступательное движение, благодаря скольжению выступов 6 в пазах 8 цилиндрического упора 9 и скольжению своей трапецеидальной резьбы 7 в пазах резьбы пули 1, и передает пуле в стволе все увеличивающийся момент вращения, увеличивая скорость разгона пули в стволе.A further increase in the pressure of the powder gases cuts off the normalized connection of the striker 19 with the extensions 20. The piston 4 continues translational movement due to the sliding of the protrusions 6 in the grooves 8 of the cylindrical stop 9 and the sliding of its trapezoidal thread 7 in the grooves of the thread of the bullet 1, and transfers the increasing moment to the bullet in the barrel rotation, increasing the speed of acceleration of the bullet in the barrel.

Поступательное движение поршня 4 будет происходить до соприкосновения витков трапецеидальной резьбы 7 со стальным стопорным кольцом 11. В этот момент пуля 1 должна пройти срез канала ствола и продолжить свое движение по инерции во внешней среде, по своей баллисте.The translational movement of the piston 4 will occur until the turns of the trapezoidal thread 7 come into contact with the steel retaining ring 11. At this point, the bullet 1 must go through a section of the barrel bore and continue its inertia movement in the external environment, according to its ballista.

Благодаря обтюрации пороховых газов винтовым поршнем 4, выступов 6 в пазах 8, свинцовыми прокладками 12 и толкателя 18 со стенками стального кольца 16, пороховые газы остаются запертыми и изолированными внутри полой пули. По этой причине, выстрел из предлагаемого патрона осуществляется без пламени и с пониженным уровнем звука.Due to the obturation of the powder gases with a screw piston 4, the protrusions 6 in the grooves 8, lead gaskets 12 and the pusher 18 with the walls of the steel ring 16, the powder gases remain locked and insulated inside the hollow bullet. For this reason, a shot from the proposed cartridge is carried out without flame and with a reduced sound level.

Пример. Рассчитанный и конструктивно проработанный вариант пули калибром 9 мм приведен в графическом материале к данной заявке на изобретение на фиг.1-фиг.8. Основные параметры пули помещены в нижеследующей таблице. Определение скоростных параметров пули производилось по методикам, изложенным в литературе М.Е.Серебрякова. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет, М., 1962.Example. The calculated and structurally worked out version of the bullet with a caliber of 9 mm is shown in the graphic material for this application for the invention in Fig.1-Fig.8. The main parameters of the bullet are placed in the table below. The determination of the velocity parameters of the bullet was carried out according to the methods described in the literature of M.E.Serebryakov. Internal ballistics of barrel systems and powder rockets, M., 1962.

При расчете принималось допущение, что момент вращения пули, получаемый при прямолинейно-поступательном движения поршня 4 под действием давления пороховых газов внутри пули, равен моменту вращения пули внутри ствола. Вычислим по среднему диаметру резьбы угол подъема витков внутри пули по формуле h=π·d_cp·ctgγ. Здесь h - длина шага витков, d_cp - средний диаметр витков, γ - угол подъема витков. Тогда

, а угол γ=68°14'. Из анализа винтовой пары с трапецеидальной резьбой известно, что вращающий момент находится по формуле M=F·r·tg(γ+φ), где F - осевая сила, противоположная по направлению осевому перемещению винта, r - средний радиус резьбы, φ - угол начала скольжения тела с наклонной плоскости. tgφ=µ, что определяет коэффициент максимальной силы трения покоя, равный тангенсу угла начала скольжения тела с наклонной плоскости. При скольжении стали по стали коэффициент µ=0,15 и угол φ=8°33'. Средний радиус резьбы определяется из таблицы, т.е.In the calculation, the assumption was made that the moment of rotation of the bullet obtained with the rectilinear translational motion of the piston 4 under the action of the pressure of the powder gases inside the bullet is equal to the moment of rotation of the bullet inside the barrel. Let us calculate the angle of rise of the coils inside the bullet using the average thread diameter using the formula h = π · d _cp · ctgγ. Here h is the step length of the turns, d _cp is the average diameter of the turns, and γ is the angle of rise of the turns. Then

, and the angle γ = 68 ° 14 '. From the analysis of a screw pair with a trapezoidal thread, it is known that the torque is found by the formula M = F · r · tg (γ + φ), where F is the axial force opposite in the direction of the axial movement of the screw, r is the average radius of the thread, φ is the angle the beginning of the sliding of the body from an inclined plane. tgφ = µ, which determines the coefficient of the maximum resting friction force equal to the tangent of the angle of the onset of sliding of the body from an inclined plane. When steel glides over steel, the coefficient µ = 0.15 and the angle φ = 8 ° 33 '. The average radius of the thread is determined from the table, i.e.

.

Для определения силы F требуется величина среднего баллистического давления p, поскольку принято, что порох горит под этим средним давлением, которое одинаково для всех точек заснарядного пространства. Это давление определяется по формуле П.Н.Шкворникова

, где р_сн - давление на дно снаряда, ω - вес пороха, q - вес снаряда, в данном случае вес поршня вместе с капсюлем, который взят из конструкторской документации на безгильзовый патрон, q_k=1,55 г; φ₁=1,02 - коэффициент, учитывающий силы сопротивления движению поршня.To determine the force F, the value of the average ballistic pressure p is required, since it is assumed that the powder burns under this average pressure, which is the same for all points of the projectile space. This pressure is determined by the formula of P.N. Shkvornikov

where p _sn is the pressure on the bottom of the projectile, ω is the weight of the powder, q is the weight of the projectile, in this case the weight of the piston together with the capsule, which is taken from the design documentation for a cartridgeless cartridge, q _k = 1.55 g; φ ₁ = 1,02 - coefficient taking into account the resistance forces to the movement of the piston.

Поскольку давление на дно снаряда определяется опытным путем, то примем давление пороховых газов на дно поршня 2000 кг/см². Тогда давление пороховых газов в полости пули, в соответствии с вычислениями по формуле для p, оказывается равным 3120 кг/см².Since the pressure on the bottom of the projectile is determined empirically, we take the pressure of the powder gases on the bottom of the piston 2000 kg / cm ² . Then the pressure of the powder gases in the cavity of the bullet, in accordance with the calculations according to the formula for p, is 3120 kg / cm ² .

В таблице приведены необходимые для расчета данные.The table shows the data necessary for the calculation.

Таблица.Table. № п.п.No. p.p. Наименование параметра, обозначение и единицы измерения.Name of the parameter, designation and units of measurement. Величина параметраParameter value 1.one. Калибр пули, d, ммBullet caliber, d, mm 99 2.2. Диаметр пули по нарезам, D, ммThe diameter of the bullet rifled, D, mm 9,39.3 3.3. Длина пули, L, ммBullet length, L, mm 56,6756.67 4.four. Угол нарезов к оси ствола, δ, градусThe angle of the rifling to the axis of the barrel, δ, degree 8°33'8 ° 33 ' 5.5. Угол трения пули в нарезах ствола, γ, градThe angle of friction of the bullet in the grooves of the barrel, γ, deg 8°33'8 ° 33 ' 6.6. Угол наклона приливов к оси пули, δ, градThe angle of the tides to the axis of the bullet, δ, deg 8°33'8 ° 33 ' 7.7. Число нарезов ствола, nThe number of rifling of the trunk, n 4four 8.8. Число направляющих приливов, mThe number of guide tides, m 22 9.9. Ширина направляющих приливов, t, ммThe width of the guide tides, t, mm 2,62.6 10.10. Вес пули, q, гBullet weight, q, g 12,4112.41 11.eleven. Вес заряда пороха, ω, гGunpowder charge weight, ω, g 1,7681,768 12.12. Плотность (средняя) пороха, ρ, г/см³ The density (average) of the powder, ρ, g / cm ³ 1,61,6 13.13. Суммарный вес пули, Q, гThe total weight of the bullet, Q, g 14,1814.18 14.fourteen. Внутренний диаметр пули, d_вн, ммBullet inner diameter, d _int , mm 8,18.1 15.fifteen. Диаметр витков внутри пули, d_н, ммThe diameter of the turns inside the bullet, d _n , mm 8,78.7 16.16. Шаг витков внутри пули, h, ммThe pitch of the turns inside the bullet, h, mm 10,510.5 17.17. Число шагов витков внутри пулиThe number of step turns inside the bullet 22 18.eighteen. Диаметр поршня, d_к, ммPiston diameter, d _k , mm 7,57.5 19.19. Вес поршня с капсюлем, q_K, гWeight of piston with capsule, q _K , g 1,551.55 20.twenty. Принятое давление на дно поршня, кгс/см² The accepted pressure on the bottom of the piston, kgf / cm ² 20002000

Вычисление силы F проводится по выражению:The calculation of the force F is carried out by the expression:

.

Таким образом, для вычисления вращающего момента, возникающего при движении поршня под действием давления пороховых газов, имеются все величины:Thus, to calculate the torque that occurs when the piston moves under the influence of the pressure of the powder gases, there are all quantities:

M=F·r·tg(γ+φ)=13,78,4·0,42·tg(68°14'+8°33')=578,93·4,27=2472 кг·см.M = F · r · tg (γ + φ) = 13.78.4 · 0.42 · tg (68 ° 14 '+ 8 ° 33') = 578.93 · 4.27 = 2472 kg · cm.

Этот вращающий момент, в соответствии с допущением, сформулированным выше, приложен к пуле в канале ствола. Так как нарезы на пуле и нарезы канала ствола образуют аналогичную винтовую пару, но со своими параметрами, то можно записать, что M·P·R·tg(δ+φ). Здесь R - средний радиус по нарезам ствола, из таблицы 0,5·D=R=4,65 мм; δ - угол подъема нарезов в стволе и на поверхности пули, δ=8°33'; φ - угол трения стали по стали, φ=8°33'; P - осевое усилие, метающее пулю из канала ствола, которое необходимо определить при известном моменте M, т.е. имеем:This torque, in accordance with the assumption formulated above, is applied to the pool in the bore. Since the rifling on the pool and the rifling of the barrel channel form a similar screw pair, but with their own parameters, it can be written that M · P · R · tg (δ + φ). Here R is the average radius along the rifling of the barrel, from the table 0.5 · D = R = 4.65 mm; δ is the elevation angle of the rifling in the barrel and on the surface of the bullet, δ = 8 ° 33 '; φ is the angle of friction of steel over steel, φ = 8 ° 33 '; P is the axial force throwing the bullet from the bore, which must be determined with a known moment M, i.e. we have:

.

Для определения эквивалентного давления пороховых газов этому усилию требуется найденную величину силы P разделить на площадь сечения пули с учетом нарезов. Площадь пули вычисляется по известной формуле S=n_S·d², где n_S=0,82, d - калибр пули, S=0,82·0,8 1=0,6642 см². Тогда эквивалентное давление пороховых газов на дно пули определяется отношениемTo determine the equivalent pressure of the powder gases, this force requires the found value of the force P to be divided by the cross-sectional area of the bullet taking into account the rifling. The area of the bullet is calculated by the well-known formula S = n _S · d ² , where n _S = 0.82, d is the caliber of the bullet, S = 0.82 · 0.8 1 = 0.6642 cm ² . Then the equivalent pressure of the powder gases at the bottom of the bullet is determined by the ratio

Среднее баллистическое эквивалентное давление пороховых газов в заснарядном пространстве по формуле П.Н.Шкворникова будет больше эквивалентного давления пороховых газов на дно пули. Однако определение эквивалентного среднего баллистического давления по указанной формуле не представляется возможным, так как неизвестен вес пороха, который при сгорании создавал такое высокое давление р_сн=26037 кг/см² на дно пули.The average ballistic equivalent pressure of the powder gases in the projectile space according to the formula of P. N. Shkvornikov will be greater than the equivalent pressure of the powder gases at the bottom of the bullet. However, determination of average equivalent ballistic pressure of said formula is not possible, since unknown weight of powder which, when creating such a high combustion pressure p _CH = 26037 kg / cm ² at the bottom of the bullet.

Повторными расчетами, при выборе давления на дно цилиндрической каморы 4 менее 2000 кг/см², можно получить давление на дно пули р_сн, более приближенное к принимаемому в современном стрелковом оружии, порядка 3200…3500 кг/см². Поэтому из этого примера можно сделать вывод: предлагаемая конструкция безгильзового патрона позволяет увеличивать в три-четыре раза силу метания пули или снаряда из нарезного ствола оружия, чем при традиционном пороховом выстреле, без увеличения веса порохового заряда. Последний вывод наиболее важен, так как позволяет увеличить дульную скорость метаемого тела из ствола без увеличения веса и прочности ствола и увеличения веса конструкции оружия в целом. Кроме того, пример показал возможность дальнейшего совершенствования патрона: уменьшения его конструктивных размеров, за счет уменьшения веса порохового заряда при сохранении достигнутых тактико-технических характеристик оружия.Repeated calculations, when choosing the pressure on the bottom of the cylindrical chamber 4 is less than 2000 kg / cm ² , you can get the pressure on the bottom of the bullet r _sn , closer to that used in modern small arms, about 3200 ... 3500 kg / cm ² . Therefore, from this example we can conclude: the proposed design of a sleeveless cartridge allows you to increase three to four times the throwing power of a bullet or projectile from a rifled gun barrel than with a traditional powder shot, without increasing the weight of the powder charge. The last conclusion is most important, since it allows you to increase the muzzle velocity of the missile body from the barrel without increasing the weight and strength of the barrel and increasing the weight of the weapon structure as a whole. In addition, the example showed the possibility of further improving the cartridge: reducing its design dimensions, by reducing the weight of the powder charge while maintaining the achieved tactical and technical characteristics of the weapon.

Длина ствола оружия для предлагаемого патрона определяется из внутренней баллистики высотой хода нарезов h, т.е. длиной образующей, на которой нарез делает полный оборот:The length of the barrel for the proposed cartridge is determined from the internal ballistics of the rifling height h, i.e. the length of the generatrix, on which the rifling makes a full revolution:

h·πd·ctgγ.h πd ctgγ.

В предлагаемом патроне, при движении поршня 4 под давлением пороховых газов, пуля совершает два оборота, поэтому длина ствола должна иметь удвоенную величину хода нарезов в стволе:In the proposed cartridge, when the piston 4 moves under the pressure of the powder gases, the bullet makes two turns, so the barrel length should have twice the size of the grooves in the barrel:

l_cm=2p=2πd·ctgγ=2·3,14·9·ctg8°33'=62,83·6,667=377 мм.l _cm = 2p = 2πd · ctgγ = 2 · 3.14 · 9 · ctg8 ° 33 '= 62.83 · 6.667 = 377 mm.

Но в конце второго оборота пули в стволе, она должна пройти обрез ствола.But at the end of the second turn of the bullet in the barrel, it must go through the edge of the barrel.

Поэтому найденную длину ствола необходимо уменьшить на длину пули.Therefore, the found barrel length must be reduced by the length of the bullet.

Тогда окончательно длина ствола будет равна:Then finally the barrel length will be equal to:

l_cm=317 мм - 56,67 мм=320 мм.l _cm = 317 mm - 56.67 mm = 320 mm.

По известной формуле из внутренней баллистики найдем дульную скорость метания пули при вычисленном эквивалентном давлении на дно пули пороховых газов, используя данные приведенной выше таблицы:Using the well-known formula from internal ballistics, we find the muzzle velocity of the bullet throwing at the calculated equivalent pressure on the bottom of the bullet of powder gases, using the data from the table above:

,

где φ - коэффициент учета вторичных работ расширения пороховых газов, который определяется по зависимости

, причем коэффициенты a=1.1; b=1/3 для стрелкового оружия, а вес заряда ω=1,768 г и вес пули q=14.2 г взяты из таблицы. Таким образом, найдем

. Для определения массы пули m необходимо вес пули q разделить на ускорение свободного падения g=9,81 м/сек², т.е. имеем:where φ is the coefficient of accounting for the secondary expansion of powder gases, which is determined by the dependence

, and the coefficients a = 1.1; b = 1/3 for small arms, and the charge weight ω = 1,768 g and the bullet weight q = 14.2 g are taken from the table. Thus, we find

. To determine the mass of a bullet m, it is necessary to divide the weight of a bullet q by the acceleration of gravity g = 9.81 m / s ² , i.e. we have:

.

Подставив найденные численные величины в формулу, определим дульную скорость:Substituting the found numerical values in the formula, we determine the muzzle velocity:

.

Расчетная начальная дульная скорость предлагаемой пули в несколько раз выше, чем начальные дульные наибольшие скорости метания из известных в мировой практике систем стрелкового оружия. Кроме того, выстрел является безгильзовым и с пониженным уровнем звука, поскольку пороховые газы запираются внутри пули и достигают объекта прицеливания вместе с пулей, при ударе о который, взрываясь, пуля может произвести значительные разрушения.The estimated initial muzzle velocity of the proposed bullet is several times higher than the initial muzzle maximum throwing speeds of small arms systems known in world practice. In addition, the shot is sleeveless and with a reduced sound level, since the powder gases are locked inside the bullet and reach the aiming object along with the bullet, upon impact of which, when exploded, the bullet can cause significant damage.

Боеприпас будет обладать пониженным уровнем звука, т.к. при такой скорости метания пуля при движении по траектории издает свистящий звук вследствие трения о воздух, но сила звука при этом меньше, чем при истечении из ствола пороховых газов при выстреле.Ammunition will have a reduced sound level, as at such a throwing speed, the bullet makes a whistling sound when moving along the trajectory due to friction against air, but the sound power is less than when the powder gases flow out of the barrel during a shot.

Claims

1. A cartridgeless case containing a powder charge with a capsule, a concentric groove in which a steel retaining ring is located, tides sliding coaxially in the grooves of the weapon barrel, and made in the form of a hollow bullet with trapezoidal multi-thread on the inner surface and a hollow piston with single-turn multi-start corresponding thread forming a screw pair, characterized in that the bullet is equipped with an internal powder chamber, a part of the powder charge is placed in the piston cavity with a pressed in bottom about the capsule, while on the piston surface there are made rectangular guiding protrusions that serve as a supporting surface for single-turn multi-thread coils of trapezoidal thread, sliding in the grooves of a fixed cylindrical stop covering the piston and fixedly installed between the edge of the internal powder chamber and a steel retaining ring with lead gaskets inserted into the groove and the stop was pulled out of the bullet by an animated conical surface on which tides are installed having lateral guides on top spine at an angle equal to the angle of the rifling to the axis of the barrel of the weapon, and the end of which is closed by a steel ring connected to the inner surface of the rival cone with an axial hole, into which the striker pusher is inserted to impact the striker of the weapon, which transfers the striking energy of the striker through extension rings, segmented in cross section, rigidly connected with the pusher, and with the striker - normalized connection to the cut.

2. The sleeveless cartridge according to claim 1, characterized in that the extenders are located in their respective grooves, made on the inner surface of the cylindrical stop, the depth of which is less than the thickness of the cylindrical wall of the stop and equal to the thickness of the segment-annular section of the extenders holding the strikers at a distance of not more than 1 mm from the bottom of the capsule.

3. The sleeveless cartridge according to claim 1, characterized in that the end face of the conical lively surface of the stop is hermetically sealed with a corrosion-resistant metal foil.