Травматический патрон для пистолетов с продольно скользящим затвором и пистолет с продольно скользящим затвором
Группа изобретений относится к боеприпасам и оружию, а именно к патронам для пистолетов с продольно скользящим затвором, которые предназначены в основном для иммобилизации правонарушителей путем несмертельного поражения. Травматический патрон для пистолета с продольно скользящим затвором содержит гильзу, фланец которой образован проточкой, метательный заряд и по меньшей мере одну пулю, полностью или частично изготовленную из эластичного материала. Причем дульцевая часть гильзы выполнена суженной и имеет длину не менее 0,13 диаметра пули. Угол между линией, соединяющей крайние точки образующей внешней поверхности дульца, и осью патрона составляет 8-26°. Пистолет с продольно скользящим затвором для применения травматического патрона содержит приспособление с полостью для удержания патрона в процессе выстрела с по меньшей мере одной пулей, полностью или частично изготовленной из эластичного материала. Участок полости упомянутого приспособления, предназначенный для восприятия давления пули через стенки гильзы патрона, выполнен такой формы, что угол между осью упомянутой полости для удержания патрона и линией, соединяющей крайние точки образующей поверхности этого участка полости, составляет 8-38°. Группа изобретений обеспечивает расширение арсенала средств активной обороны, оптимизацию параметров выстрела пули при отрицательной температуре окружающей среды, снижение вероятности застревания пуль в пистолете. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Заявленное изобретение относится соответственно к боеприпасам и оружию для их применения, а именно к патронам для пистолетов с продольно скользящим затвором, а также собственно к пистолетам с продольно скользящим затвором, которые предназначены в основном для иммобилизации правонарушителей путем несмертельного механического поражения.
Из уровня техники известны патроны для травматического оружия, включающие гильзу и метаемое снаряжение, частично выполненное из упругодеформируемого (эластичного) материала, в данном случае резины [1]. Дульцевая часть гильзы не предназначена для деформации пули и процесса форсирования горения порохового заряда, поэтому не имеет сужения, в связи с чем дополнительно предусмотрено специальное приспособление (газогенератор), необходимое для неизвлекаемости метаемого снаряжения и обеспечения баллистических параметров выстрела. Наличие дополнительного устройства предопределяет сложность этих патронов. Кроме того, отсутствие сужения дульцевой части и наличие закраины фланца гильзы характерны для применения только в неавтоматическом ручном оружии, имеющем весьма ограниченное распространение, каковым, как следствие, является пистолет для выстреливания указанных патронов [2].
Из уровня техники известен также патрон, наиболее приближенный к заявленному техническому решению по совокупности конструктивных признаков, который выбран в качестве прототипа [3]. Он содержит гильзу с сужающимся дульцем и с фланцевой частью, образованной проточкой, характерной для полуавтоматических пистолетов с продольно скользящим затвором, капсюль-воспламенитель, метательный заряд, метаемое снаряжение в виде шаровидной резиновой пули. Согласно результатам измерений натурных образцов длина дульцевой части, предназначенной для деформации пули во время выстрела (далее «дульцевая часть»), составляет более 0,13 диаметра пули. В свою очередь, угол между линией, соединяющей крайние (начальную и конечную) точки образующей внешней поверхности дульцевой части, и осью патрона, составляет более 29° (фактически от 29,5 до 45° у различных изделий).
Из уровня техники известен также пистолет, предназначенный для использования травматических патронов с эластичной (резиновой) пулей и с фланцем, образованным проточкой, выбранный в качестве прототипа [3]. Образец является полуавтоматическим, поэтому имеет продольно скользящий затвор, характерный для ручного самозарядного оружия, и деталь, формирующую полость для удержания патрона готовым к выстрелу и в процессе выстрела, в данном случае патронник. Участок поверхности полости, предназначенный для взаимодействия с дульцевой частью гильзы, фактически представляет собой геометрическую фигуру, образованную вращением прямой линии вокруг оси полости под углом 45°.
Следует заметить, что пистолетные патроны с пулями из эластичного легкого материала и собственно пистолеты, предназначенные для использования этих патронов, недостаточно широко представлены в арсенале средств нелетального (травматического) действия. Кроме того, недостатком аналогов являются неоптимальные геометрические параметры дульцевой части гильзы, предназначенной для деформации пули и соответствующей поверхности патронника, что приводит не только к затруднениям в проектировании деталей оружия, обеспечивающих подачу патрона в позицию для выстрела, но и к застреваниям метаемого снаряжения (а именно резиновых пуль) в пульном входе или канале ствола, в особенности при отрицательной температуре воздуха.
Последнее имеет место потому, что крутые скаты дульцевой части и патронника не способствуют постепенной радиальной деформации метаемого снаряжения, вызывая чрезмерное осевое сопротивление движению пули. Под ее воздействием стенки дульцевой части в начальной фазе выстрела фактически отталкиваются от соответствующих поверхностей патронника и вытягиваются назад из пространства между метаемым снаряжением и поверхностью патронника. Частота такого явления у прототипов существенно увеличивается при естественном попадании несгоревших (в процессе предыдущего выстрела) порошин и даже малых фрагментов резиновых пуль между поверхностью полости патронника и дульцевой частью патрона. Образовавшийся в этом случае зазор способствует нежелательной деформации дульцевой части гильзы, поскольку она опирается не на поверхность полости патронника, а на легко деформируемые посторонние фрагменты. Влияние негативных факторов максимизируется при утрате эластичности пуль, являющейся следствием снижения температуры окружающей среды, в частности зимой. Вероятность застревания пуль увеличивается также при использовании гильз с длиной в нижней части поля допуска.
При вышеописанном развитии процесса метаемое снаряжение не получает должного движения вперед и практически вся энергия выстрела утилизируется в запредельной скорости отката продольно скользящего затвора, что может привести не только к трудноустранимой задержке или поломке пистолета, но и представляет серьезную опасность для стрелка. Нежелательные явления усугубляются небольшой массой подвижных частей пистолета с продольно скользящим затвором, характерной для оружия, использующего патроны с легким травматическим снаряжением.
При актах самозащиты чаще других встречаются ситуации, когда целесообразно иммобилизовать правонарушителя, а не причинить ему смерть. Поэтому основной задачей, на решение которой направлено техническое решение, является расширение арсенала средств активной обороны несмертельного действия, а именно создание пистолетного патрона с упруго деформируемым метаемым снаряжением и полуавтоматического (как наиболее приемлемого и популярного) пистолета для его использования.
Другими целями заявленного являются:
оптимизация параметров выстрела эластичной, в частном случае резиновой пулей (пулями), при отрицательной температуре окружающей среды и снижение вероятности застревания пуль в пистолете с продольно скользящим затвором;
снижение вероятности утыканий патрона (в полуавтоматическом пистолете с продольно скользящим затвором) при его подаче с линии досылания в позицию готовности к выстрелу, например, в патронник, в особенности в условиях большой разницы скоростей отката затвора, характерной для нестабильных внутрибаллистических параметров выстрела легким упругодеформирумым снаряжением.
Указанные цели достигаются оптимизацией геометрии дульцевой части (предназначенной для деформации метаемого снаряжения во время выстрела) в патроне, содержащем метательный заряд и метаемое снаряжение в виде пули (пуль), полостью или частично выполненной(ых) из эластичного материала (например, резины), размещенной(ых) в гильзе с фланцевой частью, образованной проточкой, с сужающейся (обжатой) дульцевой частью при ее длине более 0,13 диаметра пули.
От прототипа патрон отличается положением образующей поверхности дульцевой части, а именно углом между осью патрона и линией, соединяющей крайние (начальную и конечную) точки образующей (α), который составляет 8÷26°.
Для достижения целей технического решения для стрельбы этими патронами предполагается использовать пистолет, допускающий в силу своих конструктивных особенностей использование патронов с метаемым снаряжением, хотя бы частично выполненным их эластичного материала (например, резины), имеющий продольно скользящий затвор, включающий деталь или детали, формирующие полость для удержания патрона при выстреле. Соответственно пистолет отличается от прототипа положением образующей поверхности полости, предназначенной для взаимодействия с дульцевой частью гильзы. Угол между осью полости и линией, соединяющей крайние (начальную и конечную) точки вышеуказанной образующей (β), составляет 8÷38°.
Для максимизации положительного эффекта можно придать хотя бы одной пуле вытянутую форму, углубить метаемое снаряжение в гильзу относительно среза дульца. Эффект увеличивается также, когда не менее 0,8 длины образующей поверхности дульцевой части патрона и/или полости для удержания патрона (в пистолете) представляет собой прямую (или близкую к прямой) линию либо линию, вогнутую внутрь полости.
Эмпирически установлено, что при углах α=8°÷26° и β=8°÷38°:
не происходит значимой деформации (раскрытия) дульца и существенного перемещения гильзы внутри пистолета в фазе движения метаемого снаряжения внутри гильзы;
к моменту отделения метаемого снаряжения от гильзы его материал на длине перемещения не менее 0,13 диаметра пули разогревается за счет внутреннего трения, вызванного безударной существенной деформацией, и, таким образом, эластичность материала повышается до степени, максимально снижающей вероятность застревания метаемого снаряжения внутри полостей оружия.
Конструкция патрона и пистолета представлена на фигуре, где:
1 - гильза патрона.
2 - метательный заряд.
3 - метаемое снаряжение (в данном случае шаровидная пуля).
4 - продольно скользящий затвор пистолета.
5 - деталь пистолета, образующая полость, обеспечивающую удержание патрона в положении для выстрела, в данном случае патронник.
L - длина дульцевой части гильзы.
α - угол линии, соединяющей крайние точки образующей дульцевой части гильзы.
β - угол линии, соединяющей крайние точки образующей участка поверхности полости (в данном случае ската патронника), предназначенного для взаимодействия с дульцевой частью гильзы.
Пуля углублена в полость гильзы относительно среза дульца (частный случай).
В полости патронной гильзы (1), фланец которой образован проточкой (что характеризует патрон как предназначенный для использования в пистолетах с продольно скользящим затвором), имеется метательный заряд (2) и метаемое снаряжение в виде пули (3),преимущественно шаровидной, хотя бы частично выполненной из эластичного материала, например резины. Последнее является доминирующим признаком травматического оружия и позволяет метаемому снаряжению существенно изменять и восстанавливать свою первоначальную форму при движении внутри оружия во время выстрела. Пуль может быть две или более.
В свою очередь, пистолет имеет продольно скользящий затвор (4) и, как минимум, одну деталь(5), образующую полость для удержания патрона при выстреле.
При подаче патрона из магазина в полость детали (5) более пологий (в сравнении с прототипом) скат дульцевой части гильзы (1) облегчает операцию досылания. Дульцевая часть гильзы (1) имеет длину не менее L=0,13D (где D - диаметр пули) и контактирует или находится в непосредственной близости со скатом патронника. Следует заметить, что наименьшее граничное значение L определяется минимально необходимой деформацией метаемого снаряжения для целей формирования внутрибаллистических параметров выстрела и повышения эластичности пуль путем разогрева материала его внутренним трением. Наибольшее граничное значение длины L, в отличие от угла наклона образующей не является существенным для достижения целей технического решения и обусловливается конструктивными или технологическими соображениями, основными из которых являются:
необходимость обеспечения взаимодействия патронов между собой, а также с элементами деталей оружия для осуществления предназначения (в частности, дульцевая часть не может быть длиннее корпуса гильзы - в противном случае патроны не будут фиксироваться в магазине);
возможность формирования ската и дульца гильзы методом холодной штамповки (характерной для производства патронов) без образования складок и/или трещин;
количество, геометрические параметры, а также положение пуль, размещаемых в патроне.
Угол между линией, соединяющей начальную и конечную точку образующей внешней поверхности дульца, и осью патрона, составляет 8÷26°. Соответствующий угол между линией, соединяющий крайние точки образующей поверхности патронника, контактирующей со скатом гильзы, и осью патронника составляет 8÷38°.
В частных случаях исполнения:
хотя бы одна пуля имеет вытянутую форму;
метаемое снаряжение (3) углублено в полость гильзы относительно среза дульца гильзы (1);
не менее 0,8 длины образующих поверхности дульцевой части и/или соответствующей поверхности полости пистолета, предназначенной для взаимодействия с дульцевой частью патрона, представляет собой прямую (или близкую к прямой) линию либо линию, вогнутую в направлении оси патрона или полости, предназначенной для его удержания.
При выстреле пороховые газы, образуемые от сгорания метательного заряда (2), начинают перемещать метаемое снаряжение (3) внутри гильзы (1). В свою очередь, дульцевая часть гильзы (1) под воздействием метаемого снаряжения (3) прижимается к соответствующей поверхности полости детали (5). Благодаря форме ската дульцевой части гильзы и ската полости детали (5) в заявленных пределах радиальная составляющая их реактивной силы, действующей на пулю(ли) (3), в отличие от прототипа существенно превосходит осевую составляющую. Поэтому метаемое снаряжение начинает безударно деформироваться в радиальном направлении. Внутреннее трение материала пули (3) вызывает в процессе движения разогрев ее тела и соответствующее повышение пластичности, в дальнейшем облегчающее деформацию метаемого снаряжения после покидания гильзы (1). При этом в совокупность параметров, необходимых для получения положительного эффекта, входит минимальная длина сужающейся дульцевой части (определяющая зону и минимально необходимую продолжительность процесса деформации метаемого снаряжения), которая, как показывают эксперименты, должна быть не менее 0,13 диаметра пули.
При форме дульцевой части гильзы (1) и контактирующей с ней поверхности полости детали (5) пистолета, соответствующих углам линий, соединяющих крайние точки образующих, менее 8°, как правило, не обеспечивается необходимое сопротивление движению упругодеформируемой пули в начальной стадии горения пороха, что приводит к существенному снижению давления пороховых газов. В опытных стрельбах это проявлялось неполным сгоранием пороха и вялыми и/или неполными откатами затвора, сопровождающимися характерными задержками (неизвлечениями и прихватами гильз, пропусками подачи патронов и их утыканием в пенек ствола). В частности, частота задержек при экспериментальной стрельбе из травматического пистолета калибра 10×32 "Лидер" (производства Вятско-Полянского машиностроительного завода "Молот") при изменении угла α с 8° до 7° увеличивалась с 1,0% до 5,0%, из пистолета калибра 10×22 "Стил" (Турция) - с 1,0% до 12,0%, из пистолета калибра 10×22 "Вальтер Р99" (Германия) - с 0,5% до 15,5%. Перед стрельбой оружие и патроны были выдержаны при температуре около 25°С.
При стрельбе патронами, выдержанными при температуре около -25°С, при изменении угла α с 26° до 29° и наличии порошин (частиц несгоревшего пороха) в патроннике, что характерно для низких температур, имели место следующие результаты.
Из пистолетов "Лидер" - появились застревания пуль в пульном входе патронника с частотой около 10,0% и трещины гильз по дульцу и корпусу - с частотой 24,0%, при этом оба пистолета, использованные в эксперименте, вышли из строя по причине разрушения направляющей втулки.
Из пистолетов "Стил" - также получены застревания пуль в пульном входе. Их частота составила 2,5%. Во всех случаях застреваний деформировались ограничители хода затвора.
При стрельбе из пистолета "Вальтер Р99" из 9 выстрелов было получено два застревания пуль в пульном входе. Во втором случае затвор получил поперечный разрыв и испытания были прекращены.
В свою очередь, при температуре 25°С и -25°С при α=15° пистолеты "Стил" и "Вальтер Р99" функционировали практически без задержек.
Следует заметить, что согласно практике проектирования стрелкового оружия угол β с достаточной для практики точностью должен соответствовать углу α. Однако опыты показывают, что в отдельных случаях β может быть более α. Например, при стрельбе патронами на базе гильзы 10×22 с L=0,13D и α=26° из пистолета "Вальтер Р99" с β=30° и β=38° не было получено задержек. Объясняется это следующим образом.
Более крутая образующая поверхности патронника смещает область ее контакта с дульцевой частью патрона ближе к срезу гильзы, т.е. в зону, где во время выстрела в системе "пуля-гильза-патронник" возникают наибольшие составляющие активных и реактивных сил. Кроме того, подобное техническое решение создает замкнутое пространство определенного объема между поверхностями дульцевой части гильзы и патронника, не лишая их взаимного контакта. Во-первых, в этом зазоре без каких-либо негативных последствий помещаются элементы несгоревшего пороха или частицы пули, которые могут остаться от предыдущего выстрела. Во-вторых, такое относительное положение образующих дульцевой части гильзы и соответствующей поверхности патронника в условиях, когда продольно скользящий затвор пистолета опирается на гильзу (что предпочтительно для оружия, использующего легкие упругодеформируемые пули), а не на пенек ствола (последнее характерно для классического огнестрельного оружия), позволяет гильзе пружинить, т.е. изменять свою длину. Это позволяет существенно снизить вероятность застревания пуль при использовании патронов с гильзами в нижней части поля допуска по длине.
Положительный эффект максимизируется, когда:
метаемое снаряжение (3) представляет собой, как минимум, две пули, расположенные последовательно;
как минимум, одна пуля имеет вытянутую форму;
метаемое снаряжение (3) углублено в гильзу (1) относительно среза дульца, в частности, если центр масс пули (верхней пули) находится на уровне начала ската дульца.
Эти дополнения позволяют увеличить работу пороховых газов по деформации метаемого снаряжения, а следовательно, повысить температуру его материала (фактически пластичность) к моменту покидания гильзы.
Благотворно на процессе деформации метаемого снаряжения и формирования баллистических параметров выстрела сказывается приближение к прямой линии либо вогнутость внутрь полости образующих ската дульца гильзы и соответственно ската патронника, т.к. при этом увеличивается степень деформации метаемого снаряжения на начальном участке движения пули (пуль) (3) и равномерность процесса деформации тела пули во времени (с учетом увеличения ее скорости при продвижении внутри дульца). Ограничение прямого или вогнутого участков до величины 0,8 длины образующих объясняется тем, что при изготовлении поверхностей на их границах неизбежно появляются переходные зоны, форма которых трудно управляется технологическим процессом.
Источники информации
1. Описание изобретения к патенту RU 2179700.
2. Описание изобретения к патенту RU 2172460.
3. 9-мм PA патрон с резиновой пулей, ТУ 7272-042-13052820-03, производства фирмы «ТЕХКРИМ» (г.Ижевск, Гольянский пос., 8); Калашников. Оружие, боеприпасы, снаряжение, журнал 3/2004, с.67.
4. Пистолет Walther P22T производства концерна «Umarex» (Германия), распространяется фирмой «Умарекс-М» (Москва, Берсеньевская наб., 20/2).
1. Травматический патрон для пистолета с продольно скользящим затвором, содержащий гильзу, фланец которой образован проточкой, метательный заряд и по меньшей мере одну пулю, полностью или частично изготовленную из эластичного материала, причем дульцевая часть гильзы выполнена суженной и имеет длину не менее 0,13 диаметра пули, отличающийся тем, что угол между линией, соединяющей крайние точки образующей внешней поверхности дульца и осью патрона, составляет 8-26°.
2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна пуля выполнена вытянутой формы.
3. Патрон по п.1, отличающийся тем, что не менее 0,8 образующей дульцевой части гильзы имеет вид прямой или близкой к прямой линии или линии, вогнутой внутрь полости гильзы.
4. Патрон по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере одна пуля углублена внутрь гильзы относительно среза дульца.
5. Патрон по п.1, отличающийся тем, что в качестве эластичного материала пули использована резина.
6. Пистолет с продольно скользящим затвором для применения травматического патрона, содержащий приспособление с полостью для удержания патрона в процессе выстрела с, по меньшей мере, одной пулей, полностью или частично изготовленной из эластичного материала, отличающийся тем, что участок полости упомянутого приспособления, предназначенный для восприятия давления пули через стенки гильзы патрона, выполнен такой формы, что угол между осью упомянутой полости для удержания патрона и линией, соединяющей крайние точки образующей поверхности этого участка полости, составляет 8-38°.
7. Пистолет по п.6, отличающийся тем, что не менее 0,8 образующей имеет вид прямой или близкой к прямой линии или линии, вогнутой внутрь полости упомянутого приспособления.
