Дульный тормоз-компенсатор-пламегаситель и способ его изготовления
Дульный тормоз-компенсатор-пламегаситель содержит монолитный корпус цилиндрической формы с внутренними перегородками рельефной формы и отверстиями, расположенными под углом к продольной оси устройства, соединительную муфту с наконечником с внутренней и внешней резьбой. Предлагается способ изготовления дульного тормоза-компенсатора-пламегасителя, при котором используется технология селективного лазерного сплавления из металлопорошковой композиции на 3D-принтере с последующим спеканием в высокотемпературной камере. Технический результат – снижение массы, повышение прочности конструкции и безопасности стрельбы, уменьшение отдачи и подброса оружия, снижение заметности и шума при стрельбе. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Дульный тормоз-компенсатор-пламегаситель по целевому назначению является дульным тормозным компенсатором-пламегасителем торцевым (консольным), предназначенным для использования в любительской и промысловой охоте, спортивно-тренировочной подготовке к владению оружием, а также для тактического применения подразделениями сил специальных операций, войскового спецназа, боевыми пловцами и бойцами специальных подразделений Росгвардии.
Дульный тормоз-компенсатор-пламегаситель (ДТКП) устанавливается на стволы гражданского и служебного нарезного ручного оружия в самых разных калибрах, а также на гладкоствольное оружие со сверловкой Ланкастера.
Устройство состоит из двух основных частей:
1. Монолитный корпус цилиндрической формы с внутренними перегородками рельефной формы и отверстиями, расположенными под углом к продольной оси устройства.
2. Соединительная муфта с наконечником с внутренней и внешней резьбой.
Корпус и соединительная муфта жестко соединены между собой при помощи резьбы и зафиксированы от раскручивания специальным клеевым составом.
Известны патенты на изобретения РФ №2611461 «Надульное устройство ствола огнестрельного оружия», 2678910 «Дожигатель», 2681407 «Дульное устройство стрелкового оружия», 2694304 «Интегрированный глушитель для ствола винтовки», 2709294 «Надульное устройство для гладкоствольного охотничьего оружия», 2741127 «Реактивный дульный тормоз консольный».
Данные устройства имеют ряд недостатков и более низкие технические характеристики, такие как:
– Большая масса и как следствие:
а) неудобство управления оружием из-за сильного изменения его баланса, потеря стрелком чувства тактильной вкладки и удобства при стрельбе в динамике; при прицеливании оружие начинает «клевать» стволом вниз, что затрудняет производство точного и быстрого выстрела;
б) за счёт большой массы устройства (как правило, 500…600 г), закреплённого на торце вывешенного ствола, в процессе выстрела происходит сильное изменение амплитуды колебания ствола и как следствие – заметное изменение положения средней точки попадания при использовании ДТКП по сравнению со стрельбой без него.
Перед использованием тяжёлого ДТКП из стали, алюминиевых сплавов и литьевого титана стрелок вынужден заново пристреливать оружие и расходовать боеприпасы для приведения оружия к нормальному бою, а при снятии – опять повторять операцию по повторной пристрелке оружия.
– Звук выстрела уменьшается незначительно;
– Комбинированная, собранная из множества разнородных по материалу деталей конструкция: детали с разным температурным коэффициентом расширения и другими разнородными физическими параметрами имеют также и разную стойкость к температурной эрозии при экстремальном давлении и высочайшей температуре в процессе выстрела. Из-за этого возникает неравномерный износ деталей и снижается точность их сопряжения в составе общей конструкции.
– Отсутствие возможности установки устройства без создания помех штатному прицельному устройству на дульном срезе ствола, за счёт использования корпусов большого диаметра (более 44 мм). Корпуса более 50 мм уже, как правило, не позволяют использовать штатные прицельные приспособления.
Задачами данного изобретения являются:
– Разработка дульного тормоза-компенсатора-пламегасителя консольного типа минимально возможной (для данного типа устройств) массы;
– Разработка дульного тормоза-компенсатора-пламегасителя консольного типа с минимально возможными внешними габаритами при сохранении высокой степени эффективности по снижению звука;
– Используя 3D-технологию изготовления на основе метода селективного лазерного сплавления из металлопорошковой композиции и применяемый материал, получить:
а) ДТКП с максимально эффективной, сложной конфигурацией внутренних камер монолитного корпуса, простой двухкомпонентной конструкцией и максимально возможным снижением звука выстрела при использовании как штатных боеприпасов (со стандартной сверхзвуковой начальной скоростью пули 650-900 м/с), так и «дозвуковых» боеприпасов (с начальной скоростью пули 290-310 м/с)
б) ДТКП с максимально прочным корпусом, способным выдерживать выстрелы мощных калибров оружия (до .50BMG)
в) ДТКП с корпусом из материала, способного длительное время противостоять коррозии, высокотемпературной эрозии, внешним механическим воздействиям в процессе эксплуатации;
– Создать за счёт высоких прочностных характеристик устройство ДТКП, максимально безопасное для стрелка;
– Возможность использования устройства без создания помех штатным механическим прицельным приспособлениям оружия;
– Снижение отдачи оружия на 20…25%;
– Уменьшение подброса ствола в момент выстрела;
– Минимальный увод СТП (Средней Точки Попадания) при использовании устройства по сравнению со стрельбой без него.
Технический результат.
Минимально возможная масса (для устройств подобного типа) в сочетании с высочайшей прочностью и безопасностью устройства для стрелка (аналогичные технология и материал используются в авиа- и космической промышленности для создания турбин, работающих в условиях экстремальных температур, давления, а также высоких механических нагрузок). Изготовленный из этого материала и по данной технологии ДТКП практически не ощутим на оружии. У стрелка при использовании данного ДТКП не меняется ни тактильная вкладка, ни вскидка оружия к плечу, ни поводка при прицеливании, что положительно сказывается на точности стрельбы, особенно в динамике, по быстро движущимся целям.
За счёт технологической возможности создания внутренней конфигурации устройства любой сложности в данной конструкции удалось достичь высочайшей эффективности устройства по снижению уровня звука выстрела, в значительной степени снизить отдачу и подброс ствола оружия, убрать дульную вспышку выстрела и снизить вредное воздействие продуктов горения пороха и материалов снаряда на стрелка.
Технология изготовления и применяемые материалы также позволили значительно уменьшить внешние габариты устройства без потери его эффективности по всем параметрам. Устройство даёт возможность установки на дульном срезе ствола без создания помех штатным прицельным приспособлениям – корпус устройства не перекрывает штатные механические прицельные приспособления и позволяет стрелку продолжать ими пользоваться без обязательного перехода на прицеливание через оптический (коллиматорный, ночной, цифровой или тепловизионный) прицел.
Благодаря малым габаритам устройства исключены возможные влияния световых бликов от корпуса ДТКП на оптику нештатных прицелов.
За счет простой сборочной двухкомпонентной конструкции устройства и возможности использования присоединительных муфт с различной присоединительной резьбой, устройство легко адаптируется к разным типам оружия с любыми параметрами присоединительной резьбы на стволе.
Технология производства устройства позволяет изготавливать его под разные калибры от .17HMR до .338 Lapua Magnum. За счёт использования технологически очень точного, неразборного (монолитного) корпуса сложной внутренней конфигурации и всего двух элементов, из которых состоит конструкция устройства в целом, многократно возрастает его прочность, исключаются возможные погрешности, несоосности и дефекты сборки и производства, имеющие место быть у «сборных» изделий подобного рода и состоящих из множества сочленяемых (собираемых в одно целое) компонентов.
За счёт использования применяемого материала, например, TiAl6V4 «Титан Grade 5», в данном устройстве были получены следующие полезные свойства:
– высокая прочность (сплав Титан Grade 5 почти в 2 раза прочнее сплава Титан Grade 2);
– отличная коррозийная стойкость;
– низкая плотность материала Титан Grade 5 (4.51 г/см3, примерно, вдвое меньше стали A4 AISI 316) и, как следствие, малая масса устройства;
– высокая жаропрочность устройства;
– высокая стойкость устройства к высокотемпературной эрозии и большой срок службы устройства, превышающий средний срок службы нарезного ствола оружия (определяемый износом полей нарезов ствола с последующим снижением кучности стрельбы).
Еще одно свойство, которое выделяет монолитные ДТКП нашего производства из этого материала, – это высокое соотношение прочность/масса. Поэтому ДТКП из этого материала идеально подходит для ситуаций, где требуется высокая прочность при малой массе конструкции.
Кроме этого, ДТКП из TiAl6V4 превосходно противостоит коррозии в солёной морской воде, что позволяет использовать устройство в прибрежных морских зонах, в условиях высадки десанта, а также применять его боевыми пловцами специальных подразделений и Росгвардии РФ.
Сущность изобретения поясняется изображениями, где:
На фиг. 1 изображен общий вид корпуса устройства со стороны резьбового присоединения к оружию без установленной присоединительной муфты.
На фиг. 2 изображен общий вид устройства со стороны пульного выхода.
На фиг. 3 изображен продольный разрез корпуса устройства.
На фиг. 4 изображен фрагмент продольного разреза серийного устройства с установленной присоединительной резьбовой муфтой.
Рабочая цилиндрическая часть монолитного корпуса устройства (1) плавно сопрягается с монтажной частью меньшего диаметра (2), в которую устанавливается резьбовая присоединительная муфта (9). Плавность сопряжения цилиндров разного диаметра исключает возможность зацепиться устройством за одежду, кусты, ветки, другие препятствия, а также не позволяет грязи и воде накапливаться в острых углах устройства.
Передняя стенка монолитного корпуса устройства (6) имеет форму параболоида и выполняет функцию фокусировки акустических колебаний, вызванных выстрелом, в направлении выстрела – противоположном от стрелка, что значительно уменьшает сферическое распространение звука в пространстве и снижает громкость звука выстрела не только для стрелка, но и для людей, находящихся рядом со стрелком.
Перегородки (3), являющиеся неотъемлемой частью монолитного корпуса устройства сложной внутренней конфигурации, разделяют внутреннюю полость устройства на шесть камер.
По центру каждой перегородки выполнено сквозное отверстие (7), соосное каналу ствола оружия. Диаметр отверстия (7) соответствует диаметру пули соответствующего калибра и рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить беспрепятственный пролет пули сквозь устройство к пульному выходу (5) на передней стенке корпуса устройства (6), при этом для обеспечения максимально эффективного снижения громкости звука выстрела зазор между пулей и стенками каждого перегородочного отверстия и пульного выхода минимален.
Каждая перегородка расположена под углом к оси корпуса устройства.
Стенка каждой перегородки со стороны дульного среза оружия выполнена рельефной. Рельеф представляет собой полуцилиндрические борозды с общими образующими.
Наклон и рельефная поверхность каждой перегородки со стороны дульного среза оружия способствуют максимально длительному удержанию пороховых газов в пределах корпуса устройства за счет формирования внутренних вихревых потоков.
Ближняя к дульному срезу оружия перегородка снабжена группой сквозных отверстий (4), позволяющих снизить давление пороховых газов в первой камере после удара газовой струи и обеспечить более равномерную циркуляцию газов между камерами.
Также, с целью улучшения циркуляции пороховых газов между камерами, в каждой перегородке выполнено по одному сквозному перепускному отверстию (8) меньшего диаметра. Эти отверстия соосны и располагаются в непосредственной близости к боковой стенке корпуса устройства.
Принцип действия дульного тормоза-компенсатора-пламегасителя консольного заключается в следующем.
Дульный тормоз-компенсатор-пламегаситель консольный принимает исходящий из канала ствола удар газовой струи по поверхности первой перегородки, выполненной в монолитном корпусе.
Этот удар создает импульс силы, направленный против действия отдачи, чем достигается уменьшение энергии отдачи всей системы.
Вслед за первой перегородкой стоят вторая, третья, четвертая и т.д. перегородки, которые также получают удар газовой струи, и повторно создают импульс силы, направленный против действия отдачи.
Пороховые газы, проходя через внутренние объемы камер устройства, расширяются и охлаждаются, а в конечном итоге сбрасываются в атмосферу через пульный выход в передней стенке корпуса устройства.
Совокупным действием всех этих факторов достигается эффект снижения уровня звука выстрела.
Не сгоревшие в стволе гранулы пороха догорают в замкнутых объемах внутренних камер устройства, благодаря чему значительно снижается вспышка, сопровождающая дульный взрыв пороховых газов.
Предложенное техническое решение выполнения дульного тормоза-компенсатора-пламегасителя в виде монолитного устройства сложной внутренней конфигурации не известно по доступным источникам информации и может быть практически реализовано в серийном производстве по технологии селективного лазерного сплавления из металлопорошковой композиции на 3D принтере с последующим спеканием в высокотемпературной камере, то есть соответствует критериям патентоспособности. Данная операция увеличивает прочность материала еще на 10-20% за счёт значительного уменьшения пористости материала.
1. Дульный тормоз-компенсатор-пламегаситель, содержащий рабочую цилиндрическую часть монолитного корпуса устройства (1), плавно сопрягающуюся с монтажной частью меньшего диаметра (2), в которую устанавливается резьбовая присоединительная муфта (9); передняя стенка монолитного корпуса устройства (6) имеет форму параболоида, выполненную с возможностью фокусировки в направлении от стрелка акустических колебаний, вызванных выстрелом; перегородки (3), разделяющие внутреннюю полость устройства на шесть камер; по центру каждой перегородки выполнено сквозное отверстие (7), соосное каналу ствола оружия, причем диаметр отверстия (7) соответствует диаметру пули соответствующего калибра с обеспечением беспрепятственного пролета пули сквозь устройство к пульному выходу (5) на передней стенке корпуса устройства (6), при этом зазор между пулей и стенками каждого перегородочного отверстия (7) и пульного выхода (5) минимален; каждая перегородка (3) расположена под углом к оси корпуса устройства (1); стенка каждой перегородки со стороны дульного среза оружия выполнена рельефной в виде полуцилиндрических борозд с общими образующими для формирования внутренних вихревых потоков; ближняя к дульному срезу оружия перегородка снабжена группой сквозных отверстий (4) для снижения давления пороховых газов в первой камере после удара газовой струи и обеспечения циркуляции газов между камерами; причем в каждой перегородке выполнено по одному сквозному перепускному отверстию (8) меньшего диаметра для циркуляции пороховых газов между камерами, эти отверстия соосны и располагаются в непосредственной близости к боковой стенке корпуса устройства.
2. Способ изготовления дульного тормоза-компенсатора-пламегасителя, характеризующийся тем, что применяют технологию селективного лазерного сплавления из металлопорошковой композиции на 3D-принтере с последующим спеканием в высокотемпературной камере.
