Ствольный комплект - RU2126520C1
Код документа: RU2126520C1
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение имеет отношение к созданию огнестрельного оружия.
Изобретение может быть полезно при создании автоматического, высокоскорострельного огнестрельного оружия и может быть использовано, например, в качестве корабельных средств противовоздушной обороны в борьбе против бомб, ракет или авиационной атаки, путем запуска большого количества снарядов в течение короткого промежутка времени. Изобретение может быть также использовано при создании индивидуального стрелкового оружия, такого как пистолет- пулемет или винтовка, которые могут иметь разовое применение.
В настоящее время в большинстве видов огнестрельного оружия используется патрон (комплект для выстрела), который механически досылается в ствол. В таком огнестрельном оружии имеется множество движущихся частей, оно тяжелое и сложное, может заклинивать или оказаться ненадежным, и требует применения сложной системы подачи (патронов) и зарядки для поддержания высокой скорости стрельбы. Темп стрельбы автоматического огнестрельного оружия указанного типа ограничивается временем, необходимым для того, чтобы зарядить патрон, осуществить запор ствола и устранить запор ствола, а также чтобы извлечь пустую гильзу.
В самое последнее время в огнестрельном оружии стали использовать боеприпасы без гильз, которые устраняют необходимость выбрасывания пустой гильзы вслед за выстрелом. Однако в подобном огнестрельном оружии сохраняются многие из недостатков обычного огнестрельного оружия.
В настоящем изобретении ставится задача создания альтернативной системы оружия, которая позволяла бы устранить по крайней мере один из недостатков известного ранее оружия.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения, в нем предлагается ствольный комплект, включающий в себя:
ствол;
множество снарядных комплектов, размещенных по оси ствола с их плотным вводом (с запорным зацеплением) в отверстие ствола;
дискретные метательные заряды для метания соответствующих снарядных
комплектов последовательно через дуло ствола;
запальные средства (средства зажигания) для воспламенения дискретных метательных зарядов; и
средства управления для избирательного и
последовательного приведений в действие запальных средств.
Запальные средства могут быть электрическими, химическими, механическими или любыми другими подходящими запальными средствами. Обычно запальные средства являются электрическими, а средства управления представляют собой электрические средства управления, приспособленные для создания электрических импульсов зажигания для соответствующих запальных средств. Преимущественно, средства управления построены таким образом, чтобы позволить пользователю избирательно управлять интенсивностью (темпом), числом и частотой импульсов для обеспечения желательного режима стрельбы.
Средства управления могут производить огонь одиночными или сдвоенными снарядными комплектами, а также осуществлять любую другую комбинацию стрельбы. Снарядный комплект может быть круглым, может иметь обычную известную форму или иметь форму дротика, причем его конец может быть смещен для создания стабилизирующего вращения при метании дротика из ствола, который в этом случае может быть гладкоствольным. Могут также найти применение ствольные комплекты в виде удаляемых/заменяемых стволов винтовок или пистолетов.
В альтернативном варианте ствольный комплект представляет собой один из множества ствольных комплектов, а средства управления могут приводить в действие запальные средства каждого из ствольных комплектов таким образом, что производится последовательное метание множества массивов (залпов) снарядных комплектов в последовательной связи. Прицеливание и стрельба массивами снарядных комплектов могут управляться обычной радиолокационной системой управления огнем или же при помощи других известных систем управления огнем. Индивидуальные ствольные комплексы могут быть нацелены таким образом, что массив снарядных комплектов расходится в определенным диапазоне (угле), чтобы обеспечить максимальную плотность снарядных комплектов в этом диапазоне.
Альтернативно, массив снарядных комплектов может расходиться для перекрытия максимальной площади. Таким образом, среднее расстояние разделения (разноса) на мишени между снарядными комплектами в массиве может быть заранее определено и установлено в соответствии с природой мишени. Естественно, индивидуальные ствольные комплекты могут осуществлять огонь случайным образом или независимо от других ствольных комплектов.
Множество снарядных комплектов могут располагаться внутри ствола непрерывно с упором, причем снарядные комплекты могут упираться друг в друга или упираться в опорные прокладки между снарядными комплектами, что позволяет создать стойкую к сжатию колонну (столб), способную выдержать сжатие входящих в нее снарядных комплектов или метательных зарядов, возникающее в результате давления, создаваемого при стрельбе ведущими (расположенными ближе к дульному срезу) снарядными комплектами.
Метательные заряды могут быть твердыми или гранулированными, причем сжатие таких зарядов является нежелательным, более того, движение снарядных комплектов относительно ствола может приводить к смещению запальных средств относительно их соответствующих метательных зарядов.
Предпочтительным является расположение запальных средств на ведущем конце метательного заряда, чтобы минимизировать возможную потерю энергии в ускорении фронтальной части метательного заряда.
Предпочтительным является также наличие в каждом снарядном комплекте головки снаряда и удлинительных средств, которые по крайней мере частично ограничивают пространство метательного заряда. Преимущественно удлинительные средства содержат распорный блок, который идет в заднем направлении от головки снаряда и упирается в смежный снарядный комплекс.
В соответствии с одним из вариантов построения, распорный блок проходит через пространство метательного заряда и головку снаряда, за счет чего нагрузки сжатия передаются непосредственно посредством упора в соседние распорные блоки. При таком построении распорный блок может служить опорой удлинительных средств, которые могут представлять собой тонкую цилиндрическую заднюю часть головки снаряда. Более того, удлинительные средства могут образовывать рабочий уплотнительный (запорный) контакт с отверстием ствола для предотвращения утечки продуктов сгорания позади головки снаряда.
Предпочтительным является наличие в распорном блоке жесткого кольца, которое простирается в направлении наружу для входа в тонкую цилиндрическую заднюю часть пластичной головки снаряда в рабочем уплотнительном (запорном) контакте с отверстием ствола, таким образом, что осевые нагрузки сжатия передаются непосредственно между распорными блоками, за счет чего устраняется деформация пластичной головки снаряда.
В соответствии с другим вариантом, на распорном блоке и головке снаряда имеются соответствующие дополняющие клиновидные поверхности, при помощи которых головка снаряда принуждается к зацеплению с отверстием ствола в ответ на воздействие относительного осевого сжатия между распорными блоками и головкой снаряда. При таком построении головка снаряда и распорный блок могут быть загружены (заряжены) в ствол и после этого может быть приложено осевое перемещение для обеспечения хорошего уплотнения (герметизации) между головкой снаряда и стволом. Желательно, чтобы удлинительные средства принуждались к осуществлению зацепления с отверстием ствола.
Преимущественно, головка снаряда образует в своей задней части отверстие конусообразной формы, в которое входит дополнительная коническая втулка, установленная на ведущем конце распорного блока, причем относительное осевое движение между головкой снаряда и дополнительной конической втулкой вызывает возникновение распространяющейся радиально силы, которая прикладывается к головке снаряда.
Ствол может быть неметаллическим, причем отверстие ствола может содержать выемки, в которых полностью или частично размещаются запальные средства. При таком построении в стволе проходят электрические проводники, которые облегчают осуществление электрической связи между средствами управления и запальными средствами. Такое построение может использоваться в разовых ствольных комплектах, которые имеют ограниченный огневой срок службы, и поэтому запальные средства и провод или провода управления могут быть встроены при изготовлении в ствол.
В альтернативном варианте ствольный комплект имеет запальные отверстия в стволе, а запальные средства располагаются вне ствола рядом с запальными отверстиями. Ствол может быть заключен в неметаллический внешний цилиндр, который может иметь выемки для расположения в них запальных средств. Во внешнем цилиндре могут также проходить электрические провода, которые облегчают осуществление электрической связи между средствами управления и запальными средствами. Внешний цилиндр может быть образован в виде ламинированного пластикового цилиндра, который может включать в себя ламинированную печатную плату для запальных средств.
Оба из указанных вариантов могут быть выполнены в виде модульной или разовой конструкции. Ствольные комплекты могут применяться либо для непосредственного ведения с их помощью огня, либо могут использоваться при установке в кожухе.
Для увеличения безопасности ствольный комплект может содержать предохранительную защелку (переключатель взвода), объединенную с каждым из запальных средств, которая замыкается после разрядки (метания) предыдущего снарядного комплекта. Преимущественно, предохранительная защелка замыкается средствами смещения, которые нормально блокируются предшествующим снарядным комплектом. В предпочтительном варианте как головка снаряда, так и распорный блок образуют контакты переключателя, которые нормально электрически изолированы друг от друга, а электрическая цепь между стволом и телом распорного блока создается при разрядке предшествующего снарядного комплекта. При таком построении ствол, который находится в электрическом контакте с головкой снаряда, находится в контакте также с одним из электродов.
Для более полного понимания изобретения и возможности его практического осуществления дальнейшее изложение будет проведено со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых представлены типовые варианты выполнения изобретения.
На фиг. 1 показано схематически сечение одного из вариантов выполнения ствольного комплекта в соответствии с изобретением.
На фиг. 2 схематично иллюстрируется концепция использования множества ствольных комплектов в соответствии с изобретением, собранных в гондолах (многоствольной установки).
На фиг. 3 схематически показан залп снарядных комплектов при ведении огня из многоствольной установки фиг. 2.
На фиг. 4 схематически изображено сечение одного из вариантов осуществления ствольного комплекта в соответствии с изобретением, в котором снарядные комплекты имеют форму дротиков.
На фиг. 5 показано схематически сечение другого варианта осуществления ствольного комплекта в соответствии с изобретением.
На фиг. 6 изображено схематически сечение другого варианта осуществления ствольного комплекта в соответствии с изобретением.
На фиг. 7 показано схематически сечение другого варианта осуществления ствольного комплекта в соответствии с изобретением.
На фиг. 8 изображено схематически сечение другого варианта осуществления ствольного комплекта в соответствии с изобретением.
На фиг. 9 показано схематически сечение другого варианта осуществления ствольного комплекта в соответствии с изобретением.
На фиг. 10 изображено схематически сечение другого варианта осуществления ствольного комплекта в соответствии с изобретением.
На фиг. 11 показана блок-схема пистолета, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением, а на фиг. 12 и 13 изображены альтернативные формы снарядов.
Обратимся теперь к фиг. 1, на которой показаны ствольный комплект 10, содержащий ствол 12, множество сферических снарядов 14', расположенных вдоль оси ствола 12 для рабочего уплотнительного (запорного) зацепления с отверстием (дулом) ствола 12, дискретные метательные заряды 16 для метания соответствующих снарядов 14' индивидуально и последовательно через дульный срез ствола 12, запальные средства 18 для обеспечения воспламенения дискретных метательных зарядов 16, и средства управления 20 для избирательного и последовательного приведения в действие запальных средств 18. При использовании оружия производится метание (пуск) ведущего снаряда 14' после воспламенения ведущего метательного заряда 16 при помощи ведущего запального средства 18. После этого аналогичным образом производится последовательный пуск следующих снарядов 14'. Отсутствует система доставки боеприпасов или подвижные части оружия, а темп стрельбы практически ограничен только временем, необходимым для выхода из ствола каждого снарядного комплекта.
Средства управления могут содержать устройство временной задержки для управления скоростью стрельбы или синхронизирующие средства для осуществления ограниченного определенного числа последовательных запалов после включения вручную запальных средств, такого как нажатие спуска (курка). Со средствами управления может быть объединен переключатель режима, позволяющий пользователю выбирать режим ведения огня, например: до полной разрядки ствола, короткие скорострельные очереди, последовательная стрельба определенным числом снарядов, одиночные выстрелы при каждом нажатии спуска и т.п. В средствах управления преимущественно используются электронные средства управления на интегральных микросхемах, которые могут изготавливаться как часть ствольного комплекта.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 2, на которой ствольный комплект является одним из множества ствольных комплектов, а средства управления приводят в действие запальные средства каждого ствольного комплекта таким образом, что осуществляется метание последовательного множества массивов снарядов 14', как это показано на фиг. 3. Множество ствольных комплектов образуют гондолу 22, а множество гондол (многоствольной установки) установлено на передвижном лафете 24. Управление прицеливанием и огнем ствольных комплектов производится при помощи радиолокационной системы управления огнем 25, или при помощи другой известной системы.
В одном конкретном варианте осуществления каждый ствол имеет длину 2,25 м и внешний диаметр 20 мм. Длина комбинированного метательного заряда/снаряда равна 50 мм. При наличии в стволе остающегося свободного пространства 0,25 метра в ствол могут быть заряжены 40 снарядов 14' вместе с их объединенными метательными зарядами. Гондола имеет, например, размеры поперечного сечения 0,75 метра на 0,75 метра и поэтому в ней могут уместиться приблизительно 1200 ствольных комплектов. Таким образом, можно осуществить предварительную зарядку гондолы 48000 снарядами 14'.
Это обеспечивает существенную огневую мощь относительно небольшого по размерам оружия, при достижении очень высокой скорости ведения огня, принимая во внимание, что скорость ведения огня каждым индивидуальным ствольным комплектом может существенно превышать скорость, которой можно достичь при помощи обычного огнестрельного оружия. Ствольные комплекты могут быть собраны в относительно легкую по весу сотовую структуру, которая будет очень жесткой и, если это желательно, стволы могут быть сфокусированы в точке, относительно близкой к оружию с целью противодействия тенденциям распространения, вызванным расширением горячих газов взрыва, идущим в заднем направлении. Альтернативно, дефлектор в виде коробки может быть использован для предотвращения немедленного распространения газов в обратном направлении. Этот дефлектор может быть установлен с возможностью скольжения на внешней секции ствола так, чтобы он выступал позади конца стволов во время выстрела. Другой возможностью избежания такого обнаруженного эффекта является незначительное смещение стрельбы снарядами в шахматном порядке.
Обратимся теперь к фиг. 4-10, на которых показаны снарядные комплекты 14, расположенные по оси с упором для образования стойкого к сжатию столба (колонны). Нагрузки сжатия по оси создаются давлениями, возникающими в стволе за счет метания предыдущего снарядного комплекта. Сжатие может приводить к нарушению частоты воспламенения метательных зарядов, смещению запальных средств относительно соответствующих метательных зарядов или даже к преждевременному воспламенению метательного заряда.
Каждый снарядный комплект 14 содержит головку снаряда 26 и средства ограничения метательного пространства в виде распорного блока 28, который простирается по оси в заднем направлении от головки снаряда 26 и упирается в смежный снарядный комплект 14.
Головка снаряда 26 изготовлена из материала с высокой пластичностью, такого как свинец, для облегчения рабочего уплотнения со стволом 12, а распорный блок 28 изготовлен из жесткого материала, такого как сталь.
В показанном на фиг. 5 варианте выполнения распорный блок 28 имеет форму распорного цилиндра (втулки), идущего по оси от головки снаряда 26. Во внутренней полости цилиндра размещается метательный заряд 16, и она структурно упрочнена для предотвращения чрезмерного радиального расширения. Конец цилиндра приспособлен для введения в него ведущего конца следующего снарядного комплекта 14.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 6 и 7, на которых показан распорный блок 28, который проходит через головку снаряда 26 к ведущему концу головки снаряда 26, посредством чего нагрузки сжатия передаются непосредственно между смежными распорными блоками 28. Распорный блок 28 поддерживает тонкую цилиндрическую заднюю часть 30 головки снаряда 26 в рабочем уплотнительном (запорном) контакте с отверстием (дулом) ствола 12. В частности, распорный блок 28 содержит идущий радиально наружу кольцевой фланец 32, который поддерживает тонкую цилиндрическую заднюю часть 30 головки снаряда 26 в рабочем запорном контакте с отверстием ствола 12.
Обратимся теперь к рассмотрению вариантов осуществления изобретения, показанных на фиг. 9 и 10, в которых дополняющие клиновидные поверхности 34, 36 установлены соответственно на распорном блоке 28 и на головке снаряда 26, посредством чего тонкая цилиндрическая задняя часть 30 головки снаряда 26 принуждается к зацеплению с отверстием ствола 12 в ответ на нагрузку осевого сжатия, которая прикладывается к снарядному комплекту 14. Головка снаряда имеет коническое отверстие 38 в ее заднем конце, в которое входит дополняющая коническая втулка 40, установленная на ведущем конце распорного блока 28. Относительное осевое перемещение между коническим отверстием 38 и дополняющей конической втулкой 40 вызывает появление силы радиального расширения, которая прикладывается к тонкой цилиндрической задней части 30 головки снаряда 26.
В варианте выполнения, изображенном на фиг. 7, ствол 12 является неметаллическим и отверстие ствола имеет выемки 42, в которых размещены, по крайней мере частично, запальные средства 18. Ствол 12 может быть изготовлен из кевлара, углеродного волокна, армированного стеклом полимера или другого аналогичного материала. Таким образом, ствольный комплект может быть сделан легким (по весу) и разовым. В стволе 12 проходят электрические провода 44, которые облегчают электрическую связь между средствами управления и запальными средствами.
В вариантах выполнения, показанных на фиг. 8 и 9, ствол 12 имеет запальные отверстия 46, а запальные средства расположены снаружи ствола рядом с этими отверстиями. Ствол 12 заключен в неметаллический внешний цилиндр 48, причем отверстие внешнего цилиндра содержит выемки, в которых размещены, по крайней мере частично, запальные средства. Ствольный комплект может быть со скольжением введен в оболочку 50. Во внешнем цилиндре 48 проходят электрические провода 44, которые облегчают электрическую связь между средствами управления и запальными средствами 18.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 10, на которой показан переключатель взвода 52, объединенный с запальными средствами 18, который замкнут в результате метания предшествующего снарядного комплекта. В данном случае переключатель взвода 52 замкнут при помощи средств смещения 54 после осуществления метания предшествующего снарядного комплекта. Как головка снаряда 26, так и распорный блок 28 образуют контакты переключателя взвода, которые нормально электрически изолированы друг от друга изолирующим слоем 56. Электрическая цепь между стволом 12 и распорным блоком 28 создается, когда переключатель взвода 52 замыкается в ответ на запуск (метание) предшествующего снарядного комплекта. Таким образом, запальные средства 18 активизируются (взводятся) только после метания предшествующего снарядного комплекта.
На фиг. 11 показан четырехствольный револьвер 60. Стволы четырехствольного комплекта 61 расположены в виде квадрата и устанавливаются в боевое положение совпадением съемного магазина 62 четырех стволов со щелями в профиле 63 основания ствольного комплекта 61. Ствольный комплект 61 образован в виде единого целого с рукояткой 64, которая содержит электронные средства управления для запальных средств.
Магазинный блок 62 четырех стволов заряжается пятью патронами на ствол, причем это число может, естественно, изменяться в зависимости от размера магазинного блока и размера патрона. В данном варианте магазинный блок 62 имеет двадцать патронов.
Переключатель переменного темпа огня и режима стрельбы 66 предусмотрен для осуществления избирательного управления цепями электронного зажигания в магазинном блоке 62, которые электрически соединяются с цепями в револьвере через контакты, которые замыкаются при установке магазинного блока 62 в нужное положение. Переключатель 66 позволяет регулировать электронные средства управления для того, чтобы предоставить пользователю возможность вести огонь одиночными выстрелами при каждом нажатии спуска 65 ( до четырех патронов одновременно) или в автоматическом режиме до израсходования всех патронов во всех стволах. Также может быть предусмотрена предохранительная защелка 68, которая электрически блокирует оружие. Преимущественно, патроны являются разовыми и могут иметь различный формат, так что пользователь имеет возможность выбрать и/или быстро заменить тип комплекта выстрела при стрельбе.
Снаряды для использования с описанными выше вариантами выполнения изобретения могут иметь внешние нарезы или ребра, как это показано на фиг. 12 и 13. Ребра 70 предусмотрены на носовой части снаряда для придания снаряду вращения при полете. Показанная на фиг. 12 7,62мм пуля 71 имеет четыре спиральных ребра 70, идущие от носа пули. Ребра имеют среднюю высоту 1, 5 мм и простираются в носовой части пули, а не по всей ее длине. Шаг выбран соответствующим образом, чтобы обеспечить единственный оборот пули относительно ее продольной оси на каждом пройденном пулей метре дистанции.
Естественно, могут быть использованы, если это желательно, два или больше спиральных ребра, равномерно смещенные вокруг носика пули. Более того, высота ребер, длина ребер, шаг или степень спиральности, а также геометрическая кривая, образующая спираль, могут изменяться для соответствия желательным полетным характеристикам. Ребра могут также проходить на всю длину пули. Профиль поперечного сечения спиральных ребер может быть относительно плоским или высоким (крутым), в зависимости от предполагаемого назначения боеприпаса и от желательной степени воздействия воздушного потока.
Как показано на фиг. 13, ребра 70 могут иметь крутую ведущую сторону 72, которая распространяет сопротивление воздушного потока по всей пуле и принуждает пулю вращаться, а также плоский верхний участок 73 и задние стороны 74, которые мягко переходят в поверхность пули.
Такой боеприпас может также с успехом использоваться в оружии со стволом с нарезами. Также как спирали на пуле будут способствовать созданию вращения при полете, то нормальное давление, прикладываемое краем полей нареза к мягкому металлу пули, может быть уменьшено. Поэтому не требуется, чтобы нарезка шла по всей длине пули. Скорее в этом случае достаточно иметь небольшую расширяющуюся полоску газовой запорной системы Мини (Minie), которая может содействовать ускорению вращения пули. При встрече с мягкими целями спиральная пуля в соответствии с настоящим изобретением будет иметь тенденцию увеличения давления на ребра за счет сохранения высокой частоты вращения, по мере ее проникновения через материал мишени.
Необходимо, естественно, понимать, что выше был описан только пример осуществления изобретения, все модификации и вариации которого ясны для специалистов в данной области и которые, вероятно, подпадают под объем патентных притязаний изобретения, установленный его формулой изобретения.
Реферат
Изобретение относится к огнестрельному оружию. Ствольный комплект содержит ствол, снарядные комплекты, установленные по оси ствола, метательные заряды, запальные средства и средства управления. Снарядные комплекты последовательно выстреливаются из ствола. Настоящее изобретение позволяет создать автоматическое, высокоскорострельное огнестрельное оружие, используемое в качестве корабельных средств противовоздушной обороны в борьбе против бомб, ракет и авиационной атаки путем запуска большого количества снарядов в течение короткого промежутка времени. Изобретение может быть также использовано при создании индивидуального стрелкового оружия, такого, как пистолет-пулемет или винтовка, которые могут иметь разовое применение. 17 з.п. ф-лы, 13 ил.
