Огнестрельное оружие низкой летальности и соответствующий способ стрельбы пулей низкой летальности - RU2378597C2
Код документа: RU2378597C2
Чертежи
Описание
Данное изобретение относится к огнестрельному оружию низкой летальности и связанному с ним способу стрельбы пулей низкой летальности.
Область так называемого оружия "низкой летальности" включает оружие, предназначенное для нанесения организму человека ограниченного и по возможности обратимого повреждения, которое, тем не менее, способно вызвать мгновенное ограничение дееспособности или удержать пораженного субъекта от совершения противозаконного или преступного действия.
Термин "низкая летальность" имеет точное значение, отличие которого по существу от термина "отсутствие летальности" будет более ясно далее. "Низкая летальность" относится к характеристике, при которой процент появления телесной травмы с необратимым повреждением или летальным исходом ограничен (этот процент зависит от биологических параметров субъекта, которому нанесен удар - возраста, пола, размера тела, любых имеющихся патологий и т.д., а также части тела, подвергнувшейся удару), в то время как понятие "отсутствие летальности" относится к травме, которая по своей природе не может вызвать необратимого повреждения.
В настоящее время известны различные виды оружия или систем оружия с отсутствием летальности или с низкой летальностью. Способ, на котором основано воздействие, вызывающее временную недееспособность, может быть электрическим разрядом (непосредственным или перенесенным на цель посредством двух штырей, соединенных с оружием проводами) или, например, вдыханием раздражающего вещества, перенесенного к цели снарядом с весьма низкой кинетической энергией. Эти системы, как правило, принадлежат к категории оружия с отсутствием летальности, поскольку электрический шок или воздействие раздражающего реагента можно "регулировать" с гарантией некоторой вероятности того, что субъект, подвергшийся воздействию, не получит необратимого повреждения или не умрет.
Хотя мы можем отнести к системам низкой летальности те системы оружия, которые основываются на воздействии, вызывающем потерю дееспособности, например, на кинетическом воздействии удара снаряда по цели, они, как будет ясно из последующего изложения, находятся под влиянием изменчивости вышеперечисленных параметров и не только их.
Известно, что сильное воздействие самой по себе массы, обладающей относительной упругостью или возможностью деформирования, брошенной с некоторой скоростью до соприкосновения со скелетной или мускульной структурой, может вызвать простое раздражение, значительное ощущение боли, сопровождаемое стадией временной потери дееспособности, которая приводит субъект в пассивное состояние или вызывает необратимую травму при повреждении органов или проникновении в них, разрушение сегментов скелета или даже вызывает смерть из-за кровотечения, вызванного повреждением сосудов, или аритмию сердца, повреждения мозга и т.д.
Как было отмечено выше, изменчивость воздействия зависит от различных биологических параметров пораженного субъекта, на которые, к сожалению, что является очевидным, невозможно повлиять, чтобы подогнать их к какому-то стандарту.
Более того, для системы оружия с кинетическим воздействием низкой летальности подобная изменчивость также зависит от типичных параметров средства нападения, другими словами от формы, размера, материла и кинетической энергии снаряда.
Если является верным и очевидным то, что большая часть пластмасс "более мягко" взаимодействует с целью, являющейся человеком, увеличивая площадь поверхности воздействия удара, то также верно и очевидно, что энергия воздействующего снаряда является параметром, который тесно связан с вызываемым повреждением.
Это означает, что при слишком низкой энергии поставленная задача (ограничение дееспособности) может быть не выполнена, в то время как при слишком высокой энергии можно нанести необратимую травму.
Из опыта, описанного в литературе, предлагается ориентировочный показатель уровня энергии, которой может обладать снаряд низкой летальности; тем не менее, этот показатель должен быть оптимизирован с учетом конкретных характеристик самого снаряда.
При обзоре видов персонального оружия, базирующегося на воздействии кинетической энергии и уже имеющегося на существующем рынке, и анализе их характеристик, а также изучении баллистических характеристик используемых снарядов, мы можем сделать заключение, что эффективное расстояние для взаимодействия с целью ограничено максимум 20-25 метрами, и такой диапазон расстояний является допустимым максимумом, учитывающим падение скорости, а следовательно, и энергии снаряда вдоль его траектории. Следовательно, более длинные расстояния являются несовместимыми с указанным падением скорости и, следовательно, энергии, если мы намереваемся выполнить критерий низкой летальности, который определяет воздействие на цель конкретной кинетической энергии.
Целью данного изобретения является создание огнестрельного оружия и способа для стрельбы пулей низкой летальности, в которых преодолены описанные недостатки известной техники.
Другой целью является создание огнестрельного оружия и способа стрельбы пулей низкой летальности, основанных на кинетическом воздействии пули на цель.
Еще одной целью является создание огнестрельного оружия низкой летальности, в котором можно регулировать сообщенную пуле энергию изменением скорости снаряда в дульной части ствола, и связанного с ним способа стрельбы пулей низкой летальности.
Другой целью данного изобретения является создание чрезвычайно простого, практичного и недорогого огнестрельного оружия низкой летальности.
В соответствии с данным изобретением эти цели достигаются созданием огнестрельного оружия низкой летальности и связанного с ним способа стрельбы пулей низкой летальности, охарактеризованных в независимых пунктах формулы изобретения.
Другие характеристики изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Характеристики и преимущества предлагаемых огнестрельного оружия низкой летальности и связанного с ним способа стрельбы пулей низкой летальности станут более ясными из последующего описания, которое приводится в качестве не ограничивающего примера, со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых:
фиг.1 и 2 представляют, соответственно, вид сбоку и сверху огнестрельного оружия низкой летальности, которое является целью данного изобретения;
фиг.3 представляет собой вид в аксонометрии с частичным разрезом части оружия, показанного на фиг.1
фиг.4 представляет собой вид части, приведенной на фиг.3, с разрезом по линии IV-IV, показанной на фиг.2;
фиг.5 и 6 представляют собой увеличенные виды в аксонометрии стравливающего клапана оружия низкой летальности, являющегося целью данного изобретения;
фиг.7 представляет собой увеличенные вид в аксонометрии части ствола оружия, являющегося целью изобретения, в зоне стравливания;
Фиг.8 показывает схематическую диаграмму состояния давления в зависимости от времени после выстрела.
Обратимся к чертежам, на которых огнестрельное оружие низкой летальности, в целом обозначенное позицией 10, содержит пусковую систему 12 для пуль или снарядов низкой летальности, также как и для обычных летальных снарядов, устройство 13 для регулирования скорости пули, прибор 14 для оценки расстояния до цели, а также средства механического соединения между указанными устройством 13 и прибором 14.
Пусковая система 12, показанная в качестве примера на фиг.1, представляет собой систему "помпового" типа 12 калибра с нарезным стволом, которая подробно не описывается в силу того, что она хорошо известна специалистам в данной области техники. Однако данное изобретение не ограничивается непременно подобным типом пусковой системы, потому что таким же образом оно может быть удачно объединено с конструкцией оружия с револьверной подачей, с полуавтоматическим и ручным управлением, с зафиксированным или сбалансированным стволом, а также с гладкостенным или нарезным каналом ствола.
Устройство 13 для регулирования скорости пули, показанное на разрезе части на фиг.3, действует, изменяя скорость пули в дульной части ствола 16 так, чтобы при различных расстояниях стрельбы нанести удар по цели с одинаковой энергией. При нормальных условиях стрельбы, благодаря взрыву пороха в камере сгорания, непоказанной на чертежах, и последующему образованию газа, пуля ускоряется внутри ствола 16, пока она не достигнет своей максимальной скорости.
В соответствии с данным изобретением скорость в дульной части оружия 10 изменяют, регулируя ее до необходимой величины, требуемой в зависимости от расстояния стрельбы и желательной энергии удара по цели. В действительности, при большом расстоянии до цели снаряд должен развить в дульной части максимальную скорость для компенсации падения скорости вдоль траектории; при коротком расстоянии до цели снаряду в дульной части должна быть сообщена скорость, достаточно низкая для того, чтобы избежать чрезмерной скорости и, соответственно, избыточной энергии удара, промежуточное регулирование скорости снаряда будет соответствовать промежуточным расстояниям до цели.
Из вышеизложенного следует, что подобная комплексная система, предназначенная для изменения скорости в дульной части в зависимости от расстояния до цели, должна в предпочтительном случае обладать способностью измерять, или по меньшей мере "оценивать" это расстояние.
Прибор 14 для оценки расстояния до цели представляет собой оптико-механический прибор с оптическим прицелом, подробно не описанный в силу его известности, который работает на принципе прицеливания с помощью переменных дальномерных точек. Дальномерные линии, широко применяемые в прицельных устройствах и служащие для оценки расстояния, используют оптический триангуляционный метод оценки расстояния до объекта или тела человека известных размеров. В этом случае оптический прицел обеспечивает возможность проецирования внутри прибора двух светящихся точек с переменным расстоянием для обеспечения возможности коллимирования их на концах обнаруженной цели. Третья светящаяся точка, проецируемая на промежуточное место на цели, указывает теоретическую точку удара. Эта операция коллимирования обеспечивает систему информацией, относящейся к расстоянию, на котором находится цель.
Одновременно, поскольку светящиеся точки перемещаются вдоль вертикальной оси в соответствии с расстоянием прицеливания, данная операция коллимирования подготавливает проведение прицеливания под надлежащим углом прицела.
Устройство 13 для регулирования скорости пули и прибор 14 для оценки расстояния до цели соединены механическими соединительными средствами, показанными схематически в разрезе на фиг.4, описанными подробно ниже и обеспечивающими надлежащую корреляцию между скоростью в дульной части и оцененным расстоянием.
Устройство 13 для регулирования скорости снаряда содержит клапан 17, детально изображенный в аксонометрии на увеличенных видах на фиг.5 и 6, который расположен на стволе 16 пусковой системы рядом с камерой сгорания.
Клапан 17 осуществляет удаление или стравливание газа и может быть отрегулирован так, чтобы получить различные давления газов для создания различных скоростей, требуемых в дульной части, при этом закрытый клапан будет соответствовать максимально возможному расстоянию, а открытый клапан будет уменьшать скорость и энергию удара пули по целям на более коротком расстоянии.
На диаграмме фиг.8 сплошной линией показано изменение во времени давления внутри ствола после взрыва в камере сгорания, произошедшего в нулевой момент времени. По достижении максимального значения давление в стволе падает до его исчезновения при выходе пули из дульной части ствола. Следовательно, стравливание, которое осуществляется в секции ствола за камерой сгорания, возникает в момент времени X, показанный на диаграмме, на которой давление тем ближе к максимальному значению, чем ближе секция для стравливания к камере сгорания.
На диаграмме обведенная площадь определяет импульс, уменьшенный после снижения давления в результате стравливания газа через клапан. Из изложенного следует, что стравливание будет более эффективным, если секция стравливания в стволе выполнена так близко к камере сгорания, насколько это возможно, или даже на одном уровне с ней.
В соответствии с изобретением, в предпочтительном варианте выполнения на стволе 16, на участке, который соответствующим образом отодвинут назад для обеспечения соответствующего уменьшения создаваемого газами импульса, действующего на пулю, на плоской поверхности 18 или поверхности истечения, обращенной к дульной стороне ствола, выполнен ряд сквозных отверстий 19 для истечения соответствующего количества и объема газа для обеспечения стравливания, необходимого для минимального расстояния стрельбы. На этой плоской поверхности 18 выполнен ряд рельефных выпускных каналов 20 с крутыми профилями для очистки клапана 17. Клапан 17 содержит по существу цилиндрический корпус, который может непрерывно вращаться вокруг ствола 16 по часовой стрелке или против часовой стрелки, другими словами, механические ограничители отсутствуют. Клапан 17 также образует точное соединение с поверхностью ствола 16, хромированное для устранения проблем, связанных с окислением.
С одной стороны контакта со стволом 16 имеется закрывающая поверхность 21, которая служит для закрытия за счет вращения по меньшей мере одного отверстия ствола, а также утопленная поверхность 22, около которой отверстия 19, которые остаются открытыми, обеспечивают возможность выхода газа. Эта утопленная поверхность 22 выполнена с двумя крутыми сторонами 23, служащими во время вращения клапана 17 для очистки отложений продуктов неполного сгорания газа, которые могут осаждаться на поверхности 18 истечения ствола.
На противоположной стороне клапан 17 имеет ряд гнезд 24 в форме усеченного конуса для соединения с предохранительной муфтой 25 ограничителя крутящего момента.
На корпусе клапана 17 и, в частности, на одной его цилиндрической боковой поверхности, также выполнены отверстия 26, которые могут быть задействованы извне, например пробойником, для разблокировки клапана 17, если он был полностью заблокирован, например, после того, как оружие было возвращено на место без необходимой чистки и не использовалось в течение длительного периода времени.
В дополнение к клапану 17 и предохранительной муфте 25 ограничителя крутящего момента устройство 13 для регулирования скорости пули также содержит управляющий двигатель 27 со связанной с ним зубчатой передачей, а также по меньшей мере один комплект батареек 29, предназначенных для питания двигателя 27.
В действительности, сообщение движения клапану 17 обеспечивается электрическим микродвигателем 27, питание которого осуществляется от батареек 29, а управление - от электронной платы, непоказанной на чертежах. Микродвигатель 27, соединенный с многоступенчатым микроредуктором с эпициклоидальным зацеплением, отличается уменьшенным размером и высоким передаваемым крутящим моментом, а также заключенным в нем весом, который является немаловажным фактором для персонального оружия.
Использование батареек 29, например литиевых, обеспечивает системе оружия достаточную автономность, а также меньшее количество батареек по сравнению с обычными щелочными батарейками, и соответственно сниженный вес. Тем не менее, предполагается повысить автономность системы оружия добавлением дополнительной упаковки батареек в надставке 30, показанной на фиг.3.
На цапфе микродвигателя 27 установлена зубчатая трибка 32, передающая движение к цилиндрическому корпусу 35 муфты, имеющему зубчатый участок 28, посредством промежуточной шестерни 33, закрепленной на неподвижной оси.
Корпус 35 этой муфты вращается вокруг ствола 16 за счет точного соединения, обеспечиваемого на цилиндрической поверхности ствола 16, покрытого хромом для исключения проблем, связанных с окислением данного соединения.
Вокруг корпуса 35 муфты установлена осевая пружина 36, охватывающая его между зубчатым участком 28 муфты 25 и круглым диском 37, которые вращаются вокруг ствола 16. Следовательно, пружина 36 передает только осевую составляющую, не создавая вызываемого трением противодействия вращению и выполняя при этом двойную функцию. Основная функция, на которую рассчитана рабочая сила самой пружины 36, заключается в предоставлении возможности работы предохранительной муфты 25 ограничителя крутящего момента. Другая функция заключается в удержании клапана 17 прижатым к поверхности 18 ствола 16 для обеспечения очистки во время вращения отложений продуктов неполного сгорания газов. Кроме того, в силу того, что контактная поверхность между стволом 16 и клапаном 17 является плоской, а последний получает энергию от пружины 36, обеспечивается полная герметизация газов при закрытом клапане 17. В действительности, на этот тип герметизации не влияют погрешности, типичные для цилиндрических уплотнений, и он прост в выполнении.
Посредством переднего зубчатого зацепления корпус 35 муфты передает движение к сепаратору 38 шариков, которая, имеет ряд гнезд для шариков 39.
Шарики 39, которые направляются в соответствующие гнезда, выталкиваются пружиной через диск 37 в гнезда 24 в форме усеченного конуса, выполненные на клапане 17.
Угол гнезд 24 в форме усеченного конуса и сила пружины 36 выбраны пропорциональными для обеспечения скользящего крутящего момента предохранительной муфты 25, что препятствует перегрузке электрического микродвигателя 27.
В предпочтительном случае предохранительная муфта 25 ограничителя крутящего момента также обеспечивает разблокировку клапана 17 без необходимости воздействия извне. Фактически, при выходе шариков 39 из гнезд 24 на клапан 17 они вызывают скольжение муфты 25 на угол поворота, равный соответствующему углу между последовательными шариками 39. Во время поворота, соответствующего этому углу, происходит увеличение скорости двигателя 27 от состояния блокировки до той максимально скорости, которую он может достичь. Шарик 39 при входе в последующее гнездо 24 производит удар. Последовательность ударов создает небольшое вращение клапана 17, которое разблокирует сам клапан.
Группа, составленная из корпуса 35 муфты, сепаратора 38 шариков и клапана 17, укомплектованная пружиной 36, диском 37 и шариками 39, прижата в осевом направлении к стволу 16 с нулевым люфтом за счет монтажной шайбы 40, например шайбы Seeger. Эта сборка с нулевым люфтом обеспечивает полную герметизацию закрывающей поверхности 21 клапана 17 на поверхности 18 истечения ствола 16 даже в случае, когда пружина 36 не способна преодолеть давление газов.
Механические соединительные средства между описанными устройством 13 и прибором 14 содержат выполненный на корпусе клапана 17 эксцентриковый кулачок 41, который за счет контакта передает, посредством вращения, вертикальную составляющую движения к щупу 42 или кулачковому толкателю, осуществляя управление оптической системой 14. Перемещение управляющего щупа 42 обеспечивает функцию перемещения светящихся точек дальномерной коллимации, которая кратко описана выше, при помощи известной системы.
Поскольку движение кулачка 41 ограничено дугой в 360°, то за счет непрерывного вращения клапана 17 в одном единственном направлении возможно прицеливание от минимального до максимального расстояния и, наоборот. Тем не менее, прицеливание также может быть скорректировано вращением в противоположном направлении.
Прибор 14 установлен на стволе 16 через опорную коробку 43 микродвигателя 27 и батареек 29 и поэтому не подвергается ошибкам позиционирования, которые вызваны соединением ствола с рамой. Кроме того, в процессе эксплуатации всегда возможен демонтаж ствола из рамы на месте без проблем, связанных с соединением или фазированием.
В любом случае всегда можно отрегулировать прицел и перепускной канал на установке для надлежащего центрирования ствола с оптическим прибором.
Благодаря пластинчатому контакту, установленному на поверхности коробки 43, к светодиоду в оптическом приборе 14 передается, например, питание (с возможностью регулировки яркости). Данный контакт изолирован уплотняющей прокладкой круглого сечения.
Способ стрельбы пулей низкой летальности из огнестрельного оружия включает этапы заряжания огнестрельного оружия пулей низкой летальности, инициирования вспышки в камере сгорания, стравливания заданного количества газа из части ствола для уменьшения на желаемую величину энергии пули, другими словами, ее скорости в дульной части ствола, для того, чтобы получить удар по цели на различных расстояниях с постоянной и предсказуемой энергией.
В предпочтительном варианте выполнения данного изобретения расстояние до цели оценивают перед каждым выстрелом на этапе коллимации цели, который синхронизирован с этапом стравливания.
Огнестрельное оружие низкой летальности, которое является целью данного изобретения, обладает преимуществом, заключающимся в возможности согласования энергии пули с примерным расстоянием до цели простым и надежным способом.
В действительности можно получить одинаково точную тарировку стравливания вращением как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, поскольку корреляция между количеством стравленного газа и оценкой расстояния до цели является взаимно однозначной.
Кроме того, механическое соединение между устройством для регулирования скорости и прибором для оценки расстояния до цели дает возможность постоянно сохранять фазирование, даже после демонтажа оптического прибора ствола, а также уменьшить рабочее трение. И, наконец, что является выгодным, также устраняются все проблемы, связанные с калибровкой и фазированием любого электронного соединения.
Оружие, являющееся целью данного изобретения, в предпочтительном случае также способно стрелять обычными боеприпасами, другими словами летальными боеприпасами. Кроме того, разряд батареек не препятствует стрельбе из оружия, что гарантирует личную защищенность.
Оружие, которое является целью данного изобретения, демонстрирует преимущество, заключающееся в высокой степени интеграции компонентов, поскольку все они связаны со стволом. Преимуществом является и то, что исключены выбросы обратного напряжения и механическая отдача.
Кроме того, в соответствии с данным изобретением клапан регулирующего устройства благоприятствует очистке плоских контактных поверхностей, а также удалению грязи.
Преимуществом является и то, что клапан может быть разблокирован, например, когда оружие не использовалось в течение длительных периодов времени, воздействием предохранительной шариковой муфты, которая передает последовательность ударов к клапану, который совершает движение скольжения в положение запертого клапана.
Спроектированное таким образом огнестрельное оружие низкой летальности может быть подвергнуто различным модификациям и изменениям, входящим в состав данного изобретения; кроме того, все детали могут быть заменены технически равноценными элементами. В принципе возможно использование любых материалов и размеров в зависимости от технических потребностей.
Реферат
Огнестрельное оружие низкой летальности, содержащее пусковую систему для пуль, а также устройство для регулирования скорости пули, выполненное с возможностью изменения скорости пули в дульной части ствола средствами для стравливания газа из ствола пусковой системы. Повышается эффективность оружия. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.
