пуля

Формула изобретения

1. Пуля, содержащая оболочку с головной, ведущей и сужающейся к донному срезу хвостовой частями и последовательно размещенные в оболочке в направлении к ее вершине свинцовый и стальной сердечники, отличающаяся тем, что в ней образующая хвостовой части выполнена в виде дуги окружности с центром в плоскости перехода хвостовой части в ведущую часть и сопряженного с указанной дугой окружности прямолинейного участка, при этом диаметр поперечного сечения хвостовой части в месте их сопряжения равен 0,9 1,0 калибра оружия.

2. Пуля по п. 1, отличающаяся тем, что участок образующей в виде дуги окружности выполнен длиной, равной 0,3 0,7 длины хвостовой части.

3. Пуля по п. 1, отличающаяся тем, что переход прямолинейного участка образующей хвостовой части к донному срезу выполнен по дуге окружности с центром в плоскости перехода хвостовой части в ведущую часть, при этом длина указанной дуги равна 0,2 0,4 длины хвостовой части, а длины прямолинейного и дугообразного у ведущей части участков образующей равны 0,3 0,5 длины хвостовой части.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к боеприпасам стрелкового оружия и особенно к боеприпасам, предназначенным для стрельбы с начальными дозвуковыми скоростями.

В настоящее время к патронам с дозвуковыми скоростями полета предъявляются требования по улучшению кучности боя, так как стоящие на вооружении патроны не удовлетворяют этим требованиям. Известны патроны, обладающие высокой кучностью стрельбы. Спортсмены используют целевой винтовочный патрон высокой кучности боя "Экстра" чертеж 24ВЛ 010 Сб, инв. N 02853, ЦНИИТОЧМАШ, пуля которого состоит из томпаковой оболочки, сплошного свинцового сердечника. Недостатками этой пули является использование дефицитных и дорогостоящих томпаковой оболочки и свинцового сердечника. Применение спортивных целевых патронов в качестве боевых нецелесообразно ввиду не только дороговизны материалов, применяемых для их изготовления, но из-за трудоемкости технологии (малых допусков и большого количества контрольных операций) и недостаточного пробивного действия вследствие отсутствия стального сердечника.

Прототипом предлагаемого изобретения является пуля ВСС 130 (чертеж инв. N 2010, ЦНИИТОЧМАШ, 1983).

Она состоит из биметаллической оболочки и последовательно расположенных в ней стального и свинцового сердечников. Оболочка имеет головную, ведущую и хвостовую части. Хвостовая часть выполнена традиционно для существующих классических конструкций пуль и имеет форму усеченного конуса.

Переход от цилиндрической ведущей к конической хвостовой части осуществляется резко и представляет собой в продольном сечении ломаную кривую линию. Переход хвостовой части в донный срез также представляет в продольном сечении ломаную кривую линию. Описанная выше конструкция пуль позволила достигнуть высокой кучности при стрельбе из длинноствольного оружия с начальной скоростью порядка 800 м/с. Испытания патронов с пулями данной конструкции при стрельбе с начальной скоростью 300 м/с показали значительное ухудшение кучности, по характеристике R₁₀₀ в 2,5.3,0 раза. Ухудшение кучности объясняется следующим. В процессе выстрела в момент вылета пули из канала ствола между местом перехода ведущей части в хвостовую и дульным срезом образуется кольцевой зазор. Вследствие неточности изготовления пули (несоосности ведущей и хвостовой частей), а также несовпадения оси пули с осью канала ствола во время движения по нему, кольцевой зазор начинает образовываться с одной стороны, то есть в этот момент только часть периметра ведущей части пули выходит из ствола, а другая часть еще связана с ним. Пороховые газы, прорываясь в зазор, еще больше усиливают неравномерность его образования и придают пуле начальные возмущения, вызывающие смещение хвостовой части пули относительно оси канала ствола, которые ухудшают кучность стрельбы. В этот момент также происходит снятие части внешних сил, наложенных на пулю стволом, т. е. при выходе из ствола происходит распружинивание ствола и пули, и она получает дополнительный толчок, усиливающий возмущения. При стрельбе с начальной скоростью 300 м/с истекающие в зазор газы действуют на пулю в 2,7 раза дальше, чем при стрельбе с начальной скоростью 800 м/с, соответственно и импульс силы, действующий со стороны пороховых газов на пулю с начальной скоростью 300 м/с, почти в три раза больше. Таким образом, начальные возмущения, получаемые пулей с начальной скоростью 300 м/с, значительно больше, соответственно хуже и кучность. Из литературы известно (Смирнов Л.И. Движение вращающегося снаряда в воздушной среде. Л. ЛМИ, 1976), что сопротивление пули на полете складывается из: волнового сопротивления, сопротивления поверхностного трения и вихревого (донного) сопротивления. На больших сверхзвуковых скоростях полета (V > 2M, где V скорость полета, М V/a число Маха, а скорость звука в воздухе) основным является волновое сопротивление, определяемое формой и размерами головной части пули, оно составляет 60.70% от общего.

На больших дозвуковых скоростях 0,7.1,0 М основным является донное сопpотивление, определяемое формой и размерами хвостовой части, оно составляет 60.80% от общего сопротивления. При полете пули со скоростями больше скорости звука возникает баллистическая волна от головной части пули, на дозвуковых скоростях ее нет, но при больших дозвуковых скоростях 0,7.1,0 М возникают локальные (местные) баллистические волны малой интенсивности. Они появляются в местах резких переходов поверхностей пули: ведущей части в хвостовую, на донном срезе, на канавке пули и ухудшают ее полет. В связи с вышеизложенным можно сделать вывод, что размеры, конфигурация, неточности в изготовлении, резкие переходы хвостовой части пули в ведущую и в донный срез при полете с большими дозвуковыми скоростями оказывают значительное влияние на ее поведение на траектории, внешнебаллистические характеристики и, в конечном счете, на кучность стрельбы. Таким образом, конфигурация хвостовой части и резкие переходы от ведущей части к хвостовой и хвостовой к донному срезу для пули с обычной конической хвостовой частью является неудачными для пуль с большими дозвуковыми скоростями полета.

Известны снаряды, имеющие плавный переход ведущей части в заостренную хвостовую часть (например патенты Швейцарии N 44105 от 11.05.1908, N 61459 от 8.07.1912 и n 64262 от 18.03.1913). Основной недостаток пуль с такими хвостовыми частями тот, что они являются неустойчивыми на траектории, так как такая удобообтекаемая хвостовая часть развивает отрицательную подъемную силу, которая увеличивает опрокидывающий момент и уменьшает гироскопическую устойчивость, а также создает большие силы и моменты Магнуса на околозвуковых скоростях, которые отрицательно влияют на динамическую устойчивость пуль.

Целью данного изобретения является повышение кучности стрельбы и улучшение внешнебаллистических характеристик пуль, преимущественно с дозвуковыми скоростями полета.

Указанная цель достигается тем, что в пуле, содержащей оболочку с головной, ведущей и сужающейся к донному срезу хвостовой частями и последовательно размещенные в оболочке в направлении к ее вершине свинцовый и стальной сердечники, образующая хвостовой части выполнена в виде дуги окружности с центром в плоскости перехода хвостовой части в ведущую и сопряженного с указанного дугой окружности прямолинейного участка, при этом диаметр поперечного сечения хвостовой части в месте их сопряжения равен 0,9-1,0 калибра оружия.

Участок образующей в виде дуги окружности выполнен длиной, равной 0,3. 0,7 длины хвостовой части. Кроме того, переход прямолинейного участка образующей хвостовой части к донному срезу может быть выполнен по дуге окружности с центром в плоскости перехода хвостовой части в ведущую часть, при этом длина указанной дуги равна 0,2.0,4 длины хвостовой части, а длины прямолинейного и дугообразного у ведущей части участков образующей равны 0,3.0,5 длины хвостовой части.

На фиг. 1 общий вид пули с плавным переходом хвостовой части в ведущую; на фиг. 2 общий вид пули с плавным переходом хвостовой части в ведущую и к донному срезу.

Пуля содержит оболочку 1, имеющую головную, ведущую и сужающуюся к донному срезу хвостовую части, и последовательно размещенные в оболочке в направлении к ее вершине свинцовый 2 и стальной 3 сердечники. В пуле (фиг.1) образующая хвостовой части (ХЧ) выполнена в виде дуги "а" окружности, имеющей радиус R₁, при этом центр дуги находится в плоскости перехода ХЧ в ведущую часть (ВЧ), и сопряженного с указанной дугой окружности прямолинейного участка "". Диаметр поперечного сечения ХЧ в месте сопряжения равен 0,9-1,0 калибра оружия, а длина дуги равна 0,3-0,7 длины хвостовой части.

Кроме того, в этой пуле можно выполнить (фиг.2) плавный переход от прямолинейного участка "" образующей ХЧ к донному срезу по дуге "в" окружности с радиусом R₂, центр которой находится в плоскости перехода ХЧ в ВЧ. Длина указанной дуги равна 0,2-0,4 длины ХЧ, а длины прямолинейного и дугообразного у ВЧ участков образующей равны по 0,3-0,5 длины ХЧ.

Благодаря применению плавного перехода от ведущей части к хвостовой в момент выхода пули из канала ствола образующийся между указанным переходом и дульным срезом кольцевой зазор имеет гораздо меньшую величину, чем у пуль с обычной конической хвостовой частью. Интенсивность образования зазора в данном случае также гораздо ниже и, соответственно, немного меньше по абсолютной величине неравномерность по периметру кольцевого зазора, а отсюда значительно меньше начальные возмущения, действующие на пулю, и лучше кучность стрельбы.

При полете пули на траектории плавный переход уменьшает вероятность образования местной баллистической волны, а следовательно, и возмущения, действующие на пулю при полете.

Кроме того, плавный переход от ведущей части пули к хвостовой улучшает и внешнебаллистические характеристики, уменьшает сопротивление пули на полете из-за безотрывного обтекания пули воздухом, т.е. не будет тратиться энергия пули на образование местной баллистической волны.

Чтобы при вылете из канала ствола проявился эффект от использования переходной части, образованной дугой окружности, диаметр поперечного сечения хвостовой части (ХЧ) в месте сопряжения должен быть меньше диаметра канала ствола по полям нарезов, но не менее 0,9 калибра оружия, ибо в противном случае существенно ухудшается кучность стрельбы и внешнебаллистические характеристики пули, т.к. дуга окружности образующей ХЧ будет очень крута, а сопрягающаяся с указанной дугой прямая будет иметь слишком большой угол с осью пули, а поэтому профиль ХЧ изменяется довольно резко. При обтекании такой ХЧ срыв воздушного потока происходит не с донного среза, а с поверхности ХЧ, причем происходит это неравномерно.

В связи со срывом потока на ХЧ ухудшается поведение пули на траектории, а следовательно кучность стрельбы, а т.к. увеличивается площадь ХЧ, на которую действует разряжение, то увеличивается сила сопротивления на полете и соответственно ухудшаются внешнебаллистические характеристики пули.

При величине диаметра > 1,0 калибра эффект от использования переходной части, образованной дугой окружности, исчезает, т.к. диаметр пули в месте сопряжения с конической составляющей ХЧ превышает диаметр ствола по полям нарядов.

Благодаря использованию плавного перехода от прямолинейного участка образующей хвостовой части к донному срезу, при полете пули на траектории уменьшается интенсивность образования баллистической волны на донном срезе, следовательно, уменьшаются возмущения, действующие на пулю, и улучшается кучность.

Также вследствие уменьшения площади донного среза уменьшается сопротивление пули на полете, улучшаются ее внешнебаллистические характеристики (баллистический коэффициент). Уменьшение баллистического коэффициента фактор, благоприятно влияющий на кучность стрельбы.

Указанные размеры длин дуг окружностей и прямолинейного участка определены экспериментально, и изменение их за приведенные пределы не обеспечивает достижение поставленной цели.

Пуля предлагаемой конструкции проверена при разработке опытного 9-мм патрона для снайперской винтовки. Наиболее оптимальный вариант: калибр пули - 9,27 мм, длина пули 37 мм, длина ХЧ ХЧ 10 мм, угол образующей прямолинейного участка ХЧ-9^o, длина и радиус участка, образованного дугой окружности 4 и 35 мм соответственно, диаметр поперечного сечения хвостовой части в месте сопряжения 8,49 мм. Для пули, имеющей переход прямолинейного участка образующей хвостовой части к донному срезу по дуге окружности, длина и радиус дуги 2,5 и 20 мм соответственно, длина прямолинейного участка у хвостовой части 3,5 мм.

При испытаниях предлагаемая пуля показала по сравнению с пулей с обычной хвостовой частью лучшую кучность стрельбы, а также лучший баллистический коэффициент.