патрон специального назначения

Формула изобретения

1. Патрон специального назначения, содержащий гильзу, метаемую массу и капсюль-воспламенитель, отличающийся тем, что гильза выполнена из пластмассы за одно целое с армирующим вкладышем, имеющим закрепляющие элементы и предназначенным для размещения в нем капсюля-воспламенителя, у дна гильзы установлен поршень-обтюратор, обтюрирующая часть которого обращена к дульному срезу гильзы, при этом у дульного среза гильзы установлен элемент, образующий сопло, закрытое пробкой, обеспечивающей герметичность и вскрытие полости гильзы при определенном усилии, причем поршень-обтюратор и пробка выполнены из высокоэластичного пластического материала.

2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что армирующий вкладыш выполнен металлическим и имеет по крайней мере два закрепляющих элемента, выполненных в виде выступов, один из которых обеспечивает закрепление вкладыша в донной части гильзы, а второй закрепление капсюля-воспламенителя.

3. Патрон по п. 1 или 2, отличающийся тем, что внутренняя поверхность гильзы выполнена с уступом, а элемент, образующий сопло, выполнен в виде вкладыша, установленного на этом уступе.

4. Патрон по п.3, отличающийся тем, что на внутренней поверхности вкладыша, образующего сопло, выполнен уступ, а на поверхности пробки, соприкасающейся с внутренней поверхностью вкладыша, выполнен ответный выступ, соответствующий уступу, вкладыша.

5. Патрон по любому из пп. 1 4, отличающийся тем, что поршень-обтюратор установлен с зазором относительно дна гильзы, обеспечивающим образование расширительной каморы.

6. Патрон по любому из пп. 1 5, отличающийся тем, что между капсюлем-воспламенителем и поршнем-обтюратором размещен метательный заряд,

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к патронам для гражданского стрелкового оружия, в частности к патронам специального назначения, предназначенным для временного (несмертельного) вывода из строя живой силы за счет воздействия на нее капельно-аэрозольным облаком или газами, содержащими ирританты. Кроме того, эти патроны могут быть использованы для нанесения жидкостей, в частности, содержащих красящие вещества, и сыпучих веществ на цель.

Известен ряд патронов аналогичного назначения (патенты США NN 1517554, 2068159, 1695228), которые при стрельбе выбрасывают на цель импульсную струю жидкости, ампулы с жидкостью или пороховые газы с активно действующим веществом.

В качестве прототипа заявляемого изобретения выбрано устройство самообороны, описанное в патенте США N 4034497. Это устройство размещено в передней части ствола с сопловым блоком и содержит закрытый контейнер с жидкостью, средство активизации жидкости в нем, а также патрон, подобный холостому. После срабатывания капсюля-воспламенителя в нем средство активизации жидкости, которым может быть, например, щелочной металл, при взаимодействии с водой вызывает химическую реакцию, при котором вода нагревается до высокой температуры и выделяет водород. Сжатая горючая смесь жидкости с водородом и пороховыми газами от патрона выбрасывается через сопло устройства на цель на расстояние до 1,8 м.

По второму варианту изобретения жидкость размещена непосредственно в стволе с сопловым блоком, при этом отверстие перед стрельбой закрыто чувствительной к температуре пробкой.

Недостатком конструкции прототипа, так же как и других известных решений, является небольшая дальность стрельбы, а также высокая трудоемкость изготовления и возможность использования элементов патрона, например металлической гильзы с капсюлем-воспламенителем, для снаряжения более мощных боевых патронов, запрещенных к применению в Российской Федерации Законом об оружии.

Целью изобретения является повышение дальности стрельбы, улучшение технологичности конструкции и обеспечение безопасности стрельбы, в том числе за счет исключения возможности использования элементов конструкции для изготовления более мощных патронов.

Указанная цель достигается тем, что в патроне, содержащем гильзу, метаемую массу, капсюль-воспламенитель, гильза выполнена из пластмассы за одно целое с армирующим вкладышем, имеющим по крайней мере два закрепляющих элемента, один из которых обеспечивает закрепление вкладыша в донной части гильзы, а другой закрепление капсюля-воспламенителя, и предназначенным для размещения в нем капсюля-воспламенителя. У дна гильзы установлен поршень-обтюратор, обтюрирующая часть которого обращена к дульному срезу. Поршень-обтюратор может быть установлен с зазором относительно дна гильзы с образованием расширительной каморы, обеспечивающей снижение давления газов, образующихся при срабатывании патрона.

У дульного среза гильзы установлен элемент, образующий сопло. Этот элемент может быть выполнен в виде вкладыша, который установлен на уступе, образованном на внутренней поверхности передней части гильзы. Сопло герметично закрыто, преимущественно, пустотелой пробкой или другими элементами, например, перегородкой или пленкой, обеспечивающими вскрытие полости гильзы при определенном усилии.

Поршень-обтюратор и пробка изготавливаются из высокоэластичного пластического материала. Между капсюлем-воспламенителем и поршнем-обтюратором, при необходимости, размещен метательный заряд.

Дальность эффективной стрельбы зависит, в основном, от величины начальной скорости метаемой массы, а также ее плотности, кинематической вязкости жидкости, сплошности струи, размеров и конструкции сопла.

Предлагаемая конструкция патрона обеспечивает достижение необходимых величин указанных характеристик.

В предлагаемом патроне осуществлен способ вывода на траекторию метаемой массы не пороховыми газами, как в прототипе, а поршнем-обтюратором на всем пути движения его в гильзе, при котором обеспечивается отсечка газов в гильзе. Благодаря такому способу сохраняется целостность выбрасываемой струи жидкости, капельно-аэрозольное облако не пронизано пороховыми газами, движущимися со значительно большими скоростями, чем частицы жидкости, что увеличивает дальность эффективной стрельбы.

Повышению дальности стрельбы способствует и использование для закрывания сопла пробки, обеспечивающей необходимую герметичность и минимально необходимое усилие и однообразие (без заусенцев и без перекрытия сопла) при вскрытии сопла для выхода жидкости. При необоснованном увеличении усилия выпрессовки пробки или срезания перегородки, закрывающих сопло, энергия инициирующего состава капсюля-воспламенителя расходуется неэффективно, при этом начальная скорость и дальность метания струи снижается. Выполнение у пробки, закрывающей сопло, выступа по наружной поверхности и ответного соответствующего уступа по внутренней поверхности вкладыша, образующего сопло, обеспечивает необходимую герметичность патрона по пробке перед стрельбой и при транспортировке, а также минимальное усилие вскрытия, однообразие и стабильность размеров сопла после его вскрытия при выстреле. Снижению усилия выпрессовки пробки при выстреле способствует также и применение для этой пробки высокоэластичного материала, например, полиуретана типа "Витур".

Улучшение технологичности конструкции предлагаемого патрона достигается прежде всего за счет использования пластмассы для изготовления деталей патрона: пробки, поршня-обтюратора, вкладыша, образующего сопло, и гильзы. Введение в конструкцию патрона деталей и сборочных единиц из пластмассы позволяет использовать высокопроизводительное оборудование и современную технологию производства: литье машины, многоместные пресс-формы и современные термопластичные материалы, что существенно снижает трудоемкость изготовления указанных изделий.

Применение пластмассы в конструкции гильзы также исключает возможность использования гильзы для изготовления более мощных патронов, запрещенных Законом об оружии.

Улучшению технологичности способствует также и применение высокоэластичного пластического материала для поршня-обтюратора и пробки, т.к. увеличение натягов и расширение допусков на сопрягаемые размеры деталей из пластмассы не снижает технические характеристики выстрела и обеспечивает безопасность стрельбы предлагаемым патроном.

При использовании высокоэластичного пластического материала для поршня-обтюратора и пробки усилие запрессовки их при монтаже и усилие выпрессовки при выстреле снижается и колеблется незначительно. Это исключает компрессию воздуха в расширительной каморе между дном гильзы и поршнем-обтюратором, а также устраняет перемещение поршня-обтюратора после его догонки при сборке патрона, что уменьшает в расширительной каморе рост максимального давления газов, образующихся при разложении продуктов инициирования капсюля-воспламенителя. Как следствие этого, снижение величины максимального давления при выстреле приводит к устранению продольных и поперечных трещин у пластмассовой гильзы, что повышает безопасность стрельбы.

Кроме того, использование высокоэластичной пластмассы для пробки, закрывающей сопло и движущейся вместе с метаемой массой к цели, повышает безопасность стрельбы, включая повреждающее действие вылетающей пробки на цель и обеспечивая установленную в Российской Федерации Законом об оружии необходимую дальность безопасной стрельбы до 0,5 м.

Введение в донной части гильзы армирующего вкладыша с закрепленными элементами одновременно улучшает технологичность конструкции и повышает безопасность стрельбы, исключая выброс армирующего вкладыша с капсюлем-воспламенителем или одного капсюля-воспламенителя при выстреле.

У предлагаемого патрона высокие требования по точности изготовления его деталей и сборочных единиц могут быть предъявлены только к армирующему вкладышу по его внутреннему диаметру, сопрягаемому с наружным диаметром капсюля-воспламенителя.

Исключение из конструкции прототипа отдельного холостого патрона или метательного порохового заряда также повышает технологичность изготовления предлагаемого патрона.

Выброс метаемой массы на траекторию обычно производится при относительно малой величине давления газов инициирующего состава капсюля-воспламенителя, при котором ствол и патронник не требуются. Функции ствола и патронника в этом случае выполняет пластмассовая гильза с вкладышем, образующим сопло. Это обеспечивает дополнительные преимущества по удобству и безопасности стрельбы для стреляющего, исключая практически загрязнение устройства для аэрозольного распыления (или другого оружия) метаемым веществом.

Исключение ствола также увеличивает дальность эффективной стрельбы за счет снижения потерь метаемой массы в стволе, что в конечном счете повышает количество жидкости, доносимой до цели, с одновременным увеличением размера пятна жидкости на цели, плотности капель жидкости на предельно достижимой дальности стрельбы.

При выводе жидкости на траекторию через ствол (или через сопло большой длины) часть жидкости, загрязняя ствол (или сопло), используется неэффективно.

На фиг.1 изображен предлагаемый патрон; на фиг.2 сопловой блок: вкладыш, образующий сопло, с пробкой.

Показанный на фиг.1 патрон содержит гильзу 1 с армирующим вкладышем 2, имеющим закрепляющие выступы 3 и 4, капсюль-воспламенитель 5, поршень-обтюратор 6, жидкость 7, вкладыш 8, образующий сопло, и пробку 9.

Гильза 1 соединена в единое целое с армирующим вкладышем 2 в донной части с помощью закрепляющего выступа 3. Другой закрепляющий выступ 4, образованный у заднего торца гильзы, предохраняет от выпадения капсюль-воспламенитель 5 при выступе и после стрельбы. Этот второй закрепляющий выступ 4 может быть оборудован завальцовкой вовнутрь или кернением части армирующего вкладыша 2 со стороны заднего торца гильзы 1, причем эта часть армирующего вкладыша 2 до догонки капсюля-воспламенителя 5 в гильзу 1 может выступать или быть проглублена относительно заднего торца гильзы 1. Обязательным условием надежного крепления капсюля-воспламенителя 5 является его проглубление относительно заднего торца гильзы, как минимум, на толщину стенки армирующего вкладыша 2. При завальцовке минимально возможная глубина догонки капсюля-воспламенителя 5 в гильзу 1 определяется толщиной стенки по заднему торцу вкладыша 2.

Закрепляющие элементы армирующего вкладыша 2 могут быть и другой формы, например, в виде фланцев одного или нескольких, выполненных, предпочтительно, в донной части вкладыша, или образованы за счет резьбовой винтовой линии, целой или частично срезанной, а также за счет чередующихся выступов и впадин на наружной поверхности армирующего вкладыша.

Неразрывность соединения гильзы 1 и вкладыша 2 обеспечивается при отливке гильзы 1.

Армирующий вкладыш 2 должен быть выполнен металлическим, прочностные и пластические характеристики его материала и толщина стенки должны быть достаточно высокими, чтобы выдержать постоянно действующую на капсюль-воспламенитель 5 силу в процессе стрельбы и после выстрела. Предпочтительно его изготавливать из малоуглеродистой стали методом глубокой вытяжки, увеличивающим характеристики прочности.

Поршень-обтюратор 6, выполненный из высокоэластичного пластического материала в виде полой втулки с обтюрирующей частью 6", обращенной к дульному срезу гильзы, установлен с зазором относительно дна гильзы с натягом по внутреннему диаметру гильзы 1. Это обеспечивает качественную догонку его в гильзу и способствует получению расширительной каморы К, снижающей при выстреле давление газов и других продуктов разложения инициирующего состава капсюля-воспламенителя 5. Поршень-обтюратор 6 движется по гильзе 1 на пути, ограниченном утолщением вкладыша 8, установленного на уступе у дульного среза гильзы 1 и образующего сопло, через которое жидкость 7 выводится на траекторию к цели.

Вкладыш 8, образующий сопло, устанавливается на уступ в гильзе 1 у дульного среза и соединяется с гильзой 1, например клеем. Усилие выпрессовки вкладыша 8 после сборки должно быть больше усилия, действующего на поршень-обтюратор 6 от остаточного давления "отсеченных" внутри гильзы 1 газов и продуктов взрывчатого разложения состава капсюля-воспламенителя 5 с учетом динамического приложения нагрузки на вкладыш 8. Внутренняя поверхность вкладыша 8 выполнена с уступом, на который устанавливается с натягом и удерживается на нем пробка 9, имеющая на наружной поверхности соответствующий выступ. Пробка 9 вылетает при выстреле вместе с жидкостью и потому в зависимости от ее энергии в момент встречи с целью может представлять опасность при попадании в глаз. Для уменьшения повреждающего действия при попадании в глаз ее скорость и вес должны быть минимальными, а поперечные размеры небольшими. Использование для пробки 9 высокоэластичной пластмассы, так же как и остальные перечисленные факторы, уменьшает ее повреждающее действие и обеспечивает дальность безопасной стрельбы.

При метании на большие дальности или большого количества метаемой массы в гильзе между капсюлем-воспламенителем и поршнем-обтюратором должен быть размещен метательный заряд. Этот заряд может быть насыпным или в виде шашки прессованного пороха.

При выстреле патрон функционирует следующим образом.

Газы, образовавшиеся после срабатывания инициирующего состава капсюля-воспламенителя 5 или при горении метательного заряда, если он используется, воздействуют на поршень-обтюратор 6, и при достижении определенного давления в расширительной каморе поршень-обтюратор 6 начинает свое движение по гильзе 1. После этого происходит выпрессовка пробки 9 из вкладыша 8 и метаемая жидкость 7 выдавливается из гильзы 1 через открывшееся сопло на траекторию к цели. Движение поршня-обтюратора 6 внутри гильзы 1 продолжается до встречи его с выступом вкладыша 8; при этом поршень-обтюратор 6 частично обжимается, деформируется и останавливается, обеспечивая отсечку газов внутри гильзы 1 без выхода их в атмосферу и без воздействия на метаемую жидкость 7, отчего выстрел становится бесшумным.

Предлагаемая конструкция проверена стрельбой нескольких партий пирожидкостного патрона. При этом метаемая масса в патроне составляла 1,8-2,2 см³, метание производилось за счет энергии капсюля-воспламенителя без использования дополнительного метательного заряда. Дальность метания используемой жидкости составила 3,5 м, количество доносимой до цели жидкости достаточно для эффективного временного вывода цели из строя.

На опытный вариант патрона разработана необходимая конструкция и технологическая документация.