газовое оружие

Формула изобретения

1. Газовое оружие, содержащее источник газа повышенного давления, трубопровод с управляемым запорным клапаном и выходной патрубок, отличающееся тем, что на выходном патрубке дополнительно установлен газодинамический генератор колебаний, содержащий трубопровод с присоединенной к нему наклонной в сторону выхода и соединенной с пневматической камерой трубкой, в которой размещен выпуклый профилированный элемент, а пневматическая камера выполнена с возможностью изменения объема.

2. Газовое оружие по п.1, отличающееся тем, что пневматическая камера выполнена охватывающей трубопровод газодинамического генератора колебаний.

3. Газовое оружие по п.1 или 2, отличающееся тем, что в стенке пневматической камеры выполнено отверстие, снабженное пробкой.

4. Газовое оружие по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что на выходе трубопровода газодинамического генератора колебаний установлен насадок большего гидравлического диаметра с торцевой перегородкой на выходе, имеющей соосное со входом выходное отверстие.

5. Газовое оружие по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что торцевая перегородка насадка выполнена в виде регулируемой ирисовой диафрагмы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оружию и может быть использовано для повышения эффективности газового оружия.

Известны образцы газового оружия (газовые пистолеты и револьверы), использующие в качестве боеприпасов газовые патроны, представляющие собой боевые патроны, в которые вместо пули закатаны кристаллы газа, например слезоточивого. При выстреле кристаллы катапультируются из ствола, возгоняются и образовавшийся газ распространяется по направлению ствола (П.И. Столетов, Р. Е. Вольвер "Вальтер, Браунинг, Макаров и К. Оружие самозащиты".- Интерпресс, 1995, с. 20-22).

Недостатком указанных образцов газового оружия является низкая эффективность, обусловленная быстрой потерей импульса затопленной газовой струей на пути ее распространения, в результате чего дистанция наиболее эффективного поражающего действия не превышает ~2 м (см. М. Драгунов Газовые мифы // "Солдат удачи", N 12, 1995, с. 62).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является газовое оружие по заявке РФ N 94005518 (27.09.95, F 41 H 9/04, 10 с.). Согласно заявке газовое оружие содержит корпус, газовый баллон в качестве источника газа повышенного давления, управляемый газовый запорный клапан, трубопровод для подачи газа и выходной патрубок, а также конструктивные и декоративные элементы.

При открытии управляемого газового запорного клапана находящийся в емкости газ истекает из выходного патрубка в виде струи, оказывающей поражающее воздействие на пути своего распространения.

Общими существенными признаками известного газового оружия и заявляемого технического решения является наличие источника газа повышенного давления, трубопровода для его подачи с управляемым газовым запорным клапаном и выходного патрубка. В газовом оружии-прототипе истечение газа из выходного патрубка осуществляется в виде затопленной турбулентной струи, движение которой характеризуется интенсивной потерей импульса вдоль пути распространения, что выражается в быстром снижении скорости движения газа и его рассеивании в пространстве. В связи с этим, известное газовое оружие может обеспечить эффективное поражающее действие на расстоянии, не превышающем 1,5-2 м.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования газового оружия, в котором путем введения новых конструктивных элементов, обеспечивается уменьшение темпа потерь импульса газом вдоль пути его распространения за счет организации его истечения из выходного патрубка в виде цуга последовательно движущихся соосных вихревых колец, что расширяет функциональные возможности газового оружия и увеличивает дистанцию эффективного поражающего воздействия используемого в нем газа.

Поставленная задача решается тем, что в газовом оружии, содержащем источник газа повышенного давления, трубопровод для его подачи, управляемый газовый запорный клапан и выходной патрубок, согласно изобретению, на выходном патрубке дополнительно установлен газодинамический генератор колебаний, содержащий трубопровод с присоединенной к нему, наклоненной в сторону выхода и соединенной с пневматической камерой генератора трубкой, в которой размещен выпуклый профилированный элемент. При этом сама пневматическая камера выполнена с возможностью изменения ее объема.

Кроме этого, пневматическая камера выполнена охватывающей трубопровод газодинамического генератора колебаний.

Кроме этого, в стенке пневматической камеры газодинамического генератора колебаний выполнено отверстие, снабженное пробкой.

Кроме этого, на выходе трубопровода газодинамического генератора колебаний установлен насадок большего гидравлического диаметра с торцевой перегородкой на выходе, имеющей соосное со входом выходное отверстие, который соединен с трубопроводом переходника в виде диффузора.

Кроме того, торцевая перегородка на выходе насадка выполнена в виде регулируемой ирисовой диафрагмы.

Сопоставительный с прототипом анализ показывает, что заявляемое газовое оружие отличается тем, что:

1) на выходном патрубке дополнительно установлен газодинамический генератор колебаний, содержащий трубопровод с присоединенной к нему, наклоненной в сторону выхода и соединенной с пневматической камерой генератора трубкой, в которой размещен выпуклый профилированный элемент, а сама пневматическая камера выполнена с возможностью изменения ее объема;

2) пневматическая камера газодинамического генератора выполнена охватывающей трубопровод газодинамического генератора колебаний;

3) в стенке пневматической камеры газодинамического генератора выполнено отверстие, снабженное пробкой;

4) на выходе трубопровода газодинамического генератора колебаний установлен насадок большего гидравлического диаметра с торцевой перегородкой на выходе, содержащей соосное со входом выходное отверстие;

5) торцевая перегородка насадка выполнена в виде регулируемой ирисовой диафрагмы.

Совокупность 1) указанных отличительных признаков является достаточной во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, а остальные характеризуют изобретение в отдельных случаях его выполнения.

Наличие газодинамического генератора колебаний, дополнительно установленного на выходном патрубке, позволяет обеспечивать при открытии запорного клапана формирование в выходном участке трубопровода генератора режима течения газа в виде прямоугольных импульсов расхода (см. Залманзон Л.А. Аэрогидродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем.- М.: Наука, 1973, с. 162, 169), что является идеальным условием для образования на срезе выходного участка трубопровода генератора вихревых колец, обладающих более высокой по сравнению с затопленными струями дальнобойностью и существенно меньшими потерями переносимого ими газа вдоль пути распространения (см. Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. - М.: Наука, 1973, с. 350-356, а также Э.И. Андрианкин, П.А. Прядков О потере пассивной примеси турбулентным вихревым кольцом. ИФЖ, том 50, N 1, 1986, с. 31).

Изменяя объем пневматической камеры газодинамического генератора колебаний, оказывается возможным регулировать величину импульса расхода газа, обеспечивая наиболее рациональный, с точки зрения эффективности поражающего действия в конкретных условиях применения газового оружия, режим генерирования системы последовательно движущихся вихревых колец (см., например, О.Г. Мартыненко, И.А. Ватутин, Н.И. Лемеш, П.П. Храмов К вопросу о движении системы последовательных соосных вихревых колец в однородной жидкости. ИФЖ, том 56, N 1, 1989, с. 26-28).

При этом выполнение пневматической камеры в виде объема, охватывающего трубопровод газодинамического генератора колебаний, обеспечивает улучшение массогабаритных характеристик устройства, его дизайна и конструктивной прочности. Наличие же отверстия, снабженного пробкой, в стенке пневматической камеры позволяет, помещая в камеру мелкодисперсные частицы, повышать эффективность прицеливания при использовании газового оружия путем визуализации вихревых колец частицами, попадающими в ядро и атмосферу вихревого кольца при его формировании.

Как указывалось, на выходе трубопровода газодинамического генератора колебаний установлен насадок большего гидравлического диаметра, имеющий торцевую перегородку. В перегородке имеется отверстие, соосное со входом. Причем насадок соединен с выходом трубопровода газодинамического генератора колебаний переходником в виде диффузора. Такое исполнение насадка позволяет увеличивать размеры и массу вихревого кольца за счет увеличения длины струи газа, выталкиваемой из выходного отверстия насадка импульсом давления, формируемым газодинамическим генератором в его выходном участке (см. В.Ф. Тарасов Экспериментальные исследования турбулентных вихревых колец. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. физ.-мат. наук, Новосибирск, Ин-т гидродинамики СО АН СССР, с. 47-54). Кроме того, выполнение торцевой перегородки с возможностью изменения диаметра выходного отверстия, в виде, например ирисовой диафрагмы (см. С. В. Кулагин, А. С. Гоменюк, В.И. Дикарев и др. Оптико-механические приборы: учебник для техникумов. - М.: Машиностроение, 1984, с. 150-151), позволяет регулировать диаметр генерируемых вихревых колец, оказывающий существенное влияние на их дальнобойность и потерю ими газа при движении (см. М.А. Лаврентьев, Б.В. Шабат Проблемы гидродинамики и их математические модели. - М. : Наука, 1974, с. 347 и В.Ф. Тарасов Экспериментальные исследования турбулентных вихревых колец, ..., с. 114-115).

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена принципиальная схема газового оружия; на фиг. 2 - схема газового оружия с пневматической камерой, охватывающей трубопровод газодинамического генератора колебаний; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1.

Газовое оружие содержит источник газа повышенного давления 1, трубопровод 2 с управляемым газовым запорным клапаном 3 и выходным патрубком 4. На выходном патрубке 4 дополнительно установлен газодинамический генератор колебаний 5, содержащий трубопровод 6 с присоединенной к нему посредством наклоненной в сторону выхода трубки 7, содержащей выпуклый профилированный элемент 8, пневматической камерой 9, выполненной с возможностью изменения объема. Конструктивно пневматическая камера 9 может быть выполнена охватывающей трубопровод 6, как показано на фиг. 2. На выходе трубопровода 6 газодинамического генератора колебаний 9 установлен насадок большего гидравлического диаметра 10, соединенный с трубопроводом 9 переходником в виде диффузора и имеющий на выходном торце перегородку 11 с отверстием, соосным входному. Торцевая перегородка насадка выполнена с возможностью регулирования диаметра выходного отверстия насадка, например в виде ирисовой диафрагмы.

Работа газового оружия осуществляется следующим образом. При открытии управляющего запорного клапана 3 газ из источника газа повышенного давления попадает во входной участок трубопровода 6 газодинамического генератора колебаний 5. Движущийся поток в результате эффекта прилипания струи к близко расположенной стенке (эффект Коанда) обтекает выпуклый профилированный элемент 8 и поступает в пневматическую камеру 9 по трубке 7. При наполнении пневматической камеры 9 и создании за счет этого противодавления в ней струя газа отрывается от поверхности профилированного элемента 8 и направляется в выходной участок трубопровода 6 и далее в насадок 10. При этом камера 9 частично опорожняется, давление в ней понижается и струя вновь прилипает к поверхности выпуклого профилированного элемента 8. Таким образом, на выходе в насадок 10 возникают автоколебания давления (и расхода), благодаря неоднозначности условий отрыва потока от поверхности выпуклого профилированного элемента 8 и возвращения к ней.

Вследствие возникновения автоколебаний на входе в насадок 10, газ через него проходит некоторыми порциями, т.е. возбуждается пульсирующее течение. В результате этого за счет сил вязкого трения на кромках выходного отверстия насадка 10, расположенного на торцевой перегородке 11, пульсирующая струя преобразуется в последовательность турбулентных вихревых колец, частота генерирования которых равна частоте автоколебаний давления (и расхода) на входе в насадок 10, регулируемой путем изменения объема пневматической камеры 9. При этом вихревые кольца движутся одно за другим в направлении импульса силы, т.е. вдоль оси симметрии трубопровода 6. Изменение диаметра генерируемых вихревых колец осуществляется изменением диаметра выходного отверстия торцевой перегородки 11, выполненной, например, в виде регулируемой ирисовой диафрагмы.

Визуализация генерируемых вихревых колец осуществляется помещением в пневматическую камеру 9 через отверстие с пробкой 12 мелкодисперсных частиц (порошка и т.п.). Втекающая в камеру 9 при работе газового оружия струя перемешивает газ в ее объеме, обеспечивая взвешивание мелкодисперсных частиц. В цикле опорожнения камеры газ со взвешенными частицами попадает в насадок 10 и далее в ядро и атмосферу вихревого кольца, визуализируя последнее.