способ придания вращения пулевому или иному снаряду и огнестрельный комплекс яугонена для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ придания вращения пулевому или иному снаряду, при котором снаряду, снабженному, по крайней мере, одной турбинкой, сообщают поступательное движение, воздействуя на его дно пороховыми газами, образующимися при сгорании порохового метательного заряда, входящего в состав боеприпаса для огнестрельного оружия, и тем самым обеспечивают вращающее вокруг продольной оси воздействие потока газообразной среды на лопасти турбинки, отличающийся тем, что на лопасти турбинки воздействуют струями указанных пороховых газов, параллельными продольной оси снаряда, при ориентации турбинки ее входом в сторону, противоположную поступательному движению снаряда, при этом струи пороховых газов получают преобразованием, в основном, статического давления в объеме, занятом метательным зарядом, в давление, в основном, динамическое.

2. Огнестрельный комплекс для придания вращения пулевому или иному снаряду, содержащий огнестрельное стрелковое или артиллерийское оружие, пороховой метательный заряд и пулевой или иной снаряд, снабженный, по крайней мере, одной турбинкой с наклонными лопастями в хвостовой его части, и несгораемую перегородку, отделяющую снаряд от метательного заряда, отличающийся тем, что перегородка перфорирована множеством продольно ориентированных сквозных отверстий, диаметр которых меньше толщины перегородки не менее чем в 4 раза, и установлена без возможности осевого перемещения под действием пороховых газов за пределы зарядной каморы оружия, а турбинка ориентирована своим входом в сторону заснарядного пространства.

3. Комплекс по п.2, отличающийся тем, что перегородка выполнена с максимально возможным коэффициентом перфорации по условию прочности перемычек между ее отверстиями, а диаметр отверстий равен 1/5 толщины перегородки.

4. Комплекс по п.2, отличающийся тем, что снаряд снабжен юбкой, например хвостовой частью его оболочки, при этом юбка охватывает турбинку с зазором для реверсивного выхода пороховых газов после взаимодействия с лопастями турбинки и дном снаряда.

5. Комплекс по п.2, отличающийся тем, что снаряд снабжен пыжом или пыжом-контейнером, отделяемым за дульным срезом оружия, при этом турбинка установлена в хвостовой части пыжа или пыжа-контейнера, а наружный диаметр системы ее лопастей равен калибру оружия.

6. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что дно собственно снаряда выполнено, по крайней мере, с одним поперечным ребром или гнездом, а обращенная к снаряду донная поверхность пыжа или пыжа-контейнера - с ответным гнездом или ребром, соответственно, исключающими проворот пыжа или пыжа-контейнера относительно снаряда.

Описание изобретения к патенту

Группа изобретений относится к огнестрельным гладкоствольным артиллерийским и стрелковым, в частности охотничьим, комплексам “оружие - боеприпас”, к стабилизации полета снарядов или пуль их вращением вокруг продольной оси.

Для придания снарядам и пулям вращательного движения вокруг продольной оси (“придания вращения”, “закрутки”), с целью стабилизации их полета, используют различные способы.

Основной из них - винтовая нарезка стволов (использование нарезных стволов) - теоретически обоснованный И.Г.Лейтманом в 1728 г., широко используется как в артиллерийских [1], так и в стрелковых (включая охотничьи) [2] комплексах. При этом “закрутка” происходит только в пределах нарезной части ствола, т.е. в пределах внутренней баллистики. В дальнейшем приобретенное в стволе вращательное движение тормозится встречным потоком воздуха.

Для гладкоствольного оружия вращение снарядов и пуль обеспечивают конструктивными особенностями последних.

Известны способы придания вращения пуле организацией взаимодействия турбинки (с наклонными лопастями или ребрами-лопастями) в составе пули с потоком встречного воздуха, скорость которого в неподвижной атмосфере равна скорости V полета пули, начиная с начальной скорости V₀ за дульным срезом ствола. Соответственно, выделена отдельная классификационная подгруппы пуль - стрелочно-турбинные и турбинные [2, с.115-125]. При этом турбинку ориентируют ее входом вперед, в сторону перемещения снаряда, а ее положение по длине пули может быть любым: - наружным головным [3, с.5, 25, фиг.7];

- наружным средним (пули Якана и Бреннеке [2, с.116-118, 127, рис.26, 27]);

- внутренним центральным (пуля “Идеал” [2, с.122, 127, рис.28]);

- их разновидностью с тангенциальными выходными каналами [4];

- внутренним периферийным (пули БС [2, с.124-125, 127, рис.30]);

- с комбинацией наружного и внутреннего положений (“дважды турбинная” пуля Майера [2, с.123-124, 127, 278, рис.29, 62]);

- с наружным хвостовым, причем на неотделяемой части полиэтиленового пыжа-стабилизатора (пуля Полева [5, 6, 2, с.101, 103, 107, рис.18, 63]).

Все перечисленные способы обеспечивают закрутку пули только за дульным срезом, т.е. в пределах внешней баллистики, причем в ряде случаев - с начальной “мертвой зоной” (пуля “Идеал”), а пули с турбинкой, ориентированной входом вперед и ухудшающей обтекаемость, тормозятся встречным потоком воздуха. Кроме того, такие пули чувствительны к незначительным препятствиям.

Наиболее близким к заявляемому способу по назначению и совокупности существенных признаков (способом-прототипом) является способ придания вращения пулевому снаряду, при котором пулевому снаряду, снабженному турбинкой, сообщают поступательное движение, воздействуя на его дно пороховыми газами, образующимися при сгорании порохового метательного заряда, входящего в состав боеприпаса для огнестрельного оружия, и тем самым обеспечивают вращающее, вокруг продольной оси, воздействие потока газообразной среды на лопасти турбинки [2, с.115 (7 последних строк) - 125].

Способ изложен в приложении к охотничьему огнестрельному комплексу. В качестве огнестрельного оружия рассматриваются охотничьи ружья, а в качестве боеприпасов к ним, включающих пороховой метательный заряд, один или несколько несгораемых пыжей (перегородок) и пулевой снаряд (пулю), - гильзовые патроны унитарного заряжания [2, с.28-59, 281, 283, 289, рис.63]. Под газообразной средой понимается атмосферный воздух в пределах внешней баллистики пулевого снаряда (далее по тексту - “снаряда”).

Однако такой способ возможен только, в лучшем случае, на всем участке внешней траектории и не реализуем на этапе движения по каналу ствола, где давление пороховых газов в зарядной каморе и в остальной части канала ствола в существующих огнестрельных комплексах “оружие - боеприпас” имеет, в основном, статический характер. В атмосфере же встречный поток воздуха, равный скорости V пули (начиная с начальной ее скорости V₀), существенно ниже скоростей пороховых газов, выходящих из ствола. Кроме того, неминуемо торможение пулевого снаряда с аэродинамически невыгодным положением турбины, а также отклонение траектории и/или разворачивание при незначительных препятствиях, например растительности.

Все это обусловливает недостаточную эффективность способа-прототипа как способа стабилизации полета снаряда, повышения баллистических качеств огнестрельного комплекса “оружие - боеприпас”, точности и убойности выстрела.

Известен огнестрельный комплекс, заслуживающий внимание как достаточно близкий аналог заявляемого устройства для осуществления заявляемого способа, содержащий огнестрельное стрелковое оружие (охотничье ружье), пороховой метательный заряд и пулевой снаряд (пулю), снабженный турбинкой с наклонными лопастями в хвостовой его части (точнее - неотделяемой части пыжа-контейнера) [2, с.101, 103, 107, рис.18,63]. Пулевой снаряд (пуля Полева) подробнее описан в патентных материалах [6].

Однако в нем отсутствует какая-либо перегородка, отделяющая снаряд от метательного заряда, т.к. сам снаряд содержит неотделяемый пыж-контейнер, обеспечивающий достаточно хорошую обтюрацию пороховых газов, а признак “хвостовое расположение турбинки” несколько условен, ибо ее расположение можно, в принципе, отнести и к центральному (и поэтому данный комплекс не принимается за устройство-прототип).

Наиболее близким к заявляемому устройству для осуществления заявляемого способа придания вращения пулевому или иному снаряду по назначению и совокупности существенных признаков (устройством-прототипом) является огнестрельный комплекс, содержащий огнестрельное стрелковое оружие (охотничье ружье), пороховой метательный заряд и пулевой снаряд (пулю), снабженный турбинками с наклонными лопастями, частично расположенными в хвостовой его части (турбинка полностью организована внутри сквозного центрального канала в снаряде), и несгораемую перегородку (систему последовательно установленных картонных и войлочного пыжей), отделяющую снаряд от метательного заряда [2, с.123-124, 277-279, рис.62 на с.278].

Однако применением устройства-прототипа не может быть осуществлен заявляемый способ, так как турбинка направлена своим входом вперед, а не в сторону заснарядного пространства, где находится источник пороховых газов (а значит, от пороховых газов, даже преобразованных в продольно ориентированные струи, работать не будет, причем, более того, пороховые газы прорывались бы через сквозной канал, а не эффективно выталкивали бы снаряд из ствола); давление продуктов сгорания метательного заряда в заснарядном пространстве - в основном статическое и отсутствуют какие-либо технические средства для эффективного его преобразования в давление, в основном динамическое, в виде продольно ориентированных струй.

Кроме того, остальные, большие части турбинок (турбинного комплекса) тормозили бы поступательное и вращательное движения снаряда в условиях встречного потока воздуха на внутреннем и внешнем этапах баллистики.

Устройству-прототипу (равно как и другим аналогам) свойственны и другие весьма существенные недостатки.

Энергия пороховых газов используется для сообщения снаряду ускорения недостаточно эффективно: через статическое в основном давление в заснарядном пространстве. Соответственно, недостаточно используются возможности повышения начальной скорости снаряда при сохранении массы метательного заряда, а значит, и могущества выстрела, или сокращение массы метательного заряда при сохранении начальной скорости снаряда. Кроме того, существенная доля остаточной энергии пороховых газов после вылета снаряда из канала ствола определяет, во-первых, наличие дульного пламени, демаскирующего положение орудия (и, соответственно, необходимость применения в ряде случаев пламягасителя), и, во-вторых, газодинамический шум (и, соответственно, необходимость применения устройств для снижения его уровня). Следует учитывать также проблему обтюрации пороховых газов при его статическом характере.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности способа придания вращения снаряду для гладкоствольного огнестрельного оружия путем обеспечения вращения снаряда в гладком канале ствола за счет кинетической энергии пороховых газов, а также обеспечение возможности осуществления такого способа в огнестрельном комплексе.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе придания вращения пулевому или иному снаряду, при котором снаряду, снабженному, по крайней мере, одной турбинкой, сообщают поступательное движение, воздействуя на его дно пороховыми газами, образующимися при сгорании порохового метательного заряда, входящего в состав боеприпаса для огнестрельного оружия, и тем самым обеспечивают вращающее, вокруг продольной оси, воздействие потока газообразной среды на лопасти турбинки, на нее воздействуют струями указанных пороховых газов, параллельными продольной оси снаряда, при ориентации турбинки ее входом в сторону, противоположную поступательному движению снаряда, при этом струи пороховых газов получают преобразованием, в основном, статического давления в объеме, занятом метательным зарядом, в давление, в основном, динамическое.

Поскольку применением известных устройств невозможно реализовать заявляемый способ, для его осуществления предлагается огнестрельный комплекс, содержащий огнестрельное стрелковое или артиллерийское оружие, пороховой метательный заряд и пулевой или иной снаряд, снабженный, по крайней мере, одной турбинкой с наклонными лопастями в хвостовой его части, и несгораемую перегородку, отделяющую снаряд от метательного заряда, и в котором перегородка перфорирована множеством продольно ориентированных сквозных отверстий, диаметр которых меньше толщины перегородки не менее чем в 4 раза, и установлена без возможности осевого перемещения под действием пороховых газов за пределы зарядной каморы оружия, а турбинка ориентирована своим входом в сторону заснарядного пространства.

Решение поставленной задачи достигается также за счет дополнительных конструктивных признаков (при сформулированной выше основной совокупности признаков):

- перегородка может быть выполнена с максимально возможным коэффициентом перфорации по условию прочности перемычек между ее отверстиями, а диаметр отверстий равен 1/5 толщины перегородки, что обусловливает максимальный, при прочих равных условиях, эффект преобразования статической составляющей давления в динамическую за счет максимального использования площади перегородки, а также оптимального соотношения (условия) формирования наиболее геометрически правильных, стабильных струй на выходе отверстий перфорации;

- снаряд может быть снабжен юбкой, например хвостовой частью его оболочки, при этом юбка должна охватывать турбинку, с зазором для реверсивного выхода пороховых газов после взаимодействия с лопастями турбинки и дном снаряда, что позволит избежать серьезного недостатка устройств-аналогов, а именно - повышенного торможения вращательного и поступательного движений снаряда встречным воздушным потоком на этапе внешней баллистики;

- снаряд может быть также снабжен пыжом или пыжом-контейнером, отделяемым за дульным срезом оружия, при этом турбинка должна быть установлена в хвостовой части пыжа или пыжа-контейнера, а наружный диаметр системы ее лопастей должен быть равен калибру оружия, что, как вариант, альтернативный безконтейнерному снаряду, позволяет достичь вышеуказанного положительного результата, не экранируя турбинку снаружи юбкой, причем это будет сопровождаться обеспечением возможности увеличения внешнего диаметра системы лопастей, использованием их, дополнительно, как направляющего пояска снаряда для стабилизации движения в канале ствола, а также возможностью увеличения, в сравнении с предыдущим случаем, коэффициента перфорации перегородки;

- выполнение при этом дна собственно снаряда, по крайней мере, с одним поперечным ребром или гнездом, а обращенной к снаряду донной поверхности пыжа или пыжа-контейнера - с ответным гнездом или ребром соответственно, можно довольно просто (технологично) исключить проворот пыжа или пыжа-контейнера относительно снаряда.

Среди известных способов и устройств не обнаружены такие, совокупность существенных признаков которых совпадала бы с заявляемой группой существенных признаков. В то же время именно за счет последней достигается новый технический результат в соответствии с поставленной задачей.

Заявляемый способ и устройство для его осуществления проиллюстрировано чертежами:

на фиг.1 схематично показан способ придания вращения пулевому или иному снаряду, вид сбоку, где d - калибр снаряда (оружия), p, p_ст и p_дин - давление пороховых газов в заснарядном пространстве, соответственно суммарное, его статическая и его динамическая составляющие;

на фиг.2 изображен огнестрельный комплекс для осуществления способа по фиг.1, фрагмент продольного разреза с показом перфорированной перегородки как средства преобразования давления пороховых газов, вариант с принадлежностью перегородки к боеприпасу, где d₀ - диаметр отверстий перфорации перегородки, b - толщина перегородки и одновременно длина отверстия (канала) ее перфорации, - текущий зазор между дном снаряда и перегородкой (текущая длина заснарядного пространства), p₁, p_1ст, р₃, р_2ст и р_2дин - давление пороховых газов, соответственно суммарное и его статическая составляющая в пространстве для размещения метательного заряда, суммарное и его статическая и динамическая составляющие в заснарядном пространстве;

на фиг.3 - то же, вариант с принадлежностью перегородки к зарядной каморе оружия;

на фиг.4 - одна из рекомендуемых конструкций (продольный разрез) пулевого снаряда, вариант без пыжа или пыжа-контейнера, где d₁ - наружный диаметр системы лопастей турбинки, d₂ - внутренний диаметр юбки, экранирующей турбинку, I - длина турбинки;

на фиг.5 - другой вариант конструкции (продольный разрез) пулевого снаряда, вариант с пыжом-контейнером, где d*<d - внешний диаметр (калибр) тела снаряда с оболочкой при внешнем диаметре d пыжа-контейнера.

Способ придания вращения пулевому или иному снаряду заключается в следующих операциях (см. фиг.1).

На снаряд 1, снабженный, по крайней мере, одной турбинкой 2 (с корпусом 3 и наклонными, в общем случае неплоскими, лопастями 4), установленной в его хвостовой части и ориентированной своим входом в сторону, противоположную предстоящему поступательному движению снаряда (иначе говоря, в заснарядное пространство, на фиг.1 - налево), воздействуют сзади (т.е. на дно снаряда 1) струями 5 пороховых газов, образующихся при сгорании порохового метательного заряда (входящего в состав боеприпаса для огнестрельного оружия).

При этом струи 5 получают преобразованием, в основном, статического давления в объеме, занятом метательным зарядом, в давление p = p_ст + p_дин, в основном, динамическое: p p_дин.

Струи 5 взаимодействуют с лопастями 4 и дном снаряда 1 (включая элементы турбинки 2) и, “отработав” на лопастях 4, выходят, в основном, в периферийной кольцевой зоне заснарядного пространства, в обратную сторону (показано стрелками). Силы давления на лопасти 4 и дно снаряда 1 в целом характеризуются нормальными (вдоль продольной оси снаряда 1) и тангенциальными составляющими.

Поэтому происходит сложное движение снаряда 1 в канале ствола оружия, начиная с его зарядной каморы 6 (в пределах гильзы боеприпаса и/или перед ней): одновременно поступательное (на чертеже - вправо, что показано двойной стрелкой) и вращательное (вокруг продольной оси снаряда 1), т.е. “закрутка” снаряда 1.

При вылете из канала ствола оружия (за дульным срезом) пороховые газы еще некоторое время продолжают воздействовать на турбинку 2 и дно снаряда 1 в целом, а затем летит, вращаясь по или против часовой стрелки (в зависимости от направления наклона лопастей 4) по инерции, в условиях сопротивления окружающей воздушной среды. “Закрутка” снаряда 1 стабилизирует его поступательное движение в пределах внешней баллистики.

В данном случае речь идет о взаимодействии снаряда 1 с двумя различными “потоками газообразной среды”: с одной стороны - совокупностью струй 5 пороховых газов как продуктов сгорания метательного заряда (в основном, в канале ствола) и, с другой стороны, встречного потока атмосферного воздуха, имеющего, условно, скорость V, где V - скорость полета снаряда (в основном, вне канала ствола).

Использование части энергии пороховых газов на “закрутку” снаряда 1, за счет относительного уменьшения “выталкивающего эффекта”, не приведет (при рациональной геометрии турбинки 2) к снижению начальной скорости V₀ снаряда 1 и, соответственно, могущества выстрела, т.к. преобразование давления, в основном, в динамическое р_дин, сопряжено с существенным ростом абсолютного значения последнего, а значит и нормальной составляющей силы давления, выталкивающей снаряд 1.

Для осуществления заявляемого способа придания вращения снаряду 1 предлагается огнестрельный комплекс Яугонена (по фамилии одного из авторов данной разработки).

Комплекс содержит (см. фиг.2 или 3) огнестрельное стрелковое или артиллерийское оружие с зарядной каморой 6, пороховой метательный заряд 7, пулевой или иной снаряд 1 и несгораемую, жесткую перегородку 8, отделяющую снаряд 1 от заряда 7.

В варианте по фиг.2 перегородка 8 установлена в гильзе 9 унитарного боеприпаса, который, в свою очередь, установлен в зарядной каморе 6, т.е. перегородка 8 принадлежит боеприпасу.

В варианте по фиг.3 перегородка 8 установлена непосредственно в зарядной каморе 6, т.е. принадлежит оружию.

В обоих вариантах перегородка 8 установлена без возможности осевого перемещения под действием пороховых газов (на чертеже - направо) за пределы каморы 6. В частности, как показано на фиг.3, она может быть установлена неподвижно.

Перегородка 8 может быть выполнена как передняя торцевая стенка металлического стакана-контейнера 10 (см. фиг.2) толщиной b, или дисковой (см. фиг.3), также толщиной “b”, с поджатием к упору 11 каморы 6 затвором 12 посредством трубки (втулки) 13 (выполняющей, наряду с осевой фиксацией перегородки 8, функцию усилителя цилиндрической стенки каморы 6).

В любом из этих вариантов перегородка 8 обязательно перфорирована множеством продольно ориентированных сквозных отверстий 14, диаметр d_o которых (см. фиг.2) меньше толщины b перегородки 8 в четыре или более раз: b4d₀. Оптимальным следует считать соотношение b=5d₀.

При этом абсолютный размер d₀ должен быть меньше нормированного (стандартного) минимального размера частиц заряда 7 (ширины пластинчатого или диаметра трубчатого порохового зерна) при сыпучей структуре последнего (см. источник [1, С.183, рис.166]).

Рекомендуется выполнение перегородки 8 с максимально возможным коэффициентом перфорации центральной ее зоны, противолежащей турбинке 2 (отношение суммарной площади отверстий 14 к площади перегородки 8 на диаметре, равном диаметру d₁ - см. далее), по условию прочности - неразрушению перемычек между отверстиями 8 (расчет - по давлению p₁ в объеме, занимаемом зарядом 7).

Снаряд 1 снабжен, по крайней мере, одной турбинкой 2, включающей в себя корпус 3 и систему лопастей 4 с наружным диаметром d₁ и длиной I, преимущественно в количестве шести-восьми, имеющих, в общем случае, сложный криволинейный профиль, а в простейшем случае - в виде наклонно расположенных плоских пластин. Турбинка 2 в целом расположена в хвостовой части снаряда 1 и ориентирована своим входом назад, в заснарядное пространство.

Предлагаются два основных варианта снаряда: без пыжа или пыжа-контейнера (см. фиг.4) и с отделяемым пыжом-контейнером (см. фиг.5) или пыжом (аналогично варианту по фиг.5, но без лепестков, охватывающих поражающий элемент).

В первом варианте (пример выполнения экспансивного пулевого снаряда, т.е. пули) тяжелое тело 15 пули (свинец) заключено в оболочку 16 (латунь, медь, омедненная сталь), которая сзади консольно выходит за пределы тела 15, образуя юбку 17 с внутренним диаметром d₂, закрывающую с боков цилиндрическую часть заснарядного пространства. Турбинка 2 прикреплена к дну тела 15 центрально расположенным винтом или соединением “гайка - замурованная в теле 15 шпилька” 18 так, что полностью расположена в указанной части заснарядного пространства. Разность 0,5(d₂-d₁) определяет кольцевой зазор между лопастями 4 и юбкой 17 для выхода “отработавшей” в турбинке 2 газообразной среды. Для нормальной организации газового потока в турбинке 2 ее донышко 19 и свободная от турбинки 2 (открытая) часть поверхности дна тела 15 пули выполнены неплоскими, с плавным взаимным переходом. Центр масс пули смещен вперед и находится примерно на первой трети ее длины.

Во втором варианте (также пример выполнения экспансивного пулевого снаряда) снаряд 1 состоит из двух частей - подкалиберной (или меньшего, чем у оружия, калибра d*) собственно пули (упомянутого выше поражающего элемента) с телом 15 и оболочкой 16 (без юбки 17) и охватывающего ее пыжа-контейнера 20 (полиэтилен и/или пластмасса), включающего в себя поддон с лепестками (в совокупности - стакан) и хвостовик с лопастями 4 (в совокупности - турбинка 2, где поддон и хвостовик являются корпусом 3).

При этом максимальный диаметр пыжа-контейнера 20 равен калибру d снаряда в целом (и оружия), а диаметр турбинки 2 ₁=d, что придает ее лопастям 4 дополнительную функцию направляющих ребер при движении в гильзе 9 и/или канале ствола (см. фиг.2, 3).

В пыже-контейнере 20 может быть предусмотрена обтюрирующая кольцевая выборка 21.

Для более надежной фиксации пыжа-контейнера 20 от проворота относительно более инерционной собственно пули 15-16 рекомендуется выполнение дна последней с одним, с двумя крестообразно расположенными или с большим числом поперечных гнезд 22, а обращенной к пуле 15-16 донной поверхности пыжа-контейнера 20 - с ответными ребрами 23. Соединение (замок) такого типа возможен и при “зеркальном” варианте - “ребро на пуле (снаряде) - гнездо в пыже-контейнере”. В осевом направлении пулю 15-16 удерживают в пыже-контейнере 20, в основном, силы ее трения с лепестками.

Таким образом, в предлагаемом устройстве для осуществления заявляемого способа хвостовая турбинка 2 является средством “закрутки” снаряда сзади, в канале ствола, начиная с полости зарядной каморы 6, струями 5 пороховых газов, а перфорированная особым образом перегородка 8 - средством получения газовых струй 5.

Описанные способ “закрутки” снаряда и примеры конструктивного выполнения устройства для осуществления этого способа не исключают других возможных вариантов в рамках формулы изобретения.

Предложенное устройство по фиг.4 работает следующим образом (с осуществлением заявляемого способа придания вращения снаряду 1).

При сгорании метательного заряда 7 пороховые газы в пространстве перед перегородкой 8 перетекают через отверстия 14 в заснарядное пространство. В соответствии с уравнением Бернулли и за счет указанного выше рационального, эмпирически полученного соотношения толщины b перегородки 8 и диаметра d₀ отверстий 14 ее перфорации (включая оптимальное соотношение b/d₀=5), в основном статическое (разнонаправленное в динамике) давление p₁(p_1ст) за перегородкой 8 преобразуется в динамическое, в основном, давление р₂: p_3дин >> р_2ст (см. фиг.1-3). Пороховые газы, сформировавшись в системе отверстий 14 в параллельные струи 5, движутся таковыми и в заснарядном пространстве после перегородки 8, оказывая динамическое давление на дно снаряда 1 и, следовательно, на лопасти 4 турбинки 2. Это вызывает одновременно выталкивание снаряда 1 из канала ствола и вращение турбинки 2 (лопастей 4 вместе с корпусом 3), а значит, и всего снаряда 1 в канале ствола вокруг продольной оси с угловым ускорением. Минимальное, по условиям прочности, расстояние между отверстиями 14 обеспечивает минимум турбулизирующих влияний со стороны газов, находящихся между струями 5, что позволяет дольше сохранить сформировавшийся характер течения. В увеличивающемся зазоре между перегородкой 8 и снарядом 1 в пределах 8d (тоже экспериментальные данные) не происходит существенной турбулизации и снижения динамической составляющей р_2дин в общем давлении р₂.

“Отработавшие” в турбинке 2 пороховые газы отбрасываются назад, в основном, через кольцевой зазор под юбкой 17 (в варианте по фиг.4) или по периферии заснарядного пространства непосредственно вдоль стенок канала ствола (в варианте по фиг.5).

В последнем случае лопасти 4 на диаметре d₁=d, увеличивая общую длину направляющих элементов в канале, повышают стабильность движения снаряда 1 в пределах внутренней баллистики.

Благодаря наличию соединения (замка) 22-23 (в дополнение к моменту сил трения) крутящий момент на турбинке 2 передается от пыжа-контейнера 20 собственно пуле 15-16 без проворота.

В обоих вариантах конструкции снаряд 1 после дульного среза ствола большую часть траектории продолжает вращаться по инерции.

При этом в варианте по фиг.4 юбка 17, экранируя турбинку 2 от встречного потока воздуха, существенно уменьшает момент сопротивления вращению снаряда.

В варианте по фиг.5 проблема сопротивления вращению сводится практически на нет отделением пыжа-контейнера 20 с турбинкой 2 почти сразу за дульным срезом.

Таким образом, реализация заявляемой группы изобретений позволяет повысить эффективность способа придания вращения пулевому или иному снаряду для гладкоствольного огнестрельного оружия, т.к., в отличие от прототипов и др. аналогов, использующих встречный поток воздуха на этапе внешней баллистики, вращение в данном случае происходит уже в канале гладкого ствола, непосредственно за счет энергии пороховых газов, при скоростях газовых потоков (струй), значительно превышающих модуль скорости V встречного воздушного потока на выходе снаряда за дульный срез. Соответственно, становится возможным устранить тормозящее действие встречного потока на снаряд, а также существенную зависимость траектории от незначительных препятствий на пути снаряда (и то и другое - экранированием турбинки от встречного потока, восстановлением обтекаемости снаряда). При этом конструкция снаряда становится более технологичной и не вступает в противоречие с требованиями к головной части снаряда с позиций воздействия на цель. Турбинные снаряды (пули) с предложенными конструктивными особенностями (см. фиг.4, 5) технологичны и дешевы в крупносерийном и массовом производстве. Они достаточно просто переделываются в не турбинные и наоборот, что соответствует принципам унификации и стандартизации. Изобретение способствует объединению преимуществ гладкоствольных и нарезных огнестрельных комплексов.

Имеет место и ряд других, побочных положительных эффектов, не имеющих прямого отношения к “закрутке” снаряда.

Следует учитывать наличие масштабного фактора: с ростом калибра d комплекса эффективность использования данного изобретения возрастает. Поэтому рекомендуется использовать его как в охотничьих огнестрельных комплексах, так и в артиллерийских комплексах.

Изложенная положительная эффективность изобретения основывается на экспериментальных данных, полученных с участием авторов.

Источники информации

1. Надин В.А., Скорик И.А., Шегерян В.М. Артиллерия. - М.: Изд-во ДОСААФ, 1972, 335 с., ил., с.37, 91, 93-97.

2. Трофимов В.Н. Охотничьи боеприпасы и снаряжение патронов к охотничьим ружьям. - Минск: 000 “СЛК”, 1996, 320 с., ил., с.145-172, 313.

3. SU 1808114 A3, F 42 B 5/03, 12/34, 10.05.1990.

4. SU 1828994 А1, F 42 B 10/12, 08.08.1990.

5. FR 2487063, F 24 B 7/08, 1982.

6. SU 1141293 A, F 42 B 11/02, 11.07.1983.