способ снаряжения патронов специального назначения

Формула изобретения

1. Способ снаряжения патронов специального назначения, включающий засыпку в капсюлированную гильзу метательного порохового заряда, установку в гильзу метаемого снаряжения и закрепление метаемого снаряжения в гильзе, отличающийся тем, что метательный заряд образуют из смеси, по крайней мере, двух порохов, общую массу метательного заряда и соотношение масс порохов, образующих метательный заряд, выбирают для достижения целевого назначения патрона, причем пороха засыпают в гильзу одновременно, при этом используют, по крайней мере, один быстрогорящий порох, обеспечивающий превышение характеристик, определяющих целевое назначение патрона, и, по крайней мере, один медленногорящий порох, не обеспечивающий достижение характеристик, определяющих целевое назначение патрона.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что метательный заряд образуют из смеси пироксилиновых, нитроглицериновых, двухосновных порохов и/или дымного пороха.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что метательный заряд образуют из смеси зерненых, сферических, пластинчатых и/или гранулированных порохов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу снаряжения патронов специального назначения, а именно к способу снаряжения патронов стрелкового оружия, предназначенных для решения специальных задач, например испытательных патронов, патронов травматического действия, сигнальных патронов, патронов, снаряженных капсулами с химическими веществами и т.п.

Известен способ снаряжения патронов стрелкового оружия, включающий засыпку в капсюлированную гильзу метательного порохового заряда, установку в гильзу метаемого снаряжения и закрепление метаемого снаряжения в гильзе [1, 2]. Недостатком указанного способа является невозможность снаряжения патронов специального назначения.

Пороховые заряды разрабатываются для наиболее распространенных типов патронов стрелкового оружия. Для нарезного оружия наиболее распространенными являются пулевые патроны, для гладкоствольного оружия наиболее распространенными являются дробовые патроны. При разработке пороховых зарядов для наиболее распространенных пулевых и дробовых патронов каждого калибра ставится цель получения максимальной скорости метаемого снаряжения при допустимом давлении пороховых газов. Одним из наиболее распространенных порохов отечественного производства для патронов к гладкоствольному оружию является порох марки "Сокол" [3]. В инструкциях по снаряжению охотничьих патронов порохом "Сокол" приведены указания о массе пороха для охотничьих патронов 12, 16 и 20 калибра, обеспечивающей максимальную скорость дроби при допустимом давлении пороховых газов. Номенклатура порохов зарубежного производства значительно шире и включает пороха для патронов одного калибра с различной массой дроби. Так, компания CARTUCHERIA DEPORTIVA S.A. (Испания) производит пороха марок PSB-1, PSB-2, PSB-3, PSB-5 и PSB-6, предназначенные для снаряжения патронов 12 калибра к гладкоствольному оружию с массой дроби 24 г, 28 г, 32 г и 36 г [4]. В каталоге приведены указания о массе пороха для каждого значения массы дроби.

Патроны специального назначения разрабатываются для решения специальных задач. Испытательные патроны, предназначенные для испытаний оружия на прочность, должны обеспечивать испытательное давление пороховых газов, значительно превышающее давление пороховых газов боевых, охотничьих и спортивных патронов соответствующего калибра в одном или одновременно в двух сечениях ствола [5]. Необходимые характеристики испытательных патронов не могут быть достигнуты только за счет увеличения массы пороха. Известные пороховые заряды не способны обеспечить требуемые давления пороховых газов испытательных патронов, а также целостность гильзы и других элементов снаряжения патрона, стабильные баллистические характеристики при высоком давлении пороховых газов.

Патроны травматического действия предназначены для механического поражения цели метаемыми элементами с энергией, не способной повлечь летальный исход или долговременный вред здоровью человека, при этом начальная скорость метаемого снаряжения значительно ниже начальной скорости метаемого снаряжения боевых, охотничьих и спортивных патронов, а масса метаемого элемента (или элементов), изготовленного из эластичного материала, значительно ниже массы метаемого снаряжения боевых, охотничьих и спортивных патронов соответствующего калибра. Необходимые характеристики патронов травматического действия не могут быть достигнуты только за счет уменьшения массы пороха в известном метательном заряде. Известные пороховые заряды не способны обеспечить стабильные баллистические характеристики патронов травматического действия при низком давлении пороховых газов и низкой массе метаемого снаряжения.

Патроны специального назначения производятся в незначительных количествах по сравнению с наиболее распространенными патронами стрелкового оружия. Различие и противоречивость требований к патронам специального назначения не позволяют выработать единые требования к пороховым зарядам таких патронов. Пороха для патронов специального назначения не производятся ни отечественной, ни зарубежной промышленностью. В этой связи, пороховые заряды для таких патронов разрабатываются индивидуально, с использованием порохов, предназначенных для наиболее распространенных патронов. Во всех случаях, необходимость использования в патронах специального назначения порохов, предназначенных для использования в наиболее распространенных патронах, неизбежно приводит к усложнению конструкции, усложнению технологии снаряжения и повышению стоимости патронов специального назначения.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ снаряжения испытательных патронов для гладкоствольного оружия [6], включающий засыпку порохового заряда в капсюлированную гильзу, установку в гильзу пыжа, засыпку дроби и закрепление элементов патрона в гильзе. Согласно указанному способу для получения требуемого давления пороховых газов во втором сечении баллистического ствола подбирают массу порохового заряда, образованного порохом одной марки, для оптимального снаряжения патрона подбирают массу дроби, а для получения требуемого давления пороховых газов в первом сечении баллистического ствола регулируют жесткость пыжа.

Недостатками известного способа являются возможность использования только для испытательных патронов, невозможность плавного регулирования давления пороховых газов испытательных патронов и сложность реализации. Регулирование жесткости пыжа может осуществляться только дискретным изменением геометрических размеров элементов пыжа, при этом невозможно гарантировать соответствие патронов требованиям по величине давления пороховых газов. Регулирование жесткости пыжа связано с необходимостью длительной и дорогостоящей доработки оборудования (прессформ для литья пластмассовых деталей под давлением). Существенным недостатком известного способа является узкая область применения, возможность использования только применительно к испытательным патронам для гладкоствольного оружия и невозможность использования для широкого круга патронов специального назначения.

Целью изобретения является обеспечение возможности снаряжения широкой номенклатуры патронов специального назначения, обеспечение плавного регулирования характеристик, определяющих целевое назначение патронов специального назначения, и упрощение способа снаряжения патронов специального назначения.

Указанная цель достигается тем, что в способе снаряжения патронов специального назначения, включающем засыпку в капсюлированную гильзу метательного порохового заряда, установку в гильзу метаемого снаряжения и закрепление метаемого снаряжения в гильзе, метательный заряд образуют из смеси, по крайней мере, двух порохов, общую массу метательного заряда и соотношение масс порохов, образующих метательный заряд, выбирают для достижения целевого назначения патрона, причем пороха засыпают в гильзу одновременно, при этом используют, по крайней мере, один быстрогорящий порох, обеспечивающий превышение характеристик, определяющих целевое назначение патрона, и, по крайней мере, один медленногорящий порох, не обеспечивающий достижение характеристик, определяющих целевое назначение патрона.

Указанная цель достигается также тем, что в способе снаряжения патронов специального назначения метательный заряд образуют из смеси пироксилиновых, нитроглицериновых, двухосновных порохов и/или дымного пороха.

Указанная цель достигается также тем, что в способе снаряжения патронов специального назначения метательный заряд образуют из смеси зерненых, сферических, пластинчатых и/или гранулированных порохов.

В наиболее простом случае, для реализации предлагаемого способа снаряжения патронов специального назначения метательный заряд образуют из смеси двух порохов, общую массу метательного заряда и соотношение масс порохов, образующих метательный заряд, выбирают для достижения целевого назначения патрона, причем пороха засыпают в гильзу одновременно, при этом используют быстрогорящий порох, обеспечивающий превышение характеристик, определяющих целевое назначение патрона, и медленногорящий порох, не обеспечивающий достижение характеристик, определяющих целевое назначение патрона.

Использование смеси быстрогорящего и медленногорящего порохов обеспечивает возможность регулирования характеристик, определяющих целевое назначение патрона, за счет варьирования следующих параметров:

- выбора быстрогорящего пороха (или порохов);

- выбора медленногорящего пороха (или порохов);

- выбора общей массы порохов в метательном заряде;

- выбора соотношения масс быстрогорящих и медленногорящих порохов, образующих пороховой заряд.

Возможность достижения требуемых характеристик в предлагаемом способе снаряжения патронов специального назначения обусловлена использованием быстрогорящих порохов, обеспечивающих превышение характеристик, определяющих целевое назначение патрона, и медленногорящих порохов, не обеспечивающих достижения характеристик, определяющих целевое назначение патрона. Таким образом, за счет выбора общей массы порохов и соотношения масс порохов, образующих метательный заряд, могут достигаться и плавно регулироваться характеристики патронов в пределах между характеристиками самого быстрогорящего и самого медленногорящего из применяемых порохов.

Необходимость одновременной засыпки порохов определяется требованием обеспечения стабильных баллистических характеристик патронов специального назначения. Предварительное перемешивание порохов перед снаряжением патронов недопустимо, так как при засыпке это неизбежно приводит к различному соотношению порохов в каждом патроне. Последовательная засыпка порохов приводит к следующим негативным последствиям:

- низкая стабильность баллистических характеристик патронов специального назначения;

- повышение трудоемкости снаряжения патронов в связи с дополнительной операцией (или операциями) засыпки пороха.

Низкая стабильность баллистических характеристик при последовательной засыпке порохов связана с возможностью неуправляемого перемешивания порохов в снаряженных патронах. В одних случаях пороха могут остаться засыпанными неперемешанными слоями. В других случаях может происходить частичное или полное перемешивание порохов. Указанные обстоятельства зависят от конструкции патрона, технологии снаряжения, используемого оборудования, размеров и формы частиц используемых порохов. Характер перемешивания порохов оказывает существенное влияние на характер горения порохового заряда и баллистические характеристики, определяющие целевое назначение патронов специального назначения. В наибольшей мере влияние на баллистические характеристики имеет место для патронов с низким давлением пороховых газов, например патронов травматического действия.

Предлагаемый способ применительно к испытательным патронам для гладкоствольного оружия, содержащим смесь двух порохов, осуществляется следующим образом. В капсюлированную гильзу засыпают метательный пороховой заряд, образованный из смеси быстрогорящего и медленногорящего порохов, устанавливают в гильзу метаемое снаряжение и закрепляют метаемое снаряжение в гильзе. Характеристиками испытательных патронов для гладкоствольного оружия, определяющими целевой назначение патронов, является давление пороховых газов в первом и втором сечениях ствола. В этой связи, общую массу метательного заряда определяют из условия получения требуемого давления пороховых газов во втором сечении ствола, а соотношение масс порохов, образующих метательный заряд, выбирают для достижения требуемого давления пороховых газов в первом сечении ствола. Для реализации предлагаемого способа используют:

- быстрогорящий порох, обеспечивающий превышение требуемого давления пороховых газов в первом сечении ствола;

- медленногорящий порох, не обеспечивающий достижение требуемого давления пороховых газов в первом сечении ствола.

Проведенные испытания показывают, что давление пороховых газов во втором сечении баллистического ствола в основном определяется массой порохового заряда, но незначительно зависит от конструкции патрона и давления в первом сечении ствола. Это связано с тем, что давление во втором сечении ствола определяется, в первую очередь, газодинамическими характеристиками, основными из которых являются давление, температура и объем пороховых газов, образовавшихся при горении порохового заряда, а также объем ствола на момент прохождения пыжом второго сечения. Давление пороховых газов в первом сечении баллистического ствола при выбранной массе порохового заряда и неизменной конструкции патрона определяется, в первую очередь, скоростью горения пороха. Подбор пороха со строго определенной скоростью горения, обеспечивающей требуемое давление пороховых газов в первом сечении ствола, практически невозможен. В то же время не вызывает практических затруднений выбор соотношения масс порохов, образующих метательный заряд, для достижения требуемого давления пороховых газов в первом сечении ствола.

Проведены испытания испытательных патронов для гладкоствольного оружия калибра 12/76, содержащих быстрогорящий пироксилиновый зерненый порох "Сунар" [7] и медленногорящий пироксилиновый зерненый порох "Сунар-42" [8]. Согласно существующим требованиям [5] давление пороховых газов в первом сечении ствола для указанных патронов должно удовлетворять неравенствам

Р_n 137 МПа

Р_n-k_3n· S_n 120 МПа

P_n+k_3n· S_n 178 МПа,

где р_n - среднее максимальное давление;

S_n - среднеквадратическое отклонение;

k_3n - статистический коэффициент.

Одновременно давление пороховых газов во втором сечении ствола должно удовлетворять неравенствам

Р_n 50 МПа

Р_n-k_3n· S_n 45 МПа

Р_n+k_3n· S_n 65 МПа.

Проведенные испытания указанных патронов показали следующее:

- требуемое давление пороховых газов во втором сечении ствола обеспечивается при общей массе метательного заряда 3,0 г;

- использование метательного заряда, содержащего только порох "Сунар", приводит к значительному превышению давления пороховых газов в первом сечении ствола;

- использование метательного заряда, содержащего только порох "Сунар-42", не обеспечивает требуемого давления пороховых газов в первом сечении ствола.

Таким образом, необходим выбор соотношения масс быстрогорящего и медленногорящего порохов для обеспечения требуемого давления пороховых газов в первом сечении ствола. Результаты испытаний патронов, содержащих различное соотношение порохов, образующих метательный заряд, приведено в табл. 1.

Таблица 1
№ п/п	Масса пороха "Сунар", г	Масса пороха "Сунар-42", г	Давление пороховых газов в первом сечении ствола, МПа	Давление пороховых газов во втором сечении ствола, МПа
1	-	3,0	95	49
2	1,1	1,9	137	51
3	1,3	1,7	141	52
4	1,5	1,5	149	54

Таким образом, обеспечение характеристик, определяющих целевое назначение испытательных патронов калибра 12/76, достигается при массе метательного заряда 3,0 г; массе быстрогорящего пороха 1,5 г; массе медленногорящего пороха 1,5 г; использовании быстрогорящего пороха "Сунар", обеспечивающего превышение давления пороховых газов в первом сечении ствола; использовании медленногорящего пороха "Сунар-42", не обеспечивающего требуемого давления пороховых газов в первом сечении ствола.

Проведены испытания испытательных патронов для гладкоствольного оружия калибра 28/70, содержащих быстрогорящий пироксилиновый зерненый порох "Сунар" [7] и медленногорящий пироксилиновый зерненый порох "Сунар-42" [8]. Согласно существующим требованиям [5] давление пороховых газов в первом сечении ствола для указанных патронов должно удовлетворять неравенствам

Р_n 108 МПа

Р_n-k_3n· S_n 96 МПа

Р_n+k_3n· S_n 141 МПа,

где Р_n - среднее максимальное давление;

S_n - среднеквадратическое отклонение;

k_3n - статистический коэффициент.

Одновременно давление пороховых газов во втором сечении ствола должно удовлетворять неравенствам

Р_n 50 МПа

Р_n-k_3n· S_n 45 МПа.

Проведенные испытания указанных патронов показали следующее:

- требуемое давление пороховых газов во втором сечении ствола обеспечивается при общей массе метательного заряда 1,7 г;

- использование метательного заряда, содержащего только порох "Сунар", приводит к значительному превышению давления пороховых газов в первом сечении ствола;

- использование метательного заряда, содержащего только порох "Сунар-42", не обеспечивает требуемого давления пороховых газов в первом сечении ствола.

Таким образом, необходим выбор соотношения масс быстрогорящего и медленногорящего порохов для обеспечения требуемого давления пороховых газов в первом сечении ствола. Результаты испытаний патронов, содержащих различное соотношение порохов, образующих метательный заряд, приведено в табл. 2.

Таблица 2
№ п/п	Масса пороха "Сунар", г	Масса пороха "Сунар-42", г	Давление пороховых газов в первом сечении ствола, МПа	Давление пороховых газов во втором сечении ствола, МПа
1	0,5	1,2	101	59
2	0,8	0,9	120	61
3	1,2	0,5	156	61

Таким образом, обеспечение характеристик, определяющих целевое назначение испытательных патронов калибра 28/70, достигается при массе метательного заряда 1,7 г; массе быстрогорящего пороха 0,8 г; массе медленногорящего пороха 0,9 г; использовании быстрогорящего пороха "Сунар", обеспечивающего превышение давления пороховых газов в первом сечении ствола; использовании медленногорящего пороха "Сунар-42", не обеспечивающего требуемого давления пороховых газов в первом сечении ствола.

Предлагаемый способ применительно к патронам травматического действия для гладкоствольного оружия, содержащим смесь двух порохов, осуществляется следующим образом. В капсюлированную гильзу засыпают метательный пороховой заряд, образованный из смеси быстрогорящего и медленногорящего порохов, устанавливают в гильзу метаемое снаряжение и закрепляют метаемое снаряжение в гильзе. Характеристиками патронов травматического действия, определяющими целевое назначение патронов, являются величина начальной скорости и энергии метаемых элементов, не способная повлечь летальный исход или долговременный вред здоровью человека, находящегося на минимальной дальности стрельбы, а также температурная стабильность начальной скорости. В этой связи, общую массу метательного заряда определяют из условия получения требуемой начальной скорости метаемых элементов, а соотношение масс порохов, образующих метательный заряд, выбирают для достижения температурной стабильности выстрела. Для реализации предлагаемого способа используют:

- быстрогорящий дымный порох, обеспечивающий превышение требуемой начальной скорости метаемых элементов;

- медленногорящий двухосновной сферический порох, не обеспечивающий достижение требуемой начальной скорости метаемых элементов.

Необходимо иметь в виду, что скорость горения дымного пороха при малых (менее 20 МПа) давлениях, характерных для патронов травматического действия, существенно выше скорости горения пироксилиновых, нитроглицериновых и двухосновных порохов.

Проведенные испытания показывают, что отдельно взятые пироксилиновые, нитроглицериновые, двухосновные пороха и дымный порох не обеспечивают температурной стабильности выстрела при стрельбе патронами травматического действия в связи с низкой начальной скоростью метаемых элементов и малой массой метаемого снаряжения. Проведенные испытания показывают также, что температурная стабильность выстрела обеспечивается использованием смеси быстрогорящего дымного и медленногорящего двухосновного пороха.

Проведены испытания патронов травматического действия для гладкоствольного оружия калибра 12/70, снаряженные тремя резиновыми пулями диаметром 18,5 мм и массой 3,9 г. Проведенные медико-биологические испытания показали, что при минимальной дальности стрельбы 10 м начальная скорость резиновых пуль должна находиться в диапазоне от 140 до 170 м/с. Проведенные испытания показали также, что требуемые начальная скорость метаемых элементов и температурная стабильность выстрела достигаются при использовании метательного заряда, содержащего смесь быстрогорящего дымного пороха ДРП-3 [9] и медленногорящего двухосновного сферического пороха ПСН-РП [10], при этом общая масса порохов составляет 0,4 г; масса пороха ДРП-3 составляет 0,20 г; масса пороха ПСН-РП составляет 0,20 г.

Проведены испытания патронов травматического действия для гладкоствольного оружия калибра 20/70, снаряженные тремя резиновыми пулями диаметром 15,7 мм и массой 2,6 г. Проведенные медико-биологические испытания показали, что при минимальной дальности стрельбы 10 м начальная скорость резиновых пуль должна находиться в диапазоне от 150 до 180 м/с. Проведенные испытания показали также, что требуемые начальная скорость метаемых элементов и температурная стабильность выстрела достигаются при использовании метательного заряда, содержащего смесь быстрогорящего дымного пороха ДРП-3 [9] и медленногорящего двухосновного сферического пороха ПСН-РП [10], при этом общая масса порохов составляет 0,35 г; масса пороха ДРП-3 составляет 0,15 г; масса пороха ПСН-РП составляет 0,20 г.

Проведены испытания патронов травматического действия для гладкоствольного оружия калибра 410/76, снаряженные четырьмя резиновыми пулями диаметром 10,5 мм и массой 0,7 г. Проведенные медико-биологические испытания показали, что при минимальной дальности стрельбы 10 м начальная скорость резиновых пуль должна находиться в диапазоне от 310 до 340 м/с. Проведенные испытания показали также, что требуемые начальная скорость метаемых элементов и температурная стабильность выстрела достигаются при использовании метательного заряда, содержащего смесь быстрогорящего дымного пороха ДРП-3 [9] и медленногорящего двухосновного сферического пороха ПСН-РП [10], при этом общая масса порохов составляет 0,25 г; масса пороха ДРП-3 составляет 0,10 г; масса пороха ПСН-РП составляет 0,15 г.

Одновременная засыпка двух порохов, образующих метательный заряд согласно предлагаемому способу, производится с помощью порохового дозатора, схема которого приведена на фиг.1 и фиг.2. Пороховой дозатор, обеспечивающий одновременную засыпку двух порохов, включает пороховые бункеры 1, содержащие быстрогорящий порох 2 и медленногорящий порох 3; корпус 4; поворотный шибер 5; соединительные трубки 6. На фиг.1 дозатор показан в положении, при котором дозирующие элементы поворотного шибера 5 заполнены порохами 2 и 3. На фиг.2 дозатор показан в положении, при котором пороха 2 и 3 из дозирующих элементов поворотного шибера 5 одновременно засыпаются в гильзу 7 через соединительные трубки 6. Представленный пороховой дозатор обеспечивает одновременную стабильную засыпку порохов, образующих метательный заряд, их единообразное расположение в гильзе и стабильность баллистических характеристик патронов. Одновременная стабильная засыпка обеспечивается при использовании порохов различной структуры, включая зерненые, сферические, пластинчатые и гранулированные пороха независимо от формы и размеров пороховых частиц.

Аналогично обеспечивается одновременная засыпка в случае использования метательного заряда, образованного тремя и более порохами.

Результаты испытаний свидетельствуют о возможности достижения и плавного регулирования характеристик, определяющих целевое назначение патронов специального назначения, снаряженных предлагаемым способом.

Достоинством предлагаемого способа снаряжения патронов специального назначения является низкая трудоемкость снаряжения, не превышающая трудоемкость снаряжения наиболее распространенных патронов стрелкового оружия.

Другим достоинством предлагаемого способа снаряжения патронов специального назначения является простота реализации и отсутствие необходимости внесения изменений в конструкции патронов и их элементов, длительной и дорогостоящей доработки промышленного оборудования и оснастки для обеспечения характеристик, определяющих целевое назначение патронов.

Предлагаемый способ позволяет снаряжать самые различные патроны специального назначения в широком диапазоне варьирования характеристик, определяющих целевое назначение патронов. Широкие возможности предлагаемого способа обеспечиваются возможностью плавного регулирования характеристик патронов специального назначения за счет использования смесей самых различных порохов, включая возможность использования смесей пироксилиновых, нитроглицериновых, двухосновных порохов и дымного пороха в любых возможных сочетаниях. Широкие возможности предлагаемого способа обеспечиваются также возможностью использования порохов различной структуры, включая зерненые, сферические, пластинчатые и гранулированные пороха.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. ГОСТ 23569-79. Патроны спортивные и охотничьи 12, 16 и 20-го калибров с пластмассовыми гильзами. Технические условия.

2. ГОСТ 23128-78. Патроны охотничьи для нарезного оружия. Основные параметры и общие технические требования.

3. ГОСТ 22781-77. Порох охотничий бездымный "Сокол". Технические условия.

4. Каталог компании CARTUCHERIA DEPORTIVA S.A.

5. ГОСТ Р 50530-93. Патроны к ручному огнестрельному оружию, устройствам промышленного и специального назначения. Виды и методы контроля при сертификационных испытаниях на безопасность.

6. Патент РФ №2157506 "Способ снаряжения испытательных патронов для гладкоствольного оружия".

7. ТУ 7506804-119-91. Порох охотничий пироксилиновый малопламенный "Сунар". Технические условия.

8. ТУ 7506804-200-96. Пороха пироксилиновые "Сунар-42". Технические условия.

9. ГОСТ 1028-79. Пороха дымные. Общие технические условия.

10. ТУ 7506804-186-94. Порох лаковый марки ПСН-РП.