Патент №127447
Авторы изобретения: Н. М. Варёных, С. Н. Вагонов, Н. Г. Букин, Г. П. Самойлова
СИГНАЛЬНЫЙ ПАТРОН ДЛЯ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ
Предложенная полезная модель относится к пиротехническим боеприпасам стрелкового оружия, рассеивающим газообразные продукты горения функционального снаряжения, а более конкретно, к сигнальным патронам, используемым для подачи на высоту хорошо различимых на удалении визуальных цветных сигналов.
Уровень данной области техники характеризует сигнальный патрон по патенту RU 2171444 C1, F42В 4/02; 8/04; 12/36, 2001 г., содержащий гильзу, капсюль-воспламенитель, вышибной заряд пороха, пыж-контейнер, несущий функциональную звездку (шашку) из пиротехнического состава, включающего порошок металлического горючего, которая прижата посредством прокладки закаткой открытого торца дульца гильзы.
Пыж-контейнер выполнен из двух коаксиальных цилиндров: наружного обтюрирующего и центрального, на котором размещена функциональная шашка.
Цилиндры пыжа-контейнера связаны общей диафрагмой, оснащенной амортизирующей юбкой и осевым огнепередаточным отверстием для сообщения вышибного заряда с метаемой шашкой.
Наружный цилиндр имеет продольные прорези, образующие лепестки, которые аэродинамически раскрываются на полете, освобождая функционирующую шашку для автономного подъема на высоту.
Недостатком описанного сигнального патрона низкие показатели основного назначения по малой высоте подъема функциональной шашки и длительности ее действия, что ограничивает дальность видимости и различимости цветного сигнала.
Это объясняется тем, что при свободном размещении вышибного заряда происходит потеря метательного импульса из-за дросселирования пороховых газов через огнепередаточное отверстие, при этом пороховые газы прорываются за шашку через кольцевой зазор в наружном цилиндре контейнера, что снижает начальную скорость и высоту стрельбы.
Более совершенным является сигнальный патрон по патенту RU 54165 U1, F42В 12/42; 7/02, 2006 г., который по числу совпадающих признаков и технической сущности выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному.
Известный сигнальный патрон содержит последовательно размещенные в гильзе вышибной пороховой заряд, стабилизатор с ресивером, закрытым диафрагмой с осевым огнепередаточным отверстием, на которой установлена функциональная пиротехническая шашка, размещенная внутри двудольного контейнера.
Во фланце гильзы закреплен капсюль-воспламенитель, взаимодействующий с вышибным пороховым зарядом, а дульце гильзы завальцовано на ее заглушку.
Ресивер стабилизатора оснащен дюзой для коммуникации с вышибным зарядом.
Особенностью известной конструкции является то, что полуцилиндры контейнера совмещены беззазорно, исключая потерю метательного импульса, развиваемого пороховыми газами при горении вышибного заряда.
На внешней траектории полета контейнер под действием набегающего потока воздуха разделяется и освобождает горящую шашку для автономного движения.
Ресивер, ограниченный с двух сторон отверстиями малого проходного сечения, установленный между вышибным и функциональным зарядами, демпфирует передачу метательного импульса при движении по стволу на сигнальную шашку, горение которой происходит неинтенсивно.
На внешней траектории полета более легкий стабилизатор отстает от контейнера, последующее раскрытие которого многократно увеличивает поверхность горения функциональной шашки.
Однако, продолжением отмеченных достоинств являются присущие недостатки.
Описанный сигнальный патрон предназначен для стрельбы только из гладкоствольного ружья, так как разделение контейнера на полуцилиндры на дульном срезе бесствольного пистолета небезопасно для стрелка.
Конструкция, в которой значительный объем занимают контейнер и стабилизатор, сложна и характеризуется низким коэффициентом полезного наполнения функциональным снаряжением.
Кроме того, функциональный заряд в форме прессованной шашки имеет пониженную чувствительность к воспламенению, в результате чего может нестабильно гореть пиротехнический состав, содержащий в качестве металлического горючего алюминиевый порошок, неизбежно пассивированный оксидной пленкой.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение функциональной надежности и показателей назначения сигнального патрона.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном сигнальном патроне для стрелкового оружия, содержащем гильзу, торец которой закрыт заглушкой, капсюль-воспламенитель, установленный в ее фланце и взаимодействующий с вышибным пороховым зарядом, сообщающимся с ресивером, перекрытым диафрагмой, оснащенной осевым огнепередаточным отверстием, на которой установлена пиротехническая шашка, по предложению авторов, ресивер смонтирован внутри газогенератора, где расположен вышибной пороховой заряд, диафрагма периметром примыкает непосредственно к гильзе, а пиротехническая шашка, занимающая половину расстояния от диафрагмы до дульного среза, где снаружи гильза имеет сужение к выходу, покрыта обтюрирующим пыжом.
Отличительные признаки обеспечили расширение функциональных возможностей унифицированного сигнального патрона, простой конструкции, технологичной в сборке, и имеющего повышенные основные показатели назначения.
Размещение вышибного порохового заряда внутри газогенератора, оснащенного ресивером, где происходит накопление, перемешивание генерируемых газообразных продуктов горения, выравнивание и рост давления, формирует метательный импульс, передаваемый на диафрагму одномоментно с образованием воспламенительного форса через ее огнепередаточное отверстие, что направлено на повышение функциональной надежности патрона.
Непосредственное примыкание диафрагмы к гильзе обеспечивает конструкционное и функциональное единство с газогенератором, так как ее центральное отверстие является структурной принадлежностью ресивера в качестве расходного дросселя, при этом служит огнепередаточным каналом, формируя остро направленный факел на торец пиротехнической шашки для инициирования воспламенения и стабильного ее горения.
Как показал опыт применения в структуре пиротехнического состава сигнальной шашки в качестве металлического горючего порошков алюминия, магния или алюминиево-магниевого сплава (см., например, п.8 формулы RU 2003120507) практически пригодным для функционирования по назначению является порошок алюминия.
Оксидная пленка алюминиевого порошка служит причиной инерционности воспламенения сигнальной шашки, которая прессуется на отдельном производстве загодя, характеризуется нестабильным горением и неполным сгоранием, снижая тактико-технические показатели электромагнитного излучения в видимом диапазоне.
Обтюрирующий пыж практически герметично изолирует пиротехническую шашку и стабилизирует газодинамический и температурный режимы ее горения для достижения повышенных показателей назначения, ограничивая свободную зону разгона шашки в гильзе до ее дульного среза.
Свободный объем внутри гильзы необходим для относительного движения в ней шашки при выстреле, что обеспечивает ускорение последней до требуемой начальной скорости, необходимой для подъема на максимальную высоту. Это в сочетании с сужением гильзы к дульному срезу позволяет стрелять предложенным патроном из бесствольного пистолета, что расширяет технологические возможности применения.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по пиротехнике , показал, что она неизвестна, а с учетом возможности серийного изготовления сигнальных патронов на действующем оборудовании, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы. На чертеже изображен сигнальный патрон для стрелкового оружия.
Во фланце алюминиевой гильзы 1, дульце которой имеет сужение, смонтирован электрический капсюль-воспламенитель 2, взаимодействующий с вышибным пороховым зарядом 3 газогенератора 4, на выходе которого посредством соосной трубки 5 сформирован ресивер 6.
К газогенератору 4 непосредственно примыкает диафрагма 7 с центральным огнепередаточным отверстием 8.
На диафрагму 7 опирается функциональная шашка 9 пиротехнического сигнального состава, включающего алюминиевый порошок.
Высота шашки 9 составляет половину расстояния от диафрагмы 7 до дульного среза гильзы 1, при этом шашка 9 покрыта обтюрирующим пыжом 10, а дульце гильзы 1 перекрыто заглушкой 11.
Функционирует сигнальный патрон следующим образом.
При стрельбе срабатывает капсюль-воспламенитель 2, инициирующий горение пороха вышибного заряда 3.
Пороховые газы от горения заряда 3 накапливаются в ресивере 6, где происходит рост давления до уровня, когда газогенератор 4 разрушается и происходит импульсная передача накопленной энергии на диафрагму 7, под действием которой пиротехническая шашка 9 получает ускорение линейного движения.
При этом горячие газообразные продукты горения заряда 8 динамично форсом проникают через осевое отверстие 8 диафрагмы 7 и воспламеняют с торца пиротехническую шашку 9, горение которой увеличивает метательный импульс ускоренного движения по свободному объему гильзы 1 - дистанции разгона шашки 9.
Плотно примыкающий к гильзе 1 обтюрирующий пыж 10 предотвращает прорыв газов по ходовой поверхности, исключая тем самым торможение разгона шашки 9, получающей начальную скорость 110-115 м/с на дульном срезе гильзы 1, что обеспечивает ее подъем на высоту не менее 120 м.
При горении пиротехнического состава шашки 9 формируется цветной форс горячих продуктов горения, излучающих в видимом диапазоне, что обеспечивает хорошую различимость на большой дальности видимости сигнала в течение времени горения на прямом и почти на всем протяжении нисходящего участков траектории автономного полета сигнальной шашки 9.
Испытания опытных образцов предложенного сигнального патрона показали его пригодность для стрельбы как из ружья так и бесствольного пистолета, обеспечив заметное улучшение показателей назначения, что позволяет рекомендовать патрон для поставок заказчикам.