Глушник звуку пострілу стрілецької зброї

1. Глушник звуку пострілу стрілецької зброї, що має вузол кріплення до ствола зброї з переднім фланцем, циліндричний порожнистий корпус, вихідний фланець та встановлений в порожнині корпусу перетворювач енергії порохових газів у вигляді поперечних перегородок та встановлених між ними перфорованих наскрізними отворами відрізків осесиметричних циліндричних оболонок, повздовжні осі яких співпадають з повздовжньою віссю глушника, а зовнішній діаметр менше внутрішнього діаметра його корпусу, який відрізняється тим, що він містить дві поперечні перегоро дки, які утворюють три розширювальні камери, та три відрізки осесиметричних циліндричних оболонок, перша перегородка встановлена від внутрішньої площини переднього фланця на відстані, що становить половину, а друга - на відстані, що становить три четвертих частини довжини порожнини корпусу глушника, центральну трубку, співвісну повздовжній осі глушника, перфоровану отворами на ділянках між внутрішньою площиною переднього фланця та першою перегородкою, між першою та другою перегородками, другою перегородкою та внутрішньою площиною вихідного фланця, причому повздовжні осі отворів нахилені під кутами до твірної зовнішньої поверхні центральної трубки 2050°, а внутрішній діаметр відрізків осесиметричних циліндричних оболонок має величину, яка забезпечує рівність об'єму внутрішньої порожнини глушника, обмеженої зовнішньою поверхнею центральної трубки та внутрішньою поверхнею відрізків осесиметричних циліндричних оболонок та об'єму порожнини, утвореної зовнішньою поверхнею відрізків осесиметричних циліндричних оболонок та внутрішньою поверхнею корпусу глушника: Винахід належить до систем вогнепальної зброї і призначений для глушіння звуку пострілу при проведенні армійських і спеціальних операцій, які вимагають застосування стрілецької зброї з глушником, а також дослідницьких, тренувальних, навчальних, мисливських та інших видів стрільб. Відомі глушники звуку пострілу стрілецької зброї, що містять вузол кріплення до ствола збої з переднім фланцем, циліндричний порожистий ко D2  d2  2   , де 2 D1 - внутрішній діаметр відрізків осесиметричних циліндричних оболонок; D - внутрішній діаметр корпусу глушника; δ - товщина стінки відрізків осесиметричних циліндричних оболонок; d - зовнішній діаметр центральної трубки, d=(l,25-1,3)d0, де d0 - калібр стрілецької зброї. 2. Глушник за п. 1, який відрізняється тим, що його корпус, фланці, перегородки, відрізки осесиметричних циліндричних оболонок та центральна трубка жорстко зв'язані між собою нерознімними з'єднаннями. C2 2 (13) 1 (19) UA (11) 94790 D1  3 рпус, вихідний фланець та встановлений в порожнині корпусу пристрій перетворення енергії порохових газів, у вигляді перфорованої циліндричної оболонки, встановленої співвісно корпусу глушника (див., наприклад, глушники по патентах США №1874326 від 14.06.1929 року та №2503491 від 29.03.1948 року) а також глушник, конструкцію якого наведено на с. 109 книги Ардашев А.Н., Федосеев С.Л. Оружие спецназа. - М.: Яуза, Эксмо, 2008. - 608 с. Пристрій перетворення енергії порохових газів в таких глушниках може бути виконано у вигляді набору відрізків осесиметричних циліндричних оболонок, що розділені поперечними перегородками. Так, наприклад, виконано перетворювачі енергії порохових газів в глушниках, конструкція яких наведена в Paulson Alan С. Silenser. History and Performance, Volume 1, Sporting and Tactical Silencers, USA, Boulder, Colorado, Paladin Press, 1996, 412p., Figure 13.7, p.349 та на рис. 8.8, 8.9, с. 246 книги Коновалов Н.А., Пилипенко О.В., Скорик А.Д. и др. Ручное огнестрельное оружие бесшумного боя. Приборы снижения уровня звука выстрела для автоматов. Проектирование и экспериментальная отработка. Днепропетровск, НАН Украины и НКА Украины, Институт технической механики, 2008. - 303 с. Наближену до цих глушників конструкцію має глушник з перетворювачем енергії порохових газів, наведений в патенті Франції №2766870 від 30.07.1997 (Figure 23). Конструкцію перетворювача енергії порохових газів у вигляді перфорованих відрізків осесиметричних циліндричних оболонок, повздовжні осі яких співпадають з віссю глушника, розділених поперечними перегородками, наведено також в патенті США №5164535 від 17.11.1992 р. Найбільш близьким по технічній сутності і досягнутому позитивному ефекту до запропонованого (прототипом) є глушник, конструкцію якого наведено в патенті США №6575074 від 10.06.2003 року. Він містить вузол кріплення до ствола зброї з переднім фланцем, циліндричний порожнистий корпус, вихідний фланець та встановлений в порожнині корпусу перетворювач енергії порохових газіву вигляді поперечних перегородок та встановлених між ними перфорованих циліндричних оболонок, співвісних повздовжній осі глушника. Загальними ознаками прототипу й заявленого глушника є: наявність вузла кріплення до ствола зброї з переднім фланцем, циліндричного порожнистого корпусу, вихідного фланця та розміщеного в порожнині корпусу перетворювача енергії порохових газів, виконаного у вигляді поперечних перегородок та встановлених між ними перфорованих наскрізними отворами відрізків осесиметричних циліндричних оболонок, повздовжні осі яких співпадають з повздовжньою віссю глушника, а зовнішній діаметр менше внутрішнього діаметра його корпусу. Глушник-прототип має достатньо високі показники ефективності зниження рівня звуку пострілу, однак, йому властивий ряд недоліків. Він містить в собі багато конструктивних елементів, кожен з 94790 4 яких має складну конструкцію. Складна також технологія збирання глушника, яка не дає гарантії збереження внутрішньої геометрії перетворювача енергії порохових газів (стикування всіх елементів та їх співвісність). Такий глушник має достатньо велику масу, що порушує балансування зброї. Глушник такої конструкції має непередбачувану та складну температурну деформацію у випадку стрільби чергами, що може призвести до відхилення повздовжньої осі глушника від прямолінійності і збільшення розсіювання куль до неприпустимого. На ефективність роботи такого глушника негативно впливає також явище "схоплювання" елементів перетворювача між собою та з корпусом глушника через попадання на контактні поверхні суміші розплавлених частинок металу конструкції глушника, які утворились за рахунок ерозії, та частинок пороху, що не згоріли, - сажі. Це змінює геометричні характеристики проміжної частини глушника та робить практично неможливим його розбирання з метою технічного обслуговування. Складність конструкції глушника приводить до погіршення його технічних, експлуатаційних та вартісних характеристик. Основна задача запропонованого винаходу підвищення в порівнянні з прототипом ефективності зниження рівня звуку пострілу глушником при поліпшенні його вагових, технічних, вартісних та експлуатаційних характеристик. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що глушник, який містить вузол кріплення до ствола зброї з переднім фланцем, циліндричний порожнистий корпус, вихідний фланець та встановлений в порожнині корпусу перетворювач енергії порохових газів у вигляді поперечних перегородок та встановлених між ними перфорованих наскрізними отворами відрізків осесиметричних циліндричних оболонок, повздовжні осі яких співпадають з повздовжньою віссю глушника, а зовнішній діаметр менше внутрішнього діаметра його корпусу, містить дві поперечні перегородки, які утворюють три розширювальні камери, та три відрізки осесиметричних циліндричних оболонок, причому перша перегородка встановлена від внутрішньої площини переднього фланця на відстані, що становить половину, а друга на відстані, що становить три четвертих частини довжини порожнини корпусу глушника та центральну трубку, співвісну повздовжній осі глушника, перфоровану отворами на ділянках між внутрішньою площиною переднього фланця та першою перегородкою, між першою та другою перегородками, другою перегородкою та внутрішньою площиною вихідного фланця. Повздовжні осі отворів нахилені під кутами до твірної зовнішньої поверхні центральної трубки 2050°, а внутрішній діаметр відрізків осесиметричних циліндричних оболонок має величину, яка забезпечує рівність об'ємів внутрішньої порожнини глушника, обмеженої зовнішньою поверхнею центральної трубки та внутрішньою поверхнею відрізків осесиметричних циліндричних оболонок та порожнини, утвореної зовнішньою поверхнею відрізків осесиметричних циліндричних оболонок та внутрішньою поверхнею корпусу глушника: 5 D2  d2  2   , 2 де D1 - внутрішній діаметр відрізків осесиметричних циліндричних оболонок; D - внутрішній діаметр корпусу глушника; δ - товщина стінки відрізків осесиметричних циліндричних оболонок; d - зовнішній діаметр центральної трубки; d=(1,25-1,3) d0, де d0 - калібр стрілецької зброї. Крім того, глушник відрізняється тим, що його корпус, фланці, перегородки, відрізки осесиметричних циліндричних оболонок та центральна трубка жорстко зв'язані між собою нерознімними з'єднаннями. Сукупність таких істотних ознак запропонованого глушника звуку пострілу стрілецької зброї як наявність двох поперечних перегородок, які утворюють три розширювальні камери, та трьох відрізків осесиметричних циліндричних оболонок, причому перша перегородка встановлена від внутрішньої площини переднього фланця на відстані, що становить половину, а друга - на відстані, що становить три четвертих частини довжини порожнини корпусу глушника, центральної трубки, співвісної повздовжній осі глушника, перфорованої отворами на ділянках між внутрішньою площиною переднього фланця та першою перегородкою, між першою та другою перегородками, другою перегородкою та внутрішньою площиною вихідного фланця, в якій повздовжні осі отворів нахилені під кутами до твірної зовнішньої поверхні центральної трубки 20-50° та величина внутрішнього діаметра відрізків осесиметричних циліндричних оболонок, яка забезпечує рівність об'єму внутрішньої порожнини глушника, обмеженої зовнішньою поверхнею центральної трубки та внутрішньою поверхнею осесиметричних циліндричних оболонок та об'єму порожнини, утвореної зовнішньою поверхнею відрізків осесиметричних циліндричних оболонок та внутрішньою поверхнею корпусу глушника - необхідна і достатня у всіх випадках, на які поширюється об'єм правового захисту. Ознака "корпус, фланці, перегородка, відрізки осесиметричних циліндричних оболонок та центральна трубка жорстко зв'язані між собою нерознімними з'єднаннями" дає можливість додатково покращити експлуатаційні, вагові та вартісні характеристики глушника. Глушник звуку пострілу по патенту-прототипу має надмірну кількість перегородок та створених ними розширювальних камер, а також перфорованих відрізків осесиметричних циліндричних оболонок. Як показано в [Коновалов Н.А., Пилипенко О.В., Скорик А.Д. и др. Ручное огнестрельное оружие бесшумного боя. Приборы снижения уровня звука выстрела для автоматов. Проектирование и экспериментальная отработка. Днепропетровск, НАН Украины и НКА Украины, Институт технической механики, 2008. - 303 с.] та підтверджено в [Бучарский В.П., Добрынская К.Ю., Сербин В.В., Сичевой А.В. Проектирование прибора малошумной стрельбы методами численного моделирования /Артиллерийское и стрелковое вооружение. 2009. -№2. -с. 3-7] використання в конструкції глуD1  94790 6 шника більш ніж двох перегородок, які утворюють три розширювальні камери, недоцільно, тому що не приводить до відповідного збільшення ефективності зниження рівня звуку пострілу, а тільки ускладнює конструкцію глушника та збільшує його масу і вартість виготовлення. Експериментальні дослідження та теоретичні розрахунки показали, що найбільш оптимальним є розміщення першої перегородки на відстані від внутрішньої площини переднього фланця, яка складає половину довжини порожнини корпусу глушника, а другої - на відстані трьох четвертих цієї довжини. При цьому розміщенні перегородок спостерігається найвища ефективність зниження рівня звуку пострілу глушником запропонованої конструкції. Наявність в конструкції глушника центральної трубки, перфорованої отворами, значно підвищує ефективність перетворення енергії порохових газів пострілу - на отворах утворюються конічні еліптичні струмені, що забезпечують інтенсивне перемішування газу та перетворення його енергії. На цих отворах відбувається також явище дроселювання тиску - його падіння в результаті протікання через отвори. Нахил повздовжніх осей перфораційних отворів центральної трубки на 20-50° до твірної її зовнішньої поверхні вибрано з умов забезпечення максимально швидкого і ефективного заповнення розширювальних камер потоком газів через ці отвори, зокрема, з урахуванням значення максимального кута, на який може без зриву повернутися надзвуковий потік, що сходить зі стінки [див. стор. 163 у книзі Абрамовича Г.Н. Прикладная газовая динамика. - М.: Наука, 1969. - 824 с.]. Перфорацію центральної трубки виконано на ділянках, які розміщуються в розширювальних камерах, що підвищує ефективність перетворення енергії потоку порохових газів. Зовнішня поверхня центральної трубки, відрізки осесиметричних циліндричних оболонок та внутрішня поверхня корпусу глушника утворюють дві концентричні порожнини, які по довжині розділені поперечними перегородками. Розрахунки та експериментальні дослідження показали, що для досягнення максимальної ефективності зниження рівня звуку пострілу глушником запропонованої конструкції, об'єми цих порожнин повинні бути рівними. Маючи на увазі це, та з умови V1=V2 (див. фіг. 2), запишемо: 2 2  2  D1 d2   L   D  D1  2   L   4 4  4      4  або 2 D1  d2  D2  D1  22 ; звідки D2  d2  2   , 2 причому d=(1,25-1,3) d0, де d0 - калібрстрілецької зброї, вибрано з умови мінімально можливого значення товщини стінки центральної трубки, при якому ще не руйнується центральна трубка та D1  7 зберігається її форма в умовах інтенсивної стрільби чергами. Глушник може бути виготовлений як єдина конструкція, в якій всі конструктивні елементи зв'язані між собою жорсткими нерознімними з'єднаннями, наприклад, зварюванням. Таке виконання глушника додатково поліпшить його вагові, експлуатаційні та вартісні характеристики. Буде гарантовано отримання високої ефективності зниження звуку пострілу для зброї різного калібру, в тому числі - з високоенергетичними патронами, та максимально збільшена ймовірність того, що при стрільбі чергами, яка приводить до значного температурного і силового навантаження глушника, його характеристики дозволять забезпечити ефективні ураження цілей. Будова, а також розрахункова геометрична схема запропонованого винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 наведено повздовжній розріз глушника в варіанті його виконання, коли отвори, що перфорують центральну трубку, мають різну форму, на Фіг. 3 - варіант конструкції глушника з циліндричними отворами, що перфорують центральну трубку. На Фіг. 2 наведено розрахункову геометричну схему глушника, на Фіг. 4 - конструкцію проміжного конструкційного елемента при виготовленні глушника - переднього фланця з вузлом кріплення глушника до ствола зброї та закріпленої до фланця центральної перфорованої трубки; на Фіг. 5 - проміжний конструктивний елемент при виготовленні глушника, який включає всі його деталі, окрім циліндричного порожнистого корпусу. Глушник містить вузол кріплення до ствола зброї з переднім фланцем 1, циліндричний порожнистий корпус 2, вихідний фланець 3, поперечні перегородки 4, 5, що утворюють розширювальні камери І, II, III, та відрізки осесиметричних циліндричних оболонок 6, 7, 8, які перфоровано наскрізними отворами 9, центральну трубку 10 з перфораційними отворами 11, 12, 13. На розрахунковій геометричній схемі наведено позначення основних розмірів, що характеризують глушник запропонованої конструкції. При складанні глушника спочатку з'єднуються передній фланець з вузлом кріплення глушника до ствола зброї та центральна перфорована трубка (Фіг. 4). Потім до цього конструктивного елемента приєднуються вихідний фланець 3, поперечні перегородки 4, 5 та відрізки осесиметричних циліндричних оболонок 6, 7 та 8 (Фіг. 5). Отримана конструкція з'єднується з циліндричним порожнистим корпусом, і утворюється конструкція глушника, що пропонується. 94790 8 Глушник працює в такий спосіб. При проходженні кулі по стволу з надзвуковою швидкістю попереду неї утворюється шар стиснутого повітря (ударна хвиля, яка відійшла). Через вузол кріплення глушника до ствола зброї ця хвиля досягає внутрішнього об'єму глушника. За кулею з надзвуковою швидкістю рухаються порохові гази, які мають значну температуру і тиск, незначна частина яких проривається між каналом ствола і кулею та обганяє її. Коли куля входить в глушник і рухається по центральній трубці, порохові гази, які рухаються за нею, через отвори 11 заповнюють внутрішню порожнину розширювальної камери І, причому при проходженні через перфораційні отвори центральної трубки вони дроселюються, а на виході з отворів утворюють конічні еліптичні струмені, які інтенсивно взаємодіють між собою. Одночасно відбувається перетікання газів, що заповнюють внутрішню порожнину розширювальної камери І, через отвори 9 в зовнішню порожнину цієї камери. При такому перетіканні також спостерігається дроселювання газу на отворах 9 оболонки 8, а також утворення конічних струменів, які перемішуються між собою в зовнішній порожнині розширювальної камери І. При переході кулі в розширювальну камеру II газодинамічні явища, що пройшли в камері І, повторюються в камері II з дещо меншою інтенсивністю. Такий же характер мають газодинамічні явища і в розширювальній камері III. Таким чином організовані газодинамічні процеси приводять до значного зниження тиску порохових газів, а отже, до підвищення ефективності зниження рівня звуку пострілу глушником. При стрільбі чергами теплові деформації запропонованого глушника будуть симетричними по всьому його об'єму, а відхилення від прямолінійності повздовжньої осі - мінімальними. Після вильоту кулі з глушника гази з його внутрішнього об'єму витікають через отвори у відрізках осесиметричних циліндричних оболонок та через перфораційні отвори в центральній трубці, що приводить до подальшої втрати їхньої енергії. Таким чином, запропонована конструкція глушника проста, технологічна, дозволяє використання високоенергетичних патронів та ведення інтенсивної стрільби чергами, має високі показники по критерію ефективність/ціна, прийнятні масогабаритні характеристики. Може застосовуватись для стрілецької зброї різного призначення. 9 94790 10 11 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 94790 Підписне 12 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601