Бронебойная пуля

Бронебойная пуля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области боеприпасов стрелкового оружия, предназначенного для стрельбы бронебойными пулями из стрелкового оружия (пистолетные патроны и патроны для автоматического оружия) по легко бронированным целям.

В связи с широким применением средств индивидуальной защиты (в основном бронежилетов) актуальным является разработка бронебойных пуль, поражающих цели, защищенные индивидуальными средствами защиты. Индивидуальные средства защиты, как правило, поражаются бронебойным сердечником пули, если сердечник имеет достаточную энергию для поражения и не деформируется (не разрушается) при попадании в защитные элементы бронежилета. Пули, имеющие свинцовый сердечник, деформируются и не пробивают даже легкие тканевые бронежилеты. Пули со стальными сердечникпми пробивают бронежилеты с защитным элементами (например, пластинами металла). Все штатные патроны к индивидуальному стрелковому оружию, состоящие на вооружении в армии, имеют стальной сердечник.

Улучшение бронепробития за счет увеличения энергии пули посредством повышения начальной скорости пули и/или ее массы влечет увеличение импульса отдачи патрона, на который для ведения эффективной стрельбы имеются ограничения, величина которых определяется массой оружия и удаленностью мишени. Таким образом, повышение бронепробиваемости при определенной энергии пули на заданной дальности возможно за счет выбора оптимальной конструкции пули.

Известны бронебойные пули по патентам РФ (№2112206, МПК 6 F42B 30/02, 12/04, опубл. 27.05.1998 г.; №2077021, МПК 6 F42B 30/02, 12/06, опубл. 10.04.1997 г.; №2262651, МПК 6 F42B 12/04, 30/02, опубл. 27.02.2005 г.), состоящие из металлической оболочки, бронебойного сердечника и рубашки, расположенной между сердечником и оболочкой. Бронебойные пули согласно указанным патентам отличаются от известных технических решений геометрическими параметрами металлической оболочки и бронебойного сердечника. К недостаткам представленных в патентах бронебойных пуль можно отнести снижение пробивной способности бронебойного сердечника по металлическим преградам, так как часть кинетической энергии пули затрачивается на отделении сердечника от рубашки и оболочки.

Наиболее близкой к заявленной по числу совпадающих существенных признаков является бронебойная пуля, рассмотренная в патенте РФ №2018781, МПК 6 F42B 30/02, 12/06, опубл. 30.08.1994 г. Представленная в патенте конструкция бронебойной пули выбрана в качестве прототипа. Технический результат достигается тем, что в бронебойной пуле, содержащей металлическую оболочку, бронебойный сердечник размещен в рубашке из полиэтилена высокого давления. Выполнение рубашки пули из материала с низкой удельной массой (плотностью) позволяет повысить массу сердечника пули и увеличить бронепробиваемость. Однако указанная пуля обладает недостаточной пробивкой способностью вследствие значительных потерь (при поражении цели) энергии бронебойного сердечника в области полиэтиленовой рубашки.

Изобретение решает задачу повышения бронебойности пули. Поставленная задача достигается за счет того, в бронебойной пуле, включающей металлическую оболочку, бронебойный сердечник и рубашку, расположенную между бронебойным сердечником и металлической оболочкой, рубашка выполнена из рентгеноаморфного кремнезема, представленного упорядоченной упаковкой микросфер SiO₂ диаметром 0,2-0,4 мкм, предварительно раздробленного до порошка, состоящего из частиц размером 30-320 мкм, толщина рубашки 1,2-1,5 мм. Изготовление рубашки из рентгеноаморфного (аморфность состояния определяется рентгеновской дифрактометрией) кремнезема (SiO₂, удельная масса не превышает 1,5-1,6 г/см³) в виде частиц упорядоченных упаковок микросфер SiO₂ дает возможность преобразовать экспоненциально возрастающие упругие и неупругие напряжения, возникающие в бронебойной пуле, включая материал бронебойного сердечника, при ее столкновении с бронезащитой, в неразрушающие колебания малой амплитуды (в гигагерцевой области), предотвращает разрушение пули и сохраняет ее бронебойность.

Пробитие различных средств бронирования, включая индивидуальные, происходит бронебойным сердечником пули, если он не разрушается при столкновении с защитой. Предлагаемая конструкция обеспечивает свободный выход бронебойного сердечника из металлической оболочки, так как бронебойный сердечник крепится в рубашке толщиной 1,2-1,5 мм из рентгеноаморфного кремнезема, представленного упорядоченной упаковкой микросфер SiO₂ диаметром 0,2-0,4 мкм, предварительно раздробленного до порошка, состоящего из частиц размером 30-320 мкм. Рентгеноаморфный кремнезем в виде частиц упорядоченной упаковки микросфер SiO₂ обеспечивает сохранение энергии бронебойного сердечника при его воздействии на бронезащиту.

Техническое решение можно продемонстрировать иллюстрациями, представленными на рис.1 и рис.2.

Схема продольного разреза предлагаемой бронебойной пули в составе патрона представлена на рис.1. Бронебойная пуля 1 является частью патрона, включающего гильзу 2, пороховой заряд 3 и капсюль 4, и содержит металлическую оболочку 5, бронебойный сердечник 6 и рубашку 7. Рубашка толщиной h=1,2-1,5 мм выполнена из рентгеноаморфного кремнезема (SiO₂) в виде частиц размером 30-320 мкм, представляющих упорядоченную упаковку микросфер SiO₂ диаметром 0,2-0,4 мкм.

Экспериментально подобранная толщина рубашки (h=1,2-1,5 мм) из рентгеноаморфного кремнезема (SiO₂) в виде частиц упорядоченных упаковок микросфер оптимальна и обеспечивает максимальное пробивное действие. При этом толщина рубашки определяется как разница между внутренним диаметром металлической оболочки пули и внешним диаметром цилиндрической части бронебойного сердечника

На рис.2. представлены вид (левый снимок) отдельных частиц из рентгеноаморфного кремнезема (SiO₂), а также строение частицы рентгеноаморфного кремнезема, представляющего упорядоченную упаковку микросфер SiO₂ диаметром d=0,2 мкм (правый снимок, увеличенный выделенный фрагмент частицы).

Примеры

Технический результат достигается использованием в бронебойной пуле рубашки из рентгеноаморфного кремнезема, представленного упорядоченной упаковкой микросфер SiO₂ диаметром 0,2-0,4 мкм, предварительно раздробленного до порошка, состоящего из частиц размером 30-320 мкм, при толщине рубашки 1,2-1,5 мм. Для получения рентгеноаморфного кремнезема (SiO₂) в виде объемных образцов упорядоченных упаковок микросфер заданного диаметра использовался известный способ (технология получения и реальное строение рентгеноаморфного кремнезема, представленного упорядоченной упаковкой микросфер SiO₂, подробно рассмотрены в литературе, например в книге: Наноматериалы. III. Фотонные кристаллы и нанокомпозиты на основе опаловых матриц // Коллективная монография. Под ред. М.И.Самойловича. М.: Техномаш, 2007, 303 с. Способ основан на реакции гидролиза ТЭОС - тетраэфира ортокремневой кислоты (Si(OC₂H₅)₄) в органическом растворителе - этаноле (C₂H₅OH) в присутствии катализатора - гидрооксида аммония (NH₄OH). Изготавливается суспензия микросфер рентгеноаморфного кремнезема (SiO₂), которая помещается в сосуд из кварцевого стекла на срок от 2 до 3 месяцев в зависимости от заданного объема осаждаемого материала. Полученный образец подвергался сушке и термообработке при стандартных параметрах (в сушильном шкафу при 150°C в течении суток и в муфельной печи при 700°C в течении 10 часов). Для получения объемного материала с заданными диаметрами указанных микросфер в диапазоне 0,2-0,4 мкм изменяют концентрацию ТЭОС и другие технологические параметры, включая температуру предварительного прогрева.

Частицы упорядоченных упаковок микросфер рентгеноаморфного кремнезема (SiO₂) заданных размеров получают дроблением сформированных таким способом объемных образцов на шаровой мельнице до получения порошка с частицами размером в диапазоне 30-320 мкм. Полученный порошок рассеивался с использованием стандартного набора сит для выделения частиц с размерами в заданном диапазоне. Средний размер частиц ±10 мкм для размеров свыше 100 мкм и ±5 мкм для размеров ниже 100 мкм, указанный в таблице (смотри столбец 2), определялся набором сит.

Параметры (диаметр микросфер SiO₂ и размер частиц), характеризующие рубашку, выполненную из рентгеноаморфного кремнезема, представленного упорядоченной упаковкой микросфер SiO₂ диаметром 0,2-0,4 мкм, предварительно раздробленного до порошка, состоящего из частиц размером 30-320 мкм, контролировались с использованием электронной микроскопии (растровый (CARL ZEISS LEO 1430 VP) и просвечивающий (JEM 200С) электронные микроскопы) с точностью ±5%.

Для оценки ударного действия бронебойной пули (при различных толщинах рубашки) были проведены испытания с использованием стандартных патронов для пистолетных пуль калибра 9 мм и пистолета типа ПМ.

В бронебойных пулях рубашка выполнена из рентгеноаморфного кремнезема, представленного упорядоченной упаковкой микросфер SiO₂ диаметром 0,2-0,4 мкм (смотри столбец 3 таблицы), предварительно раздробленного до порошка, состоящего из частиц размером 30-320 мкм (смотри столбец 2 таблицы), толщина рубашки 1,2-1,5 мм (смотри столбец 4 таблицы). Рубашку заданной толщины (разница между внутренним диаметром металлической оболочки пули и внешним диаметром цилиндрической части бронебойного сердечника) изготавливают заполнением с подпрессовыванием порошка рентгеноаморфного кремнезема (SiO₂) в виде частиц упорядоченных упаковок микросфер заданного диаметра.

Предлагаемая конструкция обеспечивает свободный выход бронебойного сердечника из металлической оболочки, так как бронебойный сердечник крепится в рубашке из рентгеноаморфного кремнезема. Такой материал и проходящие в нем при ударном воздействии процессы выполняют роль амортизатора напряжений, возникающих в пуле при ее столкновении с бронезащитой, что позволяет повысить бронепробиваемость. В предлагаемой конструкции рентгеноаморфный кремнезем в виде частиц упорядоченной упаковки микросфер SiO₂ обеспечивает большее по сравнению с известными материалами рубашек сохранение энергии бронебойного сердечника, а следовательно повышает эффективность его воздействия на бронезащиту.

Испытания на пробиваемость проводили по стандартной методике из соответствующего баллистического ствола. Мишенью служил пакет из стальных (Ст.3) пластин (1-15 шт.) толщиной 1 мм. Фиксировали число пробитых бронебойным сердечником (сталь термоупрочненная) стальных пластин. Начальная скорость бронебойной пули (415-435 м/с), импульс отдачи патрона (0,31 кгс/с) - паспортные данные; удаленность (50 м) и угол (90°) положения мишени относительно траектории полета в процессе испытаний были постоянными. Результаты испытаний представлены в таблице, в которой в столбце 5 показано число стальных (Ст.3) пластин, имеющих сквозные отверстия, при этом деформированные листы не учитывались.

Таблица
Пробивные показатели бронебойной пули
№ примера	Параметры частиц из рентгеноаморфного кремнезема (SiO2)	Пробивные показатели, число пробитых стальных (Ст.3) пластин толщиной 1 мм
Средний размер частиц (диапазон), мкм	Диаметр микросфер, d, мкм	Толщина рубашки, h, мм
1	Прототип	5-6
2	20	0,3	1,35	6
3	30	0,3	1,35	9
4	30	0,3	1,5	9
5	30	0,3	1,2	9
6	320	0,3	1,35	9
7	340	0,3	1,35	6
8	160	0,195	1,35	6
9	290	0,2	1,35	9
10	160	0,405	1,35	6
11	160	0,3	1,35	9
12	160	0,4	1,5	9
13	160	0,3	1,18	6
14	170	0,3	1,52	6

Бронебойная пуля, включающая металлическую оболочку, бронебойный сердечник и рубашку из материала с низкой удельной массой, расположенную между бронебойным сердечником и металлической оболочкой, отличающаяся тем, что рубашка толщиной 1,2-1,5 мм выполнена из рентгеноаморфного кремнезема, представленного упорядоченной упаковкой микросфер SiO₂ диаметром 0,2-0,4 мкм, предварительно раздробленного до порошка, состоящего из частиц размером 30-320 мкм.