Результат интеллектуальной деятельности: МЕТАТЕЛЬНОЕ ТЕЛО-2 /ВАРИАНТЫ/

Изобретение относится к пулям и снарядам.

Известно метательное тело и пыж, см. пат. №2497065. Оно представляет собой трубу с центральным или кольцевым соплом Вентури, благодаря чему почти не испытывает аэродинамического сопротивления в полете. Однако при определении оптимальных характеристик тела, прежде всего - относительного размера проходного отверстия по отношению к калибру, возможны трудности.

Задача и технический результат изобретения - оптимизация характеристик метательного тела, повышение его прочности, снижение аэродинамического сопротивления.

ВАРИАНТ 1. Размер проходного отверстия должен определяться методом последовательных приближений - делается серия тел одинаковой массы и калибра с разными проходными отверстиями, и замеряется их скорость на излете, то есть - на дальности, принятой за максимальную прицельную, допустим, для стрелкового оружия типа автомата - 1,5 км. После чего строится график «отверстие-скорость», и находится примерный максимум. При этом может оказаться, что размер отверстия сравнительно большой, и поэтому пропорции сопла чрезмерно вытянуты. Это приведет к повышению наружной и внутренней поверхности тела, то есть - к повышению аэродинамического сопротивления трения. А также - к излишней длине тела, ухудшающей компактность боеприпасов.

Для уменьшения этой поверхности пропорции тела могут несколько отличаться от классического сопла Вентури. Классическое сопло имеет конфузор (сужающийся участок), плавно переходящий в диффузор (расширяющийся участок). Однако для уменьшения площади общей поверхности тело может иметь внутри между ними еще и цилиндрический участок. То есть в том месте, где толщина стенок тела максимальна. Это позволит также и укоротить тело. Для выстрела из ствола оружия необходим пыж.

После этого проводится еще одна серия экспериментов с небольшим диапазоном относительного размера отверстия, преимущественно - в сторону уменьшения отверстия. Строится график, и по максимуму скорости на излете определяется достаточно точный относительный размер центрального отверстия.

На фиг.1 показано такое тело. Оно состоит из трубы с наружной поверхностью в виде правильного цилиндра, а внутри имеет конфузор 1, плавно переходящий в цилиндрический участок 2, и затем плавно переходящий в диффузор 3.

Работает тело так: набегающий воздух тормозится и сжимается в конфузоре 1, как в компрессоре. Затем воздух проходит цилиндрический участок 2, и без потерь расширяется в диффузоре 3, представляющем собой сверхзвуковое реактивное сопло Лаваля, создавая тягу, равную сопротивлению компрессора. Общее аэродинамическое сопротивление формы такого тела практически равно нулю (составляющая сопротивления трения остается).

На фиг.2 показано такое же тело с кольцевым соплом Вентури, то есть - с тонкостенной трубкой постоянной толщины 4 и с расположенным внутри нее на пилонах 5 профилированным центральным телом 6. Оно работает также, но сложнее конструктивно и имеет большую площадь поверхности, поэтому оно рекомендуется только как бронебойное.

Это тело также имеет три зоны - конфузор 1, цилиндрический участок 2 и диффузор 3. Но оно имеет некоторое отличие - так как скорость полета сверхзвуковая, то конфузор начинается еще до переднего среза трубы (как в воздухозаборнике самолета МИГ-21). Это расстояние определяется по линии сверхзвукового скачка уплотнения при скорости на излете.

Следует учесть, что такие пули и снаряды после снижения скорости ниже расчетной, будут испытывать повышенное аэродинамическое сопротивление из-за эффекта запирания, то есть из-за недостаточного размера отверстия. Поэтому расчетную максимальную прицельную дальность надо выбирать с некоторым запасом. Но это не значит, что после снижения скорости ниже расчетной пуля или снаряд останавливаются в воздухе. Даже в этом случае их сопротивление остается меньше сопротивления «классической» пули или снаряда такого же калибра.

При подборе оптимального проходного сечения этого тела необходим дополнительный последний этап подбора - подбор выноса центрального тела вперед за передний срез трубки.

ВАРИАНТ 2. Так как метательное тело с центральным телом закручивается в нарезах ствола оружия, то на пилоны, на которых крепится центральное тело, действует большая изгибающая нагрузка. Из-за этого они будут иметь повышенную толщину и длину в продольном направлении. Чтобы сократить их толщину их следует расположить по касательной к центральному телу в направлении нарезов ствола, или в промежуточном направлении между касательной и радиусом. При этом пилоны будут испытывать только растягивающую нагрузку, и их толщина может быть меньше (правда, хорда их будет чуть больше).

ВАРИАНТ 3. Чтобы разгрузить пилоны центрального тела от ломающей нагрузки при закрутке метательного тела, его центральное тело может иметь участок, плавно переходящий сзади из круглого в граненый, причем тело имеет пыж с углублением, соответствующим по форме этой граненой части. Пыж при этом должен иметь ведущий поясок для его закрутки в нарезах ствола оружия.

Во втором и третьем вариантах труба 4 для лучшей обтекаемости имеет на переднем и заднем конце округлые фаски на своей внутренней и/или внешней поверхности (предпочтительнее - на внутренней поверхности, тогда эти фаски будут частью сопла Вентури).

Во втором и третьем вариантах центральное тело может иметь и граненую переднюю часть, такая часть лучше будет резать высокопрочные волокна современных бронежилетов.

На фиг.2 в продольном разрезе и на фиг.3 в виде сзади показано метательное тело по второму и третьему вариантам, где 4 - труба, 5 - пилоны, 6 - центральное тело, имеющее в конфузоре 1 и в цилиндрической части 2 круглое поперечное сечение, а в диффузоре 3 задний конец тела 6 плавно переходит в четырехгранное сечение 7. Круглой стрелкой на фиг.3 показано направление закрутки тела в нарезах ствола оружия.

В полете эти варианты работают аналогично первому варианту. При наличии граненой задней, а особенно - передней части аэродинамическое сопротивление будет незначительно выше.

При закрутке в нарезах ствола вращательный момент хорошо передается от трубы 4 к центральному телу 6 с помощью касательно расположенных пилонов 5, работающих при этом только на растяжение, и с помощью граней 7, которые в свою очередь закручивает пыж, имеющий ведущий поясок.