Результат интеллектуальной деятельности: Ручной гранатомет

Предлагаемое изобретение относится к области вооружения и может быть использовано при разработке носимых безотдачных гранатометов разового применения.

Известен ручной противотанковый гранатомет «Армбруст» (журнал «Зарубежное военное обозрение», М., Воениздат, 1987, №12, с. 28), принцип работы которого заключается в следующем. В центральной части пусковой трубы между двумя поршнями находится пороховой заряд. В передней части трубы находится граната, а в задней - инертная масса из синтетического материала, выполняющая роль поглотителя энергии пороховых газов. Во время выстрела оба поршня перемещаются в противоположные стороны. Передний выбрасывает гранату, а задний выталкивает инертную массу. При достижении срезов (торцов) трубы поршни стопорятся, препятствуя истечению пороховых газов. Это обеспечивает значительное снижение силы звука выстрела, воздействующего на стрелка. Однако указанный гранатомет не удовлетворяет современным требованиям по дальности боевого применения, т.к. скорость и масса метаемой гранаты ограничены. Это объясняется тем, что для разгона гранаты используется только половина длины трубы, а противоположная половина длины трубы используется для разгона инертной массы. При этом эффективная длина разгона гранаты меньше половины длины трубы за счет участка, на котором тормозится и улавливается поршень. Кроме того, пусковая труба гранатомета является нагруженной внутренним давлением от срабатывания порохового заряда и осевыми силами, действующими при торможении и улавливании поршней. Масса же пусковой трубы, как и ее длина, для ручных гранатометов ограничены, т.к. к ним предъявляются требования минимальной массы и габаритов.

Известен ручной гранатомет (патент России №2247914 от 08.07.2003, МПК⁷ F41A 1/10, F41F 3/042), являющийся прототипом настоящего предполагаемого изобретения и содержащий пусковую трубу-контейнер со спусковым механизмом и рукояткой, двигатель, ствол, гранату, основной пороховой заряд и дополнительный пороховой заряд, размещенный внутри форкамеры. При этом форкамера выполнена в виде тонкостенной металлической трубки с газоводными отверстиями, между форкамерой и сопловым блоком двигателя установлен переходник в виде короткой трубки с глухим дном, делящим переходник на две полости - одну с перфорированной поверхностью и другую - с дроссельными отверстиями и инициатором, вокруг которых с наружной стороны закреплен воспламенитель. В задней части пусковой трубы-контейнера закреплена задняя крышка.

Данная конструкция гранатомета при всех своих достоинствах, а это повышение надежности работы, безотдачный запуск, увеличение скорости и прицельной дальности полета гранаты, имеет существенный недостаток: от инициатора срабатывает воспламенитель, и его пороховые газы поджигают основной пороховой заряд и дополнительный пороховой заряд в форкамере через полость с перфорированной поверхностью переходника, а также воздействуют на заднюю крышку. При этом воздействия давления пороховых газов воспламенителя на заднюю крышку недостаточно для ее сброса. Это вызвано тем, что при поджоге воспламенителя часть его пиротехнического состава, не успев воспламениться, попадает в полость переходника через перфорированную поверхность и воспламеняется в ней. Вследствие этого воспламенение дополнительного порохового заряда происходит быстрее основного порохового заряда и пороховые газы, истекающие из форкамеры, помогают воспламениться основному пороховому заряду. Образованные при этом продукты сгорания устремляются на заднюю крышку и сбрасывают ее, являясь источником значительной ударной волны, воздействующей на оператора (стрелка) при пуске гранаты.

Для удовлетворения современных требований по бронепробиваемости и дальности боевого применения, а также дальнейшего их увеличения требуется применения в гранатометах все более мощных пороховых зарядов, от срабатывания которых осуществляется сбрасывание (вскрытие) задней крышки. Образующаяся при этом ударная волна по своим характеристикам близка к предельно-допустимым уровням избыточного давления и оказывает влияние на безопасность и психофизическое состояние оператора (стрелка).

Задачей предполагаемого изобретения является повышение безопасности гранатомета путем уменьшения ударной волны, воздействующей на оператора (стрелка).

Указанная задача решается тем, что в ручном гранатомете, содержащем пусковую трубу-контейнер, ствол, гранату, двигатель, включающий корпус с сопловым блоком, пороховой заряд, тонкостенную трубку с газоводными отверстиями, переходник с полостью и с дроссельными отверстиями и инициатором, вокруг которых размещен воспламенитель, заднюю крышку и спусковой механизм с рукояткой, новым является то, что он снабжен тонкостенным колпачком с отбортовкой и центральным отверстием, установленным через центральное отверстие на переходнике с обеспечением поджатия торцом тонкостенной трубки с газоводными отверстиями до упора в торец выполненного на переходнике наружного кольцевого утолщения, пусковая труба-контейнер выполнена с внутренней кольцевой проточкой и с расширяющимся конусом на заднем торце, задняя крышка содержит цилиндрическую поверхностью, на которой выполнен наружный кольцевой ободок, ответный внутренней кольцевой проточке в пусковой трубе-контейнере, при этом тонкостенный колпачок выполнен из полимерного материала, отбортовка тонкостенного колпачка выполнена в виде расширяющегося конуса, перекрывающего не менее 2/3 общей площади газоводных отверстий в тонкостенной трубке, в наружном кольцевом ободке и в цилиндрической поверхности задней крышки выполнены единые сквозные радиальные пазы. В частном случае установленный на переходнике тонкостенный колпачок выполнен из нитропленки.

Такое конструктивное решение обеспечивает повышение безопасности гранатомета за счет уменьшения ударной волны, воздействующей на оператора (стрелка). Это достигается снижением избыточного давления в ударной волне вследствие взаимодействия продуктов сгорания порохового заряда с предварительно разогретыми и ускоренными слоями воздуха за торцом пусковой трубы-контейнера.

Установка на переходнике тонкостенного колпачка с отбортовкой и центральным отверстием позволяет обеспечить вскрытие (сбрасывание) задней крышки путем воздействия на ее давления пороховых газов воспламенителя.

Выполнение в тонкостенном колпачке отбортовки в виде расширяющегося конуса, перекрывающего не менее 2/3 общей площади газоводных отверстий в тонкостенной трубке, позволяет:

- исключить попадание части пиротехнического состава воспламенителя в тонкостенную трубку;

- существенно ограничить истекание пороховых газов воспламенителя в тонкостенную трубку;

- обеспечить давление пороховых газов воспламенителя на заднюю крышку, обеспечивающее ее вскрытие.

Выполнение центрального отверстия в тонкостенном колпачке позволяет установить его на переходнике.

Выполненный из полимерного материала тонкостенный колпачок сгорает при горении порохового заряда, что обеспечивает полное открытие газоводных отверстий в тонкостенной трубке для истекания в нее продуктов сгорания порохового заряда.

Выполнение в задней крышке наружного кольцевого ободка, как ответного внутренней кольцевой проточке в пусковой трубе-контейнере, позволяет обеспечить крепление задней крышки в пусковой трубе-контейнере.

Выполнение в задней крышке цилиндрической поверхности со сквозными радиальными пазами позволяет обеспечить через пазы стравливание продуктов сгорания порохового заряда в атмосферу до отделения задней крышки от торца пусковой трубы-контейнера.

Выполнение единых сквозных радиальных пазов в цилиндрической поверхности и в наружном кольцевом ободке задней крышки позволяет снизить жесткость задней крышки и уменьшить усилие ее вскрытия (расстыковки с пусковой трубой-контейнером).

Количество пазов и их размеры определяются из условий обеспечения работоспособности гранатомета во всем диапазоне температур эксплуатации.

Предлагаемое решение поясняется графическими материалами, где:

на фиг. 1 - ручной гранатомет;

на фиг. 2 - задняя часть ручного гранатомета;

на фиг. 3 и фиг. 4 - положение задней крышки относительно пусковой трубы-контейнера во время пуска гранаты.

Предлагаемый ручной гранатомет содержит пусковую трубу-контейнер 1 с внутренней кольцевой проточкой 2 и с расширяющимся конусом 3 на заднем торце 4, спусковой механизм с рукояткой 5. Внутри пусковой трубы-контейнера 1 размещен ствол 6, граната 7, двигатель 8 и задняя крышка 9 с цилиндрической поверхностью 10, наружным кольцевым ободком 11 и едиными сквозными радиальными пазами 12. Двигатель 8 включает корпус 13 с сопловым блоком, пороховой заряд 14, тонкостенную трубку 15 с газоводными отверстиями 16, переходник 17 с полостью 18 и с наружным кольцевым утолщением 19 и дроссельными отверстиями 20. На переходнике 17 установлен тонкостенный колпачок 21 с отбортовкой в виде расширяющегося конуса 22 и центральным отверстием и поджат торцом тонкостенной трубки 15 до упора в торец наружного кольцевого утолщения 19 переходника 17. При этом расширяющийся конус 22 тонкостенного колпачка 21 перекрывает 2/3 общей площади газоводных отверстий 16 тонкостенной трубки 15. Выполнен тонкостенный колпачок 21 из полимерного материала (нитропленки). В полости 18 переходника 17 через эластичное уплотнение 23 установлен инициатор 24, а вокруг переходника 17 размещен воспламенитель 25. Ствол 6 жестко скреплен с двигателем 8, граната 7 установлена в стволе 6 и соединена с двигателем 8 через калиброванный кольцевой разрушаемый (срезной, сминаемый) элемент, а в задней части гранаты 7 имеется свободный объем, который связан с тонкостенной трубкой 15. Задняя крышка 9 установлена в пусковую трубу-контейнер 1 через эластичное уплотнение 26. Причем крепление задней крышки 9 в пусковой трубе-контейнере 1 осуществляется за счет размещения наружного кольцевого ободка 11 задней крышки 9 во внутренней кольцевой проточке 2 пусковой трубы-контейнера 1.

При пуске гранаты 7 оператор (стрелок), держась за рукоятку спускового механизма 5, устанавливает гранатомет себе на плечо, прицеливается и производит пуск гранаты 7 нажатием на спусковой крючок. Работа гранатомета быстротечна, и если рассмотреть процесс пуска гранаты 7 по времени, то этот процесс осуществляется следующим образом. При нажатии на спусковой крючок спускового механизма 5 срабатывает инициатор 24 и его пороховые газы через дроссельные отверстия 20 в переходнике 17 поджигает воспламенитель 25, пороховые газы которого воздействуют на пороховой заряд 14 и на заднюю крышку 9. Под действием давления пороховых газов воспламенителя 25 вскрывается задняя крышка 9 путем выхода ее наружного кольцевого ободка 11 из внутренней кольцевой проточки 2 с деформацией цилиндрической поверхности 10 и начинает движение в сторону торца 4 пусковой трубы-контейнера 1. При этом пороховые газы воспламенителя 25 поджигают пороховой заряд 14, продукты сгорания которого, проходя через сопловой блок в корпусе 13 двигателя 8, воздействуют на движущуюся заднюю крышку 9. Перемещаясь вдоль расширяющегося конуса 3, задняя крышка 9 открывает между ее цилиндрической поверхностью 10 и расширяющимся конусом 3 кольцевой зазор «а», который плавно увеличивается по мере передвижения задней крышки 9 к торцу 4. Продукты сгорания порохового заряда 14 устремляются в кольцевой зазор «а» через единые сквозные радиальные пазы 12, обгоняют заднюю крышку 9 и стравливаются в атмосферу. Дальнейшее перемещение задней крышки 9 к торцу 4 приводит к полному открытию единых сквозных радиальных пазов 12 относительно расширяющегося конуса 3 и к открытию дополнительного кольцевого зазора «б» между наружным кольцевым ободком 11 и расширяющимся конусом 3. В результате этого увеличивается поступление в кольцевой зазор «а» продуктов сгорания, которые смешиваются, обгоняют заднюю крышку 9 и стравливаются симметрично относительно ее периметра в атмосферу. При этом продукты сгорания, стравливаемые через кольцевой зазор «а», взаимодействуя с атмосферой, разогревают и ускоряют неподвижные слои воздуха, примыкающие к кольцевому зазору «а».

Горение порохового заряда 14 приводит к сгоранию тонкостенного колпачка 21 и к полному открытию газоводных отверстий 16 в тонкостенной трубке 15, вследствие чего часть продуктов сгорания, образованных от горения порохового заряда 14, через газоводные отверстия 16 истекают в тонкостенную трубку 15 и наполняют свободный объем в задней части гранаты 7. При этом двигатель 8 со стволом 6 и гранатой 7 под действием тяги реактивного двигателя начинает движение вперед относительно пусковой трубы-контейнера 1, а задняя крышка 9 отделяется от торца 4. Одновременно увеличивается давление в свободном объеме в задней части гранаты 7 и при достижении критического расчетного давления происходит разрушение калиброванного кольцевого элемента, соединяющего гранату 7 с двигателем 8, т.е. происходит разделение гранаты 7 и двигателя 8, и граната 7 устремляется вперед по стволу 6, получив дополнительную скорость.

После отделения задней крышки 9 от торца 4 открывается полное сечение пусковой трубы-контейнера 1 и осуществляется взаимодействие основной массы продуктов сгорания порохового заряда 14 с атмосферой. Это взаимодействие осуществляется через предварительно разогретые и ускоренные слои воздуха, что снижает величину избыточного давления в образующейся ударной волне. Кроме того, плавное стравливание части продуктов сгорания из объема за корпусом 13 двигателя 8 до прохождения наружного кольцевого ободка 11 задней крышки 9 торца 4 пусковой трубы-контейнера 1 обеспечивает снижение давления продуктов сгорания в момент открытия полного сечения пусковой трубы-контейнера 1. Известно, что величина избыточного давления ударной волны пропорциональна давлению продуктов сгорания, взаимодействующих с атмосферой. Снижение давления продуктов сгорания за счет стравливания их части до отделения задней крышки 9 от торца 4 пусковой трубы-контейнера 1 позволяет понизить избыточное давление в ударной волне, распространяемой за торец 4 пусковой трубы-контейнера 1. Кроме того, снижение давления продуктов сгорания за счет стравливания их части до отделения задней крышки 9 от торца 4 пусковой трубы-контейнера 1 позволяет понизить избыточное давление в ударной волне, отраженной от внутренней поверхности задней крышки 9 и направленной вдоль пусковой трубы-контейнера 1 в сторону головы оператора (стрелка) при пуске гранаты.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении по сравнению с прототипом обеспечивается повышение безопасности гранатомета за счет снижения избыточного давления в ударной волне, воздействующей на оператора (стрелка) при пуске гранаты.