Пуля бронебойно-трассирующая с оживальной головной частью сердечника

Полезная модель относится к области боеприпасов стрелкового оружия, в частности к пулям, используемым для корректировки огня и поражения легкобронированной и вспомогательной техники. Задача данного технического решения повышения поражения живой силы, укрытой в легкобронированной военной технике и открыто расположенной в бронежилетах. В процессе решения достигается технический результат, заключающийся в увеличение запреградной скорости твердосплавного сердечника при пробитии металлической брони и увеличения запреградного поражающего воздействия осколочными фрагментами брони образованными сердечником при выходе из брони. Задача решается пулей бронебойно-трассирующей с оживальной головной частью сердечника, содержащей биметаллическую оболочку с головной конусообразной частью, с размещенными в ней твердосплавным сердечником с заостренной головной частью, имеющим цилиндрическую хвостовую часть, цилиндрическая часть сердечника размещена в свинцовой рубашке, стаканчик с трассирующим составом, при этом длина твердосплавного сердечника равна (2,02-2,54)d, диаметр цилиндрической части сердечника равен (0,71-0,86)d, длина заостренной головной части сердечника равна (0,58-1,25)d, заостренная головная часть сердечника выполнена в виде конуса и имеет притупление вершины сердечника, длина пули составляет (4,5-5,1)d, где d - калибр пули, масса сердечника равна (0,37-0,45) массы пули, а масса свинцовой рубашки составляет (0,05-0,5) массы пули при этом головная часть сердечника выполнена оживальной формой с радиусом оживало равным (0,87-13,28)d, а притупление вершины сердечника в виде контактной площадки, диаметр которой равен (0,018-0,25)d.

Полезная модель относится к области боеприпасов стрелкового оружия, в частности к пулям, используемым для корректировки огня и поражения легкобронированной и вспомогательной техники.

Известны бронебойно-зажигательно-трассирующие пули (RU 2168148, RU 2219480), содержащие оболочку с размещенной в ней рубашкой, бронебойным сердечником, зажигательным составом и стаканчиком с трассирующим составом.

Данные пули не обладают высокими показателями по кучности и не отвечают современным требованиям по пробивному действию. Повышение пробивного действия в данных решениях достигается путем увеличения массы сердечника и выполнением его головной части с заострением в виде конуса.

Наиболее близким из аналогов, по совокупности существенных признаков, является техническое решение по патенту RU 122473 содержащее биметаллическую оболочку с головной конусообразной частью, с размещенными в ней твердосплавным сердечником с заостренной головной частью, имеющий цилиндрическую хвостовую часть, стаканчик с трассирующим составом, длина твердосплавного сердечника равна (2,02-2,54)d, диаметр цилиндрической части сердечника равен (0,71-0,86)d, цилиндрическая часть сердечника размещена в свинцовой рубашке, длина заостренной головной части сердечника равна (0,58-1,25)d, заостренная головная часть сердечника выполнена в виде конуса, имеет притупление вершины сердечника (0,005-0,13)d, длина пули составляет (4,5-5,1)d, где d - калибр пули, масса сердечника равна (0,37-0,45) массы пули, а масса свинцовой рубашки составляет (0,05-0,5) массы пули.

Недостатком известного решения является недостаточная запреградная пробивная способность сердечника пули при пробитии им металлической брони.

Анализ известных технических решений показывает, что в рамках оптимального баллистического решения, обеспечивающего достаточно высокую кучность бронебойно-трассирующих и бронебойно-зажигательно-трассирующих пуль, улучшение их пробивного действия происходит в результате увеличения массы сердечника (например, путем применения твердого сплава) или оптимизации формы его головной части.

Задача данного технического решения повышения поражения живой силы, укрытой в легкобронированной военной технике и открыто расположенной в бронежилетах.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в увеличение запреградной скорости твердосплавного сердечника при пробитии металлической брони и увеличения запреградного поражающего воздействия осколочными фрагментами брони образованными сердечником при выходе из брони.

Поставленная задача решается пулей бронебойно-трассирующей с оживальной головной частью сердечника, содержащей биметаллическую оболочку с головной конусообразной частью, с размещенными в ней твердосплавным сердечником с заостренной головной частью, имеющим цилиндрическую хвостовую часть, цилиндрическая часть сердечника размещена в свинцовой рубашке, стаканчик с трассирующим составом, при этом длина твердосплавного сердечника равна (2,02-2,54)d, диаметр цилиндрической части сердечника равен (0,71-0,86)d, длина заостренной головной части сердечника равна (0,58-1,25)d, заостренная головная часть сердечника выполнена в виде конуса и имеет притупление вершины сердечника, длина пули составляет (4,5-5,1)d, где d - калибр пули, масса сердечника равна (0,37-0,45) массы пули, а масса свинцовой рубашки составляет (0,05-0,5) массы пули при этом головная часть сердечника выполнена оживальной формой с радиусом оживало равным (0,87-13,28)d, а притупление вершины сердечника в виде контактной площадки, диаметр которой равен (0,018-0,25)d.

Конструктивные особенности пуль комбинированного действия, а именно наличие имеющего фиксированные габариты трассера, значительно снижают возможности получения высоких показателей пробивного действия и кучности, так как трассер уменьшает габариты и вес сердечника, а также смещает центр масс пули к ее вершине.

Повышение пробивного действия брони возможно за счет максимизации относительного веса и уменьшения диаметра сердечника, а также совершенствование формы его головной части.

Указанные существенные признаки взаимосвязаны и изменение любого из них ведет к снижению характеристик пули.

Исполнение сердечника из твердого сплава (например, ВК8) компенсирует потерю веса, обусловленную уменьшением его длины до (2,02-2,54)d позволяя произвести сборку пули в заданных пределах, а размещение цилиндрической части сердечника в свинцовой рубашке массой (0,05-0,5) от массы пули позволяет сместить центр масс ближе к хвостовой части пули, при этом обеспечивая оптимальную кучность.

При длине пули менее 4,5d ее центр масс смещается к вершине, что ухудшает кучность. При длине выше 5.1d увеличивается длина ведущей части пули, что приводит к росту усилий деформации при прохождении пули по нарезам канала ствола и ухудшает кучность.

При длине головной части сердечника менее 0,58d уменьшается масса пули, что ведет к снижению пробивной способности, свыше 1,25d не позволяет провести сборку пули в заданных пределах.

При диаметре цилиндрической части сердечника менее 0,71d уменьшается масса пули, что ведет к снижению пробивной способности, свыше 0,86d не позволяет провести сборку пули в заданных пределах.

При массе сердечника менее 0,37 массы пули снижается бронебойность патрона, более 0,45 ухудшается кучность.

Сохранение целостности сердечника усиливает поражающее действие пули после преодоления преграды.

При пробитии металлической брони в точке контакта, за короткий промежуток времени, происходит значительное повышение температуры и давления. Авторами данного технического решения экспериментально установлено, что в месте контакта образуются области, с сильно локализованной пластической деформацией, называемые плоскостями адиабатического сдвига (ПАС), в окрестностях которых концентрируется тепло. Мгновенное деформирование металла приводит к локализованному нагреву контакта и катастрофическому разрушению брони в виде плавления. Имея контактную площадку на головной конусообразной части сердечника, диаметр которой равен (0.018-0,25)d, реализуется механизм пробития, который условно можно разбить на две стадии. Первая стадия - образованию ПАС концентрирующих тепло деформации, приводящие к плавлению металла, вторая стадия - хрупкое (откол) разрушение тыльной стороны бронеплиты. При реализации такого механизма пробития не происходит хрупкого разрушения сердечника, он сохраняет свою форму. Следует отметить, что первая стадия механизма пробития бронеплиты значительно выше по энергетическим затратам, на данной стадии затрачивается большая часть кинетической энергии пули.

Проведенные исследования показали, что при наличии контактной площадки, диаметр которой равен (0.018-0,25)d, внутренняя поверхность пулевого отверстие имеет различные по величине зоны хрупкого разрушения, в зависимости от конструктивного исполнения головной части сердечника. Максимальная зона хрупкого разрушения наблюдается на пулях с сердечником, головная часть которого выполнена в виде конуса оживальной формой с радиусом оживало равным (0,87-13,28)d.

При внедрения сердечника в броню, контактная площадка впереди себя формирует кольцевые трещины с образованием, так называемых, конусов Герца (Каркашадзе Г.Г.Механическое разрушение горных пород: Учеб. пособие для вузов. - М.: Издательство Московского государственного горного университета. 2004. - стр.136-137). Нагрузка внутри конуса Герца возрастает и под площадкой сердечника формируется опережающее ядро уплотнения - зона всестороннего сжатия. В ядре сжатия материал брони испытывает напряжения многократно, на один-два порядка превышающие базовую прочностную характеристику - предел прочности при одноосном сжатии. Ядро уплотнения накапливает потенциальную энергию деформаций. В момент выхода концентрических трещин на поверхность образуется выходной кратер, потенциальная энергия деформаций переходит в кинетическую энергию фрагментов брони, вызывая их отрыв, фрагментацию и разлет с большой скоростью, до 100 м/с. После завершения акта освобождения выходной зоны от фрагментов разрушения, сердечник продолжает движении за преградой брони с большой скоростью. На пулях с сердечником, головная часть которого выполнена в виде конуса оживальной формой с радиусом оживало равным (0,87-13,28)d. кроме сжатия материала брони под площадкой, происходит более интенсивная деформация боковых стенок пулевого отверстия. Потенциальная энергия деформации стенок совместно с ядром сжатия материала брони приводит к более раннему и большему по объему отрыву участка тыльной стороны бронированной плиты. Оптимальные параметры радиуса оживало конуса оживальной формы, обеспечивающие максимальную зону хрупкого разрушения, определены экспериментально.

На фигуре 1 представлена конструкция заявляемой пули бронебойно-трассирующей с оживальной головной частью сердечника. Пуля, состоит из биметаллической оболочки 1, стаканчика 2 с запрессованным в него трассирующим составом, свинцовой рубашки 3 и твердосплавного сердечника 4. Твердосплавной сердечник 4 состоит из хвостовой части 4.1 и головной части оживальной формы 4.2, на вершине которой находиться контактная площадка 4.3.

Для подтверждения высокого запреградного поражающего действия предлагаемой пули бронебойно-трассирующей с оживальной головной частью сердечника, проводили сравнительные стрельбы патронами калибра 7,62 с твердосплавным сердечником, изготовленным по прототипу. В качестве пробиваемого материала использовалась бронеплита марки 2П толщиной 10 мм на удалении 250, 280 и 300 метров. Оценивали количество пробитий при 10 зачетных попаданиях. Стрельба велась из пулемета «Печенег» с оптическим прицелом.

В таблице предоставлены результаты сравнительных испытаний.

Как видно из результатов сравнительных испытаний, предлагаемый патрон имеет более высокую пробивную способность (количество пробитий на 300 м) по сравнению с прототипом.

Таким образом, совокупность всех указанных в формуле соотношений конструктивных параметров обеспечивает создание пули, которая имеет более высокие характеристики по пробивному действию. Данные соотношения и полученные данные по механизму разрушения металлической брони могут быть использованы для создания пуль различного калибра.

Проведенная оптимизация массы сердечника, геометрических параметров сердечника в зависимости от калибра пули и физико-механических свойств материала сердечника, с учетом проведенных исследований механизма разрушения сердечника, анализом существующих теорий разрушения преграды при внедрении в них объектов с высокой скоростью позволили создать пулю бронебойно-трассирующую с оживальной головной частью сердечника, превышающую аналоги и прототип по степени пробития бронебойной плиты.

Конструкция пули позволяет при ее изготовлении использовать технологические процессы, традиционные для массового производства, что в совокупности с результатами испытаний подтверждает соответствие полезной модели критерию «промышленная применимость».

Пуля бронебойно-трассирующая с оживальной головной частью сердечника, содержащая биметаллическую оболочку с головной конусообразной частью, с размещенным в ней твердосплавным сердечником с заостренной головной частью, имеющим цилиндрическую хвостовую часть, цилиндрическая часть сердечника размещена в свинцовой рубашке, стаканчик с трассирующим составом, при этом длина твердосплавного сердечника равна (2,02-2,54)d, диаметр цилиндрической части сердечника равен (0,71-0,86)d, длина заостренной головной части сердечника равна (0,58-1,25)d, заостренная головная часть сердечника выполнена в виде конуса и имеет притупление вершины сердечника, длина пули составляет (4,5-5,1)d, где d - калибр пули, масса сердечника равна 0,37-0,45 массы пули, а масса свинцовой рубашки составляет 0,05-0,5 массы пули, отличающаяся тем, что головная часть сердечника выполнена оживальной формой с радиусом оживало, равным (0,87-13,28)d, а притупление вершины сердечника в виде контактной площадки, диаметр которой равен (0,018-0,25)d.