RU2531664C2

RU2531664C2 - Gun barrel cooling system

Info

Publication number: RU2531664C2
Application number: RU2013102394/11A
Authority: RU
Inventors: Алексей Иванович Симоненко; Александр Дмитриевич Афанасенко; Галина Федоровна Музыченко
Original assignee: Алексей Иванович Симоненко; Александр Дмитриевич Афанасенко; Галина Федоровна Музыченко
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2014-10-27
Also published as: RU2013102394A

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.

SUBSTANCE: invention refers to military equipment. A gun barrel cooling system has a barrel and a bolt. In addition, a piston compressor, either one-pass or two-pass, is installed, the piston-rod of which is connected in a movable manner with one of its ends to the bolt or to a bolt, and with its other end to a piston by means of a pin, and a receiver is connected to an outlet valve with the compressor cylinder; the receiver air line is directed to the barrel channel cartridge chamber.

EFFECT: improving cooling efficiency of gun barrels in submachine guns, auto-machine guns, heavy-calibre machine guns and automatic cannons.

1 dwg

Description

Изобретение относится к оружейной технике и может применяться для охлаждения стволов автоматического и полуавтоматического стрелкового оружия.The invention relates to weapons technology and can be used to cool the trunks of automatic and semi-automatic small arms.

Известно, что при стрельбе из автоматического оружия происходит нагрев, а затем и перегрев ствола оружия за счет тепла, образующегося при сгорании пороха внутри канала ствола, а также трения пули о внутреннюю поверхность ствола. В результате перегрева происходит отказ оружия в работе и оно может прийти в негодность.It is known that when firing from an automatic weapon, heating occurs, and then overheating of the barrel of the weapon due to the heat generated during the combustion of gunpowder inside the barrel, as well as the friction of the bullet on the inner surface of the barrel. As a result of overheating, the weapon refuses to work and it can become unusable.

Для предотвращения перегрева ствола на крупнокалиберном пулемете ДШК (12,7 мм крупнокалиберный пулемет Дегтярева-Шпагина, обр. 1938 г. (СССР) [Бабак Ф.К. Пулеметы / Ф.К.Бабак. - М.: ACT; СПб.: Полигон, 2006. - с.266] на внешней поверхности ствола сделано оребрение в виде колец, что увеличивает поверхность ствола и улучшает его охлаждение. Но этого оказывается недостаточно.To prevent overheating of the barrel on a large-caliber machine gun DShK (12.7 mm large-caliber machine gun Degtyarev-Shpagin, model 1938 (USSR) [Babak F.K. Machine guns / F.K. Babak. - M .: ACT; St. Petersburg: Polygon, 2006. - p.266] ribbing in the form of rings is made on the outer surface of the barrel, which increases the surface of the barrel and improves its cooling, but this is not enough.

Для охлаждения пулеметных стволов применяют и водяное охлаждение. Пример - пулемет Максим (7,62 мм станковый пулемет Максима, обр. 1910 г., США/Россия) [Бабак Ф.К. Пулеметы / Ф.К.Бабак. - М.: ACT; СПб.: Полигон, 2006. - с.149]. В последних моделях этого пулемета применяли не только воду, но и лед, и снег. Это сильно увеличивало вес оружия.To cool machine-gun barrels, water cooling is also used. An example is the Maxim machine gun (7.62 mm Maxim machine gun, model 1910, USA / Russia) [Babak F.K. Machine guns / F.K.Babak. - M .: ACT; St. Petersburg: Polygon, 2006. - p.149]. In the latest models of this machine gun, not only water was used, but also ice and snow. This greatly increased the weight of the weapon.

В результате перегрева оружейных стволов может наблюдаться эффект «марева»:As a result of overheating of weapon trunks, a “haze" effect may be observed:

- тепловые потоки от ствола искажают поле зрения и цель на некоторое время становится неразличимой;- heat fluxes from the barrel distort the field of view and the target becomes indistinguishable for a while;

- из-за температурного изгиба горячего ствола при одностороннем воздействии на него ветра или атмосферных осадков имеет место увод средней точки попаданий. Это особенно проявляется при использовании оптического прицела.- due to the temperature bending of the hot trunk with unilateral exposure to wind or precipitation, the midpoint of hits is removed. This is especially true when using an optical sight.

В нагретом стволе, если патрон длительно находится в патроннике, может произойти самопроизвольный выстрел.In a heated barrel, if the cartridge is in the chamber for a long time, a spontaneous shot may occur.

Для защиты стрелка от ожогов ствол заключали в металлический кожух, снабженный отверстиями [Шунков В.Н. Энциклопедия новейшего стрелкового оружия. / В.Н.Шунков. Под общей редакцией А.Е.Тараса. - М.: АСТ, Мн.: Харвест, 2006. - 560 с.: ил. (Библиотека военной истории). С.401].To protect the shooter from burns, the barrel was enclosed in a metal casing equipped with holes [Shunkov V.N. Encyclopedia of the latest small arms. / V.N.Shunkov. Under the general editorship of A.E. Taras. - M .: AST, Mn .: Harvest, 2006 .-- 560 p .: ill. (Library of military history). S.401].

Увеличение толщины стенок ствола и усиление ствольной коробки позволяет увеличить интенсивность стрельбы.The increase in the thickness of the walls of the barrel and the strengthening of the receiver can increase the intensity of fire.

Аналогами предлагаемого изобретения может быть ручной пулемет Льюиса и пулемет «Печенег».Analogs of the invention may be a Lewis machine gun and a Pecheneg machine gun.

В пулемете Льюиса (7,7 мм ручной пулемет Льюиса, обр. 1915 г., Великобритания) для интенсивного охлаждения ствола на ствол напрессован алюминиевый радиатор с продольными ребрами, который заключен в кожух, и при стрельбе пороховые газы, выходящие из надульника, производят тягу воздуха вперед, что усиливает охлаждение [Бабак Ф.К. Пулеметы / Ф.К.Бабак. - М.: ACT; СПб.: Полигон, 2006. - с.20].In the Lewis machine gun (7.7 mm Lewis machine gun, model 1915, Great Britain), an aluminum radiator with longitudinal fins is pressed onto the barrel for intensive cooling of the barrel, which is enclosed in a casing, and when firing, the powder gases exiting the muzzle are thrust air forward, which enhances cooling [Babak F.K. Machine guns / F.K.Babak. - M .: ACT; St. Petersburg: Polygon, 2006. - p.20].

В пулемете «Печенег», которому присвоен индекс ГРАУ 6П41 основной особенностью является наружное оребрение и заключение в металлический кожух ствола [Шунков В.Н. Энциклопедия новейшего стрелкового оружия. / В.Н.Шунков. Под общей редакцией А.Е.Тараса. - М.:АСТ, Мн.: Харвест, 2006. - 560 с.: ил. (Библиотека военной истории), с.401]. При стрельбе пороховые газы, с большой скоростью выходящие из дула ствола, создают в передней части кожуха эффект эжекционного насоса, протягивая холодный воздух вдоль ствола. Воздух поступает из атмосферы через окна в кожухе, выполненные под рукояткой для переноски [Шунков В.Н. Энциклопедия новейшего стрелкового оружия. / В.Н.Шунков. Под общей редакцией А.Е.Тараса. - М.: АСТ, Мн.: Харвест, 2006. - 560 с.: ил. (Библиотека военной истории), с.402]. Таким образом, удалось достичь высокой практической скорострельности. При ведении длительного боя пулемет может выстреливать до 1000 патронов в час без ухудшения боевых характеристик.In the machine gun "Pecheneg", which is assigned the index GRAU 6P41, the main feature is the external ribbing and imprisonment in the metal barrel casing [Shunkov V.N. Encyclopedia of the latest small arms. / V.N.Shunkov. Under the general editorship of A.E. Taras. - M.: AST, Mn .: Harvest, 2006 .-- 560 p .: ill. (Library of Military History), p.401]. When firing, powder gases emanating from the barrel muzzle with great speed create the effect of an ejection pump in the front part of the casing, drawing cold air along the barrel. Air comes from the atmosphere through the windows in the casing, made under the handle for carrying [Shunkov V.N. Encyclopedia of the latest small arms. / V.N.Shunkov. Under the general editorship of A.E. Taras. - M .: AST, Mn .: Harvest, 2006 .-- 560 p .: ill. (Library of Military History), p.402]. Thus, it was possible to achieve a high practical rate of fire. When conducting a long battle, a machine gun can fire up to 1000 rounds per hour without compromising combat performance.

По мнению специалистов, реальным решением проблемы охлаждения стволов является замена стволов. Пример, SACO, модель М 60ЕЗ (США). Однако в наступательной операции это не всегда возможно. Недостатком охлаждения всех существующих моделей является то, что охлаждение производится наружной поверхности ствола, в то время как наиболее интенсивный разогрев металла происходит внутри ствола.According to experts, the real solution to the problem of barrel cooling is to replace the trunks. Example, SACO, Model M 60EZ (USA). However, in an offensive operation this is not always possible. The disadvantage of cooling all existing models is that the cooling is performed on the outer surface of the barrel, while the most intense heating of the metal occurs inside the barrel.

Прототипом предлагаемого изобретения является система охлаждения в пистолете-пулемете «Спектр» М 4 итальянской фирмы «SITES» [Мураховский В.И., Федосеев С.Л. Оружие пехоты.- М.: Арсенал-Пресс, 1997. - с.137], затвор которого при своих возвратно-поступательных перемещениях принудительно направляет поток воздуха через канал ствола, вдоль ствола, предотвращая таким образом перегрев ствола даже при интенсивной стрельбе, позволяет сделать непрерывно 1000 выстрелов. Благодаря этому вероятность самовоспламенения патрона в патроннике резко снижается. Снаружи ствол защищен перфорированным стальным кожухом. Нарезы ствола имеют «синусоидальную» форму, это снижает силу трения пули внутри канала ствола.The prototype of the invention is a cooling system in a submachine gun "Spectrum" M 4 Italian company "SITES" [Murakhovsky V.I., Fedoseev S.L. Weaponry of infantry. - M.: Arsenal-Press, 1997. - p.137], the shutter of which, for its reciprocating movements, forcibly directs the air flow through the bore, along the barrel, thus preventing the barrel from overheating, even with intensive shooting, continuously 1000 shots. Due to this, the probability of self-ignition of the cartridge in the chamber is sharply reduced. Outside, the barrel is protected by a perforated steel casing. The rifling of the barrel has a "sinusoidal" shape, this reduces the friction force of the bullet inside the bore.

И, тем не менее, в длительном интенсивном бою все эти меры охлаждения стволов недостаточны или неудобны из-за необходимости замены перегретого ствола другим.And, nevertheless, in a long intense battle all these measures of barrel cooling are insufficient or inconvenient due to the need to replace the overheated barrel with another.

Техническим результатом при использовании предлагаемого изобретения является возможность эффективного охлаждения оружейных стволов в автоматах, пулеметах, крупнокалиберных пулеметах, автоматических пушках.The technical result when using the present invention is the ability to effectively cool gun barrels in machine guns, machine guns, heavy machine guns, automatic guns.

Технический результат достигается тем, что установлен поршневой компрессор, одноходовой или двухходовой, шатун которого одним концом подвижно соединен с затвором или затворной рамой, а другим концом с поршнем при помощи пальца, а ресивер соединен впускным клапаном с цилиндром компрессора, воздухопровод которого направлен в патронник канала ствола.The technical result is achieved by the fact that a piston compressor is installed, one-way or two-way, the connecting rod of which with one end is movably connected to the shutter or the shutter frame, and the other end with the piston by means of a finger, and the receiver is connected by an inlet valve to the compressor cylinder, the air duct of which is directed into the channel chamber the trunk.

На чертеже изображен компрессор, который состоит из цилиндра 1, поршня с кольцами 2, пальца 3, шатуна 4, впускного 5 и выпускного 6 клапанов на цилиндре, ресивера 7, двух дренажных клапанов 8 (один в нижней части цилиндра, другой в нижней части ресивера) и воздухопровода 9. В прикладе имеется вырез для приточного воздуха. В вырезе размещены фильтры грубой и тонкой очистки воздуха.The drawing shows a compressor, which consists of a cylinder 1, a piston with rings 2, a pin 3, a connecting rod 4, inlet 5 and exhaust 6 valves on the cylinder, receiver 7, two drain valves 8 (one at the bottom of the cylinder, the other at the bottom of the receiver ) and air duct 9. The butt has a cut-out for the supply air. The coarse and fine air filters are located in the cut-out.

Компрессор для подачи воздуха в патронник и продувки холодным воздухом канала ствола с целью его охлаждения работает следующим образом.A compressor for supplying air to the chamber and purging the barrel bore with cold air to cool it works as follows.

Во время движения затвора в заднее крайнее положение, что происходит во время стрельбы одиночными выстрелами или очередями, шатун 4, соединенный подвижно с задней частью затвора, будет совершать возвратно-поступательное движение, что приведет в движение поршень 2, соединенный с шатуном пальцем 3.During the movement of the bolt to the rear extreme position, which occurs during firing in single shots or bursts, the connecting rod 4, connected movably to the rear of the bolt, will reciprocate, which will move the piston 2 connected to the connecting rod by a finger 3.

Поршень 2 находится в цилиндре 1 и при откате затвора назад, при выстреле, будет перемещаться назад в сторону затыльника приклада, поскольку соединен с затвором шатуном 4.The piston 2 is located in cylinder 1, and when the bolt rolls back, when fired, it will move back towards the butt plate of the butt, since it is connected to the bolt by a connecting rod 4.

При этом воздух, находящийся внутри цилиндра 1, будет сжиматься и через выпускной клапан 6 будет перекачиваться в ресивер 7, где будет повышаться давление воздуха, которое по воздухопроводу 9 будет направлено в патронник и воздух станет продувать канал ствола, осуществляя охлаждение внутренней поверхности ствола, в которой температура нагрева максимальна, поскольку при сгорании пороха она поднимается до 3000°C и поэтому охлаждение будет максимально эффективно.In this case, the air inside the cylinder 1 will be compressed and through the exhaust valve 6 will be pumped into the receiver 7, where the air pressure will increase, which will be directed through the air duct 9 into the chamber and air will blow through the barrel channel, cooling the inner surface of the barrel, in which the heating temperature is maximum, since when the powder burns, it rises to 3000 ° C and therefore the cooling will be as efficient as possible.

Важно, чтобы объем воздуха, протекающий через канал ствола, многократно превышал объем воздуха в стволе, то есть смена воздуха должна происходить многократно.It is important that the volume of air flowing through the bore of the barrel is many times greater than the volume of air in the barrel, that is, the change of air must occur many times.

Установленный ресивер 7 позволяет осуществлять продувку канала ствола не только во время отката затвора назад, но и при движении затвора вперед осуществляется продувка канала ствола, так как в ресивере будет оставаться избыточное давление воздуха.The installed receiver 7 allows you to purge the bore, not only during the rollback of the shutter, but also when the shutter moves forward, the bore is purged, since excess air pressure will remain in the receiver.

При движении затвора вперед, когда происходит досылание патрона в патронник, шатун 4 с поршнем 2 также двигаются вперед. В результате в цилиндре 1 будет происходить понижение давления и открываться впускной клапан 5, и очищенный фильтром воздух будет заполнять цилиндр 1.When the bolt moves forward, when the cartridge is sent into the chamber, the connecting rod 4 with the piston 2 also moves forward. As a result, a decrease in pressure will occur in cylinder 1 and the inlet valve 5 will open, and the air cleaned by the filter will fill cylinder 1.

Объем ресивера 7 в три раза меньше объема цилиндра 1, поэтому за один ход поршня давление в ресивере 7 будет подниматься до 3 МПа. Воздух в ресивере 7 с момента повышения давления по воздухопроводу 9 будет направлен в патронник, а затем в канал ствола для его охлаждения.The volume of the receiver 7 is three times less than the volume of the cylinder 1, therefore, in one stroke of the piston, the pressure in the receiver 7 will rise to 3 MPa. The air in the receiver 7 from the moment of pressure increase through the air duct 9 will be directed into the chamber, and then into the bore to cool it.

Диаметр воздухопровода подбирается так, чтобы воздух при движении в воздухопроводе 9 приобрел значительную скорость и давление воздуха в ресивере не превышало 3 МПа. Таким образом, продувка канала ствола будет происходить не только за счет статического воздуха, но и за счет динамического движения воздуха, что значительно улучшает продувку канала ствола и увеличивает отвод тепла.The diameter of the air duct is selected so that the air during movement in the air duct 9 acquires a significant speed and the air pressure in the receiver does not exceed 3 MPa. Thus, the purge of the bore will not only be due to static air, but also due to the dynamic movement of air, which greatly improves the purge of the bore and increases heat dissipation.

При стрельбе очередями устройство охлаждения обеспечивает постоянную продувку ствола с момента извлечения гильзы из патронника и досылания нового патрона в патронник, пока патрон не закроет прохождение воздуха в канал ствола. После этого момента воздух, выходящий из ресивера 7, по воздухопроводу 9 будет стравливаться в направлении донышка патрона, вытесняя пороховые газы и продукты сгорания пороха из ствольной коробки, и тем самым производить охлаждение затвора в ствольной коробке и других деталей внутри оружия.When firing in bursts, the cooling device provides constant barrel purging from the moment the cartridge case is removed from the chamber and the new cartridge is sent to the chamber until the cartridge closes the passage of air into the barrel bore. After this moment, the air leaving the receiver 7, through the air duct 9 will bleed in the direction of the bottom of the cartridge, forcing powder gases and products of combustion of gunpowder from the receiver, and thereby cool the shutter in the receiver and other parts inside the weapon.

Два выпускных клапана 8, один из которых установлен в нижней части цилиндра 1 компрессора и другой - в нижней части ресивера 7, необходимы для дренажа воды, если оружие было затоплено водой. При нажатии на указанные клапаны 8 происходит их открытие и вода сливается.Two exhaust valves 8, one of which is installed in the lower part of the cylinder 1 of the compressor and the other in the lower part of the receiver 7, are necessary for drainage of water if the weapon was flooded with water. When you click on these valves 8, they open and the water drains.

Материалом, из которого можно изготовлять поршень 2, цилиндр 1 и ресивер 7, может быть и пластик, что не увеличит вес оружия.The material from which the piston 2, cylinder 1 and receiver 7 can be made can also be plastic, which will not increase the weight of the weapon.

Охлаждение стволов путем продувки воздуха внутри канала ствола возможно и на оружии со складным прикладом. Для этого затвор оружия и шатун компрессора должны иметь быстросъемные соединения, шатун после разъединения с затвором отводится в заднее положение и фиксируется.Cooling trunks by blowing air inside the bore is possible on weapons with a folding butt. For this, the weapon shutter and compressor connecting rod must have quick-detachable connections, the connecting rod, after disconnecting from the bolt, is retracted to the rear position and fixed.

Стрельба возможна из оружия и без принудительного охлаждения, как из обыкновенного оружия, и можно включать охлаждение при необходимости.Shooting is possible from weapons and without forced cooling, as from ordinary weapons, and you can turn on cooling if necessary.

На крупнокалиберных пулеметах и автоматических пушках поршневой компрессор может устанавливаться вдоль оси канала ствола, а шатун компрессора соединяется с ручкой для передергивания затвора.On large-caliber machine guns and automatic guns, a reciprocating compressor can be installed along the axis of the barrel channel, and the connecting rod of the compressor is connected to a handle for jerking the shutter.

Claims

A weapon barrel cooling system having a barrel and a shutter, characterized in that a one-way or two-way reciprocating compressor is installed, the connecting rod of which is movably connected at one end to the shutter or bolt frame, and the other end is connected to the piston with a finger, and the receiver is connected to the exhaust valve with the compressor cylinder, the air duct of the receiver is directed into the chamber of the barrel channel.