Šiuo metu pirmaujančios pasaulio armijos pradėjo įgyvendinti naujų šaulių ginklų tipų kūrimo programas („Ratnik“Rusijoje ir NGSAR JAV). Kaip rodo daugiau nei šimtmečio patirtis kuriant vienetines kasetes, o vėliau-tarpines ir žemo impulso kasetes, perspektyviausias sprendimas yra pažangus naujų rūšių šaudmenų kūrimas.
Po Antrojo pasaulinio karo rezultatų buvo padaryta išvada, kad būtina tobulinti labiausiai sunaudojamos rūšies šaudmenų (automatinių šaulių ginklų užtaisų) dizainą ir išplėsti jų gamybos išteklių bazę.
Kasetės su metalinėmis rankovėmis
Pėstininkų dalinių prisotinimas automatiniais ginklais gynybos pramonėje sukėlė vario, tradiciškai naudojamo žalvario (naudojamo šovinių dėžėms gaminti) ir tompako (naudojamas kulkų gaubtams), trūkumą.
Efektyviausias išteklių trūkumo problemos sprendimas buvo švelnaus plieno, iš abiejų pusių padengto variu, apsaugai nuo korozijos, arba nepadengto, karo metu naudojamo vadinamųjų pakaitinių įdėklų gamybai. Pokario laikotarpiu buvo įvaldyta plieninių rankovių padengimo specialiu laku technologija, kuri apsaugojo jas nuo drėgmės ir sumažino trintį kameroje (iki tam tikros temperatūros ribos).
Nepaisant panašių lengvojo plieno ir vario lydinių techninių charakteristikų, pastarieji turi pranašumų dėl plastiškumo ir atsparumo korozijai. Lako danga iš plieninių rankovių turi mažą atsparumą dilimui, o perkrovimo metu, liečiant su metalinėmis ginklo dalimis, yra linkusi būti pažeista ir perkelta į automatikos elementus, juos išjungiant. Jei pasibaigus šaudymui nepanaudotos kasetės išimamos iš cilindro, jų korpusai neturi lako dangos, nes jie perdega, kai liečiasi su įkaitusiu kameros paviršiumi, po to jie greičiau oksiduojasi ir užtaisai tampa netinkami naudoti toliau..
Padidėjęs automatinių ginklų pėstininkų užtaisų suvartojimas buvo pagrindas padidinti nešiojamų šaudmenų kiekį, sumažinant užtaisų svorį. Iki aštuntojo dešimtmečio pradžios pagrindinė nešiojamų šaudmenų svorio mažinimo kryptis buvo perėjimas iš pradžių į tarpinę, o paskui į mažo impulso kasetes, nes norima padidinti automatinio šaudymo iš nepatogių pozicijų tikslumą. Priėmus AK-74 šautuvą ir automatinį šautuvą M-16, šis rezervas nešiojamųjų šaudmenų svoriui sumažinti buvo išnaudotas-bandymas naudoti lengvesnes nušluotas kulkas atskleidė jų padidėjusį vėjo dreifą.
Šiuo metu kulkos su plienine šerdimi, švininė striukė ir „Tompak“striukė dažniausiai naudojamos kaip ryškūs elementai. Siekdama padidinti šarvų įsiskverbimą, JAV kariuomenė pradėjo naudoti visas metalines kulkas M80A1 EPR ir M855A1 be švininio apvalkalo, sudarytą iš tombako apvalkalo ir šerdies su plienine galvute ir bismuto uodega.
Kasetės be dėklų
Devintajame dešimtmetyje SSRS ir NATO šalyse buvo bandoma radikaliai išspręsti didelių klasikinių kasečių medžiagų suvartojimo problemas, pereinant prie bešaunių šaudmenų. Didžiausią pažangą šia kryptimi pasiekė vokiečių kompanija „Heckler und Koch“, sukūrusi automatinį šautuvą „HK G11“, kuris naudojo „Dynamit Nobel“sukurtas begalines DM11 kasetes.
Tačiau 1000 HK G11 šautuvų serijos karinė operacija VFR pasienio tarnyboje parodė jų pavojų kariškiams dėl to, kad kameroje buvo reguliariai savaime užsidegę bekelės užtaisai, nepaisant to, kad jis buvo struktūriškai atskirtas nuo šautuvo vamzdžio. Dėl to Vokietijos pasieniečiams iš pradžių buvo uždrausta naudoti automatinio šaudymo režimą, o tada HK G11 buvo visiškai pašalintas iš tarnybos dėl beprasmiško naudojimo kaip grynai savaiminio ginklo, esant pernelyg sudėtingai automatizacijai. gegutės laikrodis “).
Kasetės su plastikinėmis rankovėmis
Kitas bandymas sumažinti šaulių ginklų šaudmenų sunaudojimą ir padidinti nešiojamų šaudmenų kiekį 2000 -aisiais JAV buvo atliktas AAI (dabar „Textron Systems“, „Textron Corporation“gamybos padalinys) kaip LSAT (lengvų šaulių ginklų technologijų) dalis.) programa, kuri paskatino sukurti lengvą kulkosvaidį ir automatinį karabiną, skirtą kombinuotiems šaudmenims su šoviniais su žalvarine įvore, plastikine rankena ir be dėklo, pagamintą teleskopiniu pavidalu.
Kasetės be dėklo, kaip ir tikėtasi, pasižymėjo savaiminiu degimu statinės kameroje, nepaisant to, kad jis buvo nuimamas, todėl LSAT programoje buvo pasirinkta kasečių su plastikine įvore. Tačiau noras sumažinti šaudmenų kainą lėmė neteisingą plastiko rūšies pasirinkimą: kaip toks buvo naudojamas poliamidas, kuris turi visas būtinas charakteristikas, išskyrus vieną, tačiau svarbiausia - jo maksimali darbinė temperatūra neviršija 250 laipsnių Celsijaus.
Dar praėjusio amžiaus penktajame dešimtmetyje, remiantis lauko bandymų rezultatais, buvo nustatyta, kad DP kulkosvaidžio vamzdis nuolatinio šaudymo metu, pliūpsniais su pertraukomis keičiant parduotuves, įkaista iki šių verčių:
150 kadrų - 210 ° C
200 kadrų - 360 ° C
300 kadrų - 440 ° C
400 kadrų - 520 ° C
Kitaip tariant, intensyvios kovos sąlygomis, panaudojus pirmuosius du šimtus šovinių šovinių, garantuojama, kad lengvo kulkosvaidžio vamzdis pasieks poliamido lydymosi temperatūrą.
Dėl šios aplinkybės LSAT programa buvo uždaryta 2016 m. Ir jos pagrindu buvo pradėta įgyvendinti programa CTSAS („Cased Telescoped Small Arms Systems“), kurios tikslas buvo sukurti teleskopines kasetes naujais materialiniais pagrindais. Remiantis 2017 m. Kovo mėn. Thefirearmblog.com duotu interviu su JAV kariuomenės programos administratoriumi Corey Phillipsu, iki šiol karščiui atspariausias inžinerinis polimeras, poliimidas, buvo pasirinktas kaip plastikinė rankovių medžiaga, kurios maksimali darbinė temperatūra yra 400 ° C.
Polimidas, kaip kasetės dėklo medžiaga, taip pat turi dar vieną vertingą savybę - įkaitinus virš nurodyto lygio, jis apdegęs, netirpdamas, išskirdamas lakias medžiagas, kurios neužteršia statinės kameros, o suanglėjęs kasetės dėklo paviršius tarnauja kaip puiki trinties medžiaga, kai ji išgaunama po šūvio. Įdėklo ratlankio stiprumą užtikrina metalinis flanšas.
400 laipsnių temperatūra yra leistina riba šaunamųjų šaulių ginklų statinėms kaitinti, po to jos deformuojasi, nes technologinio šovinių grūdinimo temperatūra yra nuo 415 iki 430 laipsnių. Tačiau poliimido tempiamasis stipris esant 300 laipsnių ar aukštesnei temperatūrai nukrinta iki 30 MPa, o tai atitinka 300 atmosferų slėgį kameroje, t.y. dydis mažesnis už maksimalų miltelių dujų slėgį šiuolaikiniuose šaulių ginklų modeliuose. Kai iš klasikinio dizaino kameros bus bandoma išimti panaudotą kasetės dėklą, metalinis flanšas atsiplėš, o šerdis išmuš kasetės dėklo likučius iš statinės.
Kasetės kaitinimą klasikinio dizaino kameroje galima tam tikru mastu valdyti šaudant iš atviro varžto (kulkosvaidžiai), tačiau intensyviai šaudant ir šaudant iš uždaro varžto (kulkosvaidžiai ir automatiniai šautuvai)., šildyti kasetę virš 400 laipsnių yra beveik neišvengiama.
Kasetės su aliuminio rankovėmis
Kita vario lydinių alternatyva yra aliuminio lydiniai, kurie naudojami serijinių pistoletų šovinių korpusuose, eksperimentiniam šautuvų šovinių kūrimui ir 30 mm GAU-8A automatinės patrankos serijiniams šūviams. Vario pakeitimas aliuminiu leidžia panaikinti išteklių bazės apribojimą, sumažinti kasetės dėklo kainą, 25 % sumažinti šaudmenų svorį ir atitinkamai padidinti nešiojamų šaudmenų apkrovą.
1962 m. „TsNIITOCHMASH“sukūrė eksperimentines 7, 62x39 mm kalibro kasetes su aliuminio lydinio įvore (kodas GA). Įklotai buvo padengti antifrikcine grafito danga. Siekiant išvengti elektrocheminės korozijos, kapsulės puodelis buvo pagamintas iš aliuminio lydinio.
Tačiau naudoti tokias rankoves trukdo vienintelė jų neigiama savybė - savaiminis aliuminio ir jo lydinių užsidegimas ore, kaitinant iki 430 ° C. Aliuminio degimo šiluma yra labai didelė ir siekia 30,8 MJ / kg. Išorinis gaminių paviršius savaime užsidega, kai įkaitinamas iki nurodytos temperatūros, ir padidėja oksido plėvelės pralaidumas deguoniui ore arba kaitinant iki žemesnės temperatūros, jei pažeista oksido plėvelė. Neplastinė keraminė oksido plėvelė (storis ~ 0,005 mikronai) sunaikinama, kai veikiant raketinėms dujoms spaudžiant deformuojasi metalinė plastikinė įvorė, oksidinės plėvelės pralaidumas pasiekiamas dėl kaitinimo intensyvaus degimo metu. Įklotai savaime užsidega tik ore po ištraukimo iš statinės, kur deginant miltelius palaikomas neigiamas deguonies balansas.
Todėl aliuminio korpusai tapo plačiai paplitę tik kaip 9x18 PM ir 9x19 Para kalibrų pistoletų užtaisai, kurių ugnies intensyvumas ir temperatūra, pasiekta kameroje, negali būti lyginami su šiais kulkosvaidžių, automatinių šautuvų ir kulkosvaidžių rodikliais.
Aliuminis taip pat buvo naudojamas eksperimentinėje 6x45 SAW Long kasetėje, kurios rankovė buvo su elastiniu silikoniniu pamušalu, sutraukiančiu metalo ir oksido plėvelės įtrūkimus. Tačiau dėl šio sprendimo padidėjo linijiniai kasetės matmenys, susiję imtuvo matmenys ir atitinkamai ginklo svoris.
Kitas sprendimas, tačiau pradėtas naudoti, yra 30x173 GAU artilerijos raundas su aliuminio lydinio įvoriu. Tai tapo įmanoma dėl to, kad buvo naudojamas specialus mažos molekulinės masės „šaltas“raketinis užtaisas. Miltelių termocheminis potencialas yra tiesiogiai proporcingas degimo temperatūrai ir atvirkščiai proporcingas degimo produktų molekulinei masei. Klasikinės nitroceliuliozės ir piroksilino propelentai turi 25 molekulinę masę ir 3000–3500 K degimo temperatūrą, o naujojo raketinio kuro molekulinė masė buvo 17, esant 2000–2400 K degimo temperatūrai tuo pačiu impulsu.
Daug žadanti sukepinta metalinė rankovė
Teigiama patirtis naudojant artilerijos šūvius su aliuminio įvorėmis leidžia šį metalą laikyti konstrukcine medžiaga šaulių ginklų šovinių dėklams (net ir be specialios raketinės kompozicijos). Norint patvirtinti nurodyto pasirinkimo teisingumą, patartina palyginti žalvario ir aliuminio lydinio įdėklų charakteristikas.
Žalvaris L68 turi 68 procentus vario ir 32 procentus cinko. Jo tankis yra 8,5 g / cm3, kietumas - 150 MPa, tempiamasis stipris esant 20 ° C - 400 MPa, tempiamasis pailgėjimas - 50 procentų, slydimo trinties koeficientas ant plieno - 0,18, lydymosi temperatūra - 938 ° C, trapumo temperatūros zona - nuo 300-700 ° C temperatūroje.
Kaip žalvario pakaitalas, siūloma naudoti aliuminį, legiruotą su magnio, nikelio ir kitais cheminiais elementais, kurių tūrio dalis ne didesnė kaip 3%, kad būtų padidintos elastinės, šiluminės ir liejimo savybės, nedarant įtakos lydinio atsparumui korozija ir įtrūkimai esant apkrovai. Lydinio stiprumas pasiekiamas sustiprinant jį disperguotais aliuminio oksido pluoštais (skersmuo ~ 1 μm), kurių tūrio dalis yra 20%. Apsauga nuo paviršiaus savaiminio užsidegimo užtikrinama pakeičiant trapią oksido plėvelę plastikine vario / žalvario danga (~ 5 μm storio), padengta elektrolizės būdu.
Gautas kermeto kompozitas priklauso kermetų klasei ir suformuojamas į galutinį produktą liejimo būdu, siekiant sutvirtinti armuojančius pluoštus išilgai pamušalo ašies. Stiprumo savybių anizotropija leidžia išsaugoti kompozicinės medžiagos atitiktį radialine kryptimi, kad būtų užtikrintas tvirtas įvorės sienelių kontaktas su kameros paviršiumi veikiant miltelių dujų slėgiui, kad būtų pašalintos pastarosios.
Įkloto antifrikcinės ir sugriebimo savybės užtikrinamos ant išorinio paviršiaus padengiant poliimido-grafito dangą (storis ~ 10 mikronų) su vienodo tūrio rišiklio ir užpildo dalimis, kurios gali atlaikyti 1 GPa kontaktinę apkrovą ir darbinę temperatūrą. 400 ° C temperatūroje, naudojama kaip vidaus degimo variklio stūmoklių danga.
Kermeto tankis yra 3,2 g / cm3, tempiamasis stipris ašine kryptimi: esant 20 ° C - 1250 MPa, esant 400 ° C - 410 MPa, tempiamasis stipris radialine kryptimi: esant 20 ° C - 210 MPa, esant 400 ° C - 70 MPa, tempimo pailgėjimas ašine kryptimi: esant 20 ° C - 1,5%, esant 400 ° C - 3%, tempimo pailgėjimas radialine kryptimi: esant 20 ° C - 25%, esant 400 ° C - 60 %, lydymosi temperatūra - 1100 ° C.
Plieno antifrikcinės dangos slydimo trinties koeficientas yra 0,05, kai kontaktinė apkrova yra 30 MPa ir didesnė.
Kermetinių įvorių gamybos technologinis procesas susideda iš mažiau operacijų (metalo maišymas su pluoštu, rankovių liejimas, karšti ratlankio ir kiaurymės grioveliai, žalvario dengimas, trinties neleidžianti danga), palyginti su operacijų skaičiumi. žalvarinių rankovių gamybos technologinis procesas (ruošinių liejimas, šaltas tempimas šešiuose posmuose, šalti ratlankio ir kaklo raukiniai).
Kasetės 5, 56x45 mm žalvarinės rankovės svoris yra 5 gramai, kermeto įvorės svoris - 2 gramai. Vieno gramo vario kaina yra 0,7 JAV cento, aliuminio - 0,2 JAV cento, disperguoto aliuminio oksido pluošto kaina yra 1,6 JAV cento, jų svoris įdėkle neviršija 0,4 gramo.
Daug žadanti kulka
Priėmus 6B45-1 ir ESAPI klasių armijos šarvuočius, į kuriuos neprasiskverbia rankinių šaulių ginklų kulkos su plienine šerdimi 10 ar daugiau metrų atstumu, planuojama pereiti prie kulkų naudojimo sukepinto volframo karbido (95%) ir kobalto miltelių (5%) lydinio šerdis, kurių savitasis svoris yra 15 g / cm3, nereikalaujant svėrimo su švinu ar bismutu.
Pagrindinė kulkų apvalkalo medžiaga yra tombakas, sudarytas iš 90% vario ir 10% cinko, kurio tankis yra 8,8 g / cm3, lydymosi temperatūra yra 950 ° C, tempiamasis stipris yra 440 MPa, gniuždymo jėga stipris yra 520 MPa. kietumas - 145 MPa, santykinis pailgėjimas - 3%, o plieno slydimo trinties koeficientas - 0,44.
Dėl to, kad pradinis kulkų greitis padidėjo iki 1000 ir daugiau metrų per sekundę, o ugnies greitis padidėjo iki 2000 ir daugiau šūvių per minutę (AN-94 ir HK G-11), tombakas nebeatitinka reikalavimų kulkų apvalkalui dėl didelio termoplastinio nusidėvėjimo angos dėl didelio vario lydinio slydimo ant plieno slydimo koeficiento. Kita vertus, yra žinomi artilerijos sviediniai, kurių konstrukcijoje variniai priekiniai diržai pakeičiami plastikiniais (poliesteriniais), kurių trinties koeficientas yra 0, 1. Tačiau plastiko darbinė temperatūra. diržai neviršija 200 ° C, tai yra pusė maksimalios šaulių ginklų statinių temperatūros iki jų deformacijos pradžios.
Todėl kaip perspektyvios kulkos su metaline šerdimi apvalkalą siūloma naudoti polimerinį kompozitą (storis ~ 0,5 mm), kuriame yra vienodo tūrio frakcijų PM-69 tipo polimido, ir koloidinį grafitą, kurio bendras tankis 1,5 g / cm3, tempiamasis stipris 90 MPa, atsparumas gniuždymui 230 MPa, kietumas 330 MPa, kontaktinė apkrova 350 MPa, maksimali darbinė temperatūra 400 ° C ir slydimo trinties koeficientas plienui 0,05.
Korpusas susidaro maišant poliimido oligomerą ir grafito daleles, išspaudžiant mišinį į formą su įterpta dalimi - kulkos šerdimi ir mišinio polimerizacija temperatūroje. Korpuso ir kulkos šerdies sukibimą užtikrina poliimido įsiskverbimas į akytą šerdies paviršių veikiant slėgiui ir temperatūrai.
Daug žadanti teleskopinė kasetė
Šiuo metu pažangiausias šaulių ginklų užtaiso formos koeficientas laikomas teleskopiniu, kai kulka įdedama į presuotą raketinio kuro tikrintuvą. Naudojant tankią tikrintuvą vietoj klasikinio grūdų krūvio su mažesniu tūriniu tanku, galima iki pusantro karto sutrumpinti užtaiso ilgį ir susijusius ginklo imtuvo matmenis.
Dėl šaulių ginklų modelių (G11 ir LSAT), naudojant teleskopines kasetes, perkrovimo mechanizmo (nuimamos statinės kameros) konstrukcijos, jų kulkos yra įleistos į raketų tikrintuvus po rankovės kraštais. Atviras antrinio raketinio kuro įkrovimo galas nuo nešvarumų ir drėgmės apsaugo plastikinį dangtelį, kuris tuo pačiu metu veikia kaip priekinis užsikimšėjas šaudant (blokuojant nuimamos kameros ir statinės jungtį po kulkos proveržio). Kaip parodė DM11 teleskopinių kasečių karinio eksploatavimo praktika, toks kasetės surinkimo būdas, kuris neuždeda kulkos pabrėžimo vamzdžio įėjime į kulką, sukelia kulkos iškraipymus, kai šaudoma. tikslumo praradimas.
Siekiant užtikrinti nurodytą teleskopinės kasetės veikimo seką, jos raketinis kuras yra padalintas į dvi dalis - santykinai mažo tankio (su didesniu degimo greičiu) pirminį krūvį, esantį tiesiai tarp kapsulės ir kulkos dugno, ir Santykinai didesnio tankio (mažesnio degimo greičio) antradienio krūvis, esantis koncentriškai aplink kulką. Po to, kai gruntas praduriamas, pirmiausia suaktyvinamas pirminis krūvis, įstumiant kulką į angą ir sukuriamas papildomas slėgis antriniam krūviui, kuris perkelia kulką į angą.
Kad antrinio krūvio tikrintuvas liktų kasetės viduje, atviro rankovės galo kraštai yra iš dalies susukti. Kulkos sulaikymas kasetėje atliekamas spaudžiant jį į antrinio krūvio bloką. Įdėjus kulką per visą ilgį į rankovės matmenis, sumažėja užtaiso ilgis, tačiau tuo pat metu susidaro tuščias rankovės tūris aplink kulkos angą, todėl padidėja kulkos skersmuo. kasetė.
Siekiant pašalinti šiuos trūkumus, siūlomas naujas teleskopinės kasetės išdėstymas, skirtas naudoti šaulių ginkluose su klasikine integruota vamzdžio kamera su bet kokio tipo perkrovimo mechanizmu (rankinis, dujinis variklis, kilnojamas vamzdis, pusiau laisvas užraktas ir kt.).) ir šaudymo būdas (su priekine arba galine paieška).
Siūlomoje kasetėje yra kulka, kuri ištiesia savo gaubtinę dalį už rankovės ir dėl to atsiremia į statinės kulkos įleidimo angą. Vietoj plastikinio dangtelio, atviras raketinio kuro įkrovos galas yra apsaugotas drėgmei atspariu laku, kuris sudeginamas. Tam tikrą siūlomos kasetės ilgio pailgėjimą, palyginti su žinomomis teleskopinėmis kasetėmis, kompensuoja jos skersmens sumažėjimas dėl to, kad įvorės viduje nėra užpildytų tūrių.
Apskritai, siūloma teleskopinė kasetė ketvirtadaliu padidins pėstininkų nešiojamųjų šaudmenų kasečių skaičių, taip pat sumažins medžiagų suvartojimą, darbo intensyvumą ir užtaisų dėklų gamybos sąnaudas.
