Бессвинцовая пуля

009142 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к бессвинцовой малокалиберной пуле с оболочкой. Предшествующий уровень техники Такие боеприпасы известны в различных исполнениях. Их можно подразделить на боеприпасы с сердечниками из стали, боеприпасы с сердечниками из твердого спеченного материала и боеприпасы с добавками к твердому сердечнику в виде свинца, алюминия и/или воздуха. Общим элементом для этих известных на рынке боеприпасов является стальная оболочка, обычно полностью закрывающая пулю,т.е. плакированная стальная оболочка или оболочка из медно-цинкового сплава (томпаковая оболочка). При этом оболочка заключает в себе один или несколько сердечников и других сред, охватывая их, по меньшей мере, водонепроницаемым образом. Из патентного документа ЕР-А 2-0106411 известны малокалиберная пуля и способ ее изготовления. Соответствующим образом оптимизированные пули предназначены, главным образом, для боевого пехотного оружия и имеют хорошие аэродинамические свойства. Однако эти боеприпасы не обладают требуемой для снайпера высокой баллистической конечной энергией, необходимой для пробивания брони. Другим недостатком является большое процентное содержание свинца (98% Pb + 2% Sn) в сердечнике,который в составе как учебных, так и боевых боеприпасов вредно влияет на окружающую среду и поэтому сегодня нежелателен, а в отдельных странах даже запрещен. Пуля в оболочке (WO 99/10703) с повышенной пробивной способностью и точностью боя имеет твердый сердечник из карбида вольфрама, а в качестве дополнительной среды мягкий сердечник из свинца (Pb/Sn 60/40), которые удерживаются с прессовой посадкой газонепроницаемым образом в оболочке с помощью латунной шайбы. Это препятствует выходу тяжелых металлов и/или испарению при выстреле, однако, токсическое действие все еще имеет место в районе цели. Кроме того, изготовление такой пули трудоемко и для массового применения (пехотные боеприпасы) слишком дорого. Другая пуля в оболочке для пистолетов калибром 9 мм имеется в продаже под названием SWISS PThun/Швейцария). Эта пуля состоит из двух вставленных друг в друга гильз, причем внутренняя гильза,сзади замкнутая, а сверху открытая, ограничивает с наружной гильзой большой воздушный объем. Однако пуля рассчитана только на мягкие цели и при этом оставляет гладкие пробоины. Эту пулю можно изготовлять без свинца. Из патентного документа DE-A1-10710113 известна пуля в оболочке калибром до 15 мм с оживальной или конусообразной передней частью, цилиндрической средней частью и конусообразно вытянутой задней частью. Пластичная металлическая оболочка охватывает заостренный твердый сердечник из закаленной стали или спеченных металлических порошков, который более или менее свободно поддерживается держателем из пластичного металла или синтетического материала в форме башмака или котелка. Сердечник линейно соприкасается с оболочкой только в зоне своего образующего угол заплечика. Эта пуля обладает хорошим пробивным действием при стрельбе по бронированной цели, но ее точность попадания значительно хуже. В особенности при наклонном ударе о мишень передняя часть оболочки пули раскалывается и деформируется, выдавливая при этом твердый сердечник из его первоначально симметричного осевого положения, что в результате увеличения эффективного сечения, по меньшей мере, снижает пробивную способность или даже приводит к рикошету. Кроме того, изготовление пули трудоемко и вследствие более или менее свободной опоры твердого сердечника не может быть выполнено с большой точностью. Сущность изобретения Задача изобретения заключается в создании малокалиберной пули (малый калибр - это калибр до 0,5 дюйма), пригодной для твердых целей, которая была бы экономична в изготовлении, обладала бы большой пробивной силой и точностью попадания и не высвобождала бы ни при выстреле, ни в районе цели тяжелых металлов. Предлагаемая пуля не должна содержать свинца, в частности, в сердечнике. Кроме того, оболочка пули не должна разлетаться на мелкие куски даже при ударе о твердую мишень. Пуля по п.1 формулы изобретения проста в изготовлении и при попадании в твердую мишень (лист металла и т.п.) передает почти всю кинетическую энергию твердому сердечнику, который пробивает мишень. При этом масса на 100% сохраняется, а на пулевом отверстии образуется грибовидный воротник из томпаковой оболочки, масса которого соответствует исходной массе оболочки. Этим доказывается, что никакие тяжелые металлы и/или пары металлов не выделяются. То же самое относится к объекту изобретения по п.2. Несмотря на отсутствие твердого сердечника,полностью заполняющего поперечное сечение, пуля характеризуется высокой конечной баллистической мощностью, а при практических испытаниях разложение пули на фрагменты в области цели также не было замечено. В зависимых пунктах охарактеризованы предпочтительные варианты изобретения. В баллистическом отношении особенно выгодна пуля оживальной формы с воздушным промежутком согласно п.3. Оказалось, что необходимое вдавливание твердого сердечника может происходить точно и со сравнительно небольшими усилиями. Кроме того, передача импульса сердечника после короткого пути смещения обеспечивает проникновение оболочки с меньшими потерями энергии.-1 009142 Вариант по п.4 очень выгоден для центральной передачи импульса от сердечника оболочки к твердому сердечнику. Поведение пули в полете определяется положением центра масс, п.5. Центр масс можно оптимизировать за счет конструктивного выполнения и выбора размеров твердого сердечника и, в особенности, за счет полости (расточки) в сердечнике оболочки. Для твердого сердечника очень подходит легированная инструментальная сталь. Она легко поддается обработке обычными средствами, п.6. Очень экономичным и в то же время предпочтительным в отношении плотности, соединения и теплового расширения оказалось использование идентичных материалов для наружной оболочки и сердечника оболочки по п.7. В варианте по п.8 улучшено соединение с гильзой патрона и упрощена сборка. Охарактеризованное в п.9 утолщение оболочки в ее передней части уменьшает рикошет при обстреле твердых целей под углом и также служит для оптимизации положения центра масс. Описанные выше модификации пули особенно подходят для перечисленных в п.10 калибров и типов пуль. При выборе материалов, указанных в формуле, обеспечивается выполнение актуального требования, чтобы пули не содержали свинца, п.11. Можно отказаться и от обычно применяемого в известных пулях заполнителя из тяжелого металла, так как оптимальное положение центра масс можно обеспечить за счет выбора размеров отдельных компонентов и за счет пустот. Перечень фигур чертежей Ниже изобретение описывается на примерах осуществления со ссылкой на чертежи, где: фиг. 1 представляет пулю в соответствии с изобретением, установленную в известную патронную гильзу; фиг. 2 представляет в разрезе предпочтительный вариант пули по фиг. 1; фиг. 3 представляет в разрезе альтернативный вариант бессвинцовой пули; фиг. 4 а представляет известную из уровня техники пулю при попадании в цель; фиг. 4b представляет пулю по фиг. 2 при попадании в цель; фиг. 4 с представляет пулю по фиг. 3 при попадании в цель. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения На фиг. 1 острие пули 100 обозначено цифрой 1. По окружности сужения 6 в пулю вдавлена закатка 21, являющаяся частью известного патрона 20. В патроне 20 находится обычное взрывчатое вещество 24,которое служит метательным зарядом для пули 100. В днище 22 патрона 20 вставлен ударный взрыватель 23 (SINTOX, товарный знак фирмы RUAG Ammotec GmbH, Frth, DE). Пуля 100, предпочтительно обладающая вращательной симметрией, изображена в увеличенном виде в разрезе на фиг. 2. Собственно острие 1 фиктивно, в действительности имеет место острие в форме шарового сегмента 2. Внутри пули 100 находится небольшой воздушный промежуток 3, образованный благодаря различию радиусов между твердым сердечником 4 и наружной оболочкой 5. К твердому сердечнику 4 примыкает с геометрическим замыканием сердечник 8 оболочки, имеющий центральную полость 10 в виде глухого отверстия. В верхней части полости 10 находится центр масс 7 пули. Над ним расположен наружный кольцевой паз в виде сужения 6, который здесь изображен как диаметр; фиг. 1. В задней части оболочка 5 конусообразно сужается и заканчивается уступом под углом =30. Этот уступ переходит в концевую закатку 9, удерживая с прессовой посадкой оба сердечника 4 и 8. Обозначенный буквой K диаметр пули 100, калибр, равен в данном случае 5,56 мм, его тип SS 109. Диаметр сужения 6 равен 5,45 мм. Твердый сердечник 4 весит 4 г, состоит из закаленной инструментальной стали (материал по DIN 1.5511) и после науглероживания (глубина проникновения = 0,3-0,5 мм) фосфатируется. Твердость поверхностного слоя составляет 570 HV1. В данном примере твердый сердечник 4 имеет нижнее конусообразное острие 90, которое с геометрическим замыканием входит в соответствующее раззенкованное (цекованное) отверстие в верхней части сердечника 8 оболочки. Эту конфигурацию можно произвольно варьировать, но предпочтительна аналогичная форма с центральным, центрирующим действием, благодаря чему облегчается вставка или запрессовка сердечников и обеспечивается вращательная симметрия пули. Зарекомендовал себя также твердый сердечник 4 из томпака; он удивительным образом создает аналогичный баллистический эффект. Пули можно дешево изготовлять на обычных производственных установках, преимущественно посредством глубокой вытяжки и штамповки. Твердый сердечник можно изготовлять из других материалов, например из спеченных материалов,таких как карбид вольфрама. Оболочка пули также, в принципе, может изготовляться из других материалов, пластичность которых близка к пластичности томпака. И сердечник оболочки может состоять издругих материалов, обладающих аналогичной или большей плотностью. Однако при любых сплавах необходимо обеспечить, чтобы не происходило выделения тяжелых металлов ни при выстреле, ни в области цели. На фиг. 3 изображен вариант вышеописанной пули, причем совпадающие функциональные части обозначены одинаковыми позициями.-2 009142 В отличие от пули по фиг. 2, здесь отсутствует твердый сердечник. Единственный сердечник 8' оболочки заполняет то пространство, которое на фиг. 2 занимал твердый сердечник 4. Соответствующая полость 10' укорочена по сравнению с полостью 10 и имеет меньший диаметр. Благодаря этому увеличилась общая масса всей пули 100', так что возле цели достигается приблизительно такой же конечный баллистический эффект. С передней стороны полость 10' сужена и, по меньшей мере, почти закрыта, так что вместе с передней частью наружной оболочки 5 при ударе о цель образуется компактный наконечник. Результаты измерений, теоретические выкладки и сравнение с другими известными из уровня техники пулями показывают для обоих вариантов на удивление хорошие результаты. Наличие полостей 10 и 10' обеспечивает возможность поперечного сжатия пули в стволе винтовки,что в случае массивных пуль приводит к уменьшению износа (истирания), в особенности в нарезах канала ствола. Одновременно скорость v0 пуль 100 и 100' возле дульного среза выше, чем у пуль, не имеющих полости 10, 10'. Благодаря низкому коэффициенту сопротивления сw предлагаемой изобретением пули 5,56 мм (типаSS109) на расстоянии полета 570 м (мишень НАТО) пуля еще сохраняла скорость удара 470 м/с, а используемая стальная пластина Stanag 4172 толщиной 3,5 мм, HRB 55-70 (400 Н/мм 2) была полностью пробита насквозь. Точная стабилизация вращением положительно влияет на стабильность и воспроизводимость траектории пули даже при боковом ветре. В результате удачного выбора материала и высокой скорости в момент выстрела кинетическая энергия также выше, чем у сравнимых пуль, как показали испытания. Изобретение позволяет повысить точность боя обычного оружия. Так, например, все пули, выпущенные при стрельбе очередью на дистанции 25 м, легли в круг рассеивания диаметром 50 мм. При стрельбе на дистанции 300 м было зафиксировано стандартное отклонение sA 35 мм. На практике это означает, что из 20 выпущенных пуль 18 легли в круг диаметром 110 мм; только 2 пули отклонились от центра мишени приблизительно на 80 мм. Опыты с обстрелом мыла показали также полное соответствие требованиям CICR (Международный комитет Красного креста) в отношении баллистики ранений, в отличие от многочисленных других пуль,известных из уровня техники. На фиг. 4 а изображена обычная пуля 200 с твердым сердечником перед ударом и в момент удара в мишень Z (сталь). Стальная оболочка 50 разлетается на куски в области мишени Z, твердый сердечник 40, состоящий из вольфрама или стали, пробивает мишень Z, тогда как следующий за ним свинцовый сердечник 30 вследствие большой кинетической энергии при ударе частично сжижается, а частично даже испаряется путем возгонки. Это видно по облаку пара 30', которое после конденсации оставляет на мишени следы свинца. В пуле 200 происходит сочетание упругого и пластичного ударов с большой работой деформации(разлет материала во все стороны). Раздробленный возле мишени Z и еще обнаруживаемый материал пули 200 уже не соответствует своему первоначальному весу в области дульного среза. Напротив, у пули 100, фиг. 4b, масса сохраняется и возле мишени Z. При этом твердый сердечник 4(стальной или томпаковый) также пробивает мишень Z. Наружная оболочка 5 грибовидно деформируется на мишени Z в деформированную оболочку 5' и передает почти 100% кинетической энергии через свой также пластичный сердечник 8 твердому сердечнику 4. Разложения материала не происходит ни в оболочке 5, ни в сердечнике 8 оболочки. Направление импульса сохраняется. Аналогичную картину видим на фиг. 4 с, где модифицированная по сравнению с фиг. 4b пуля 100' сминается на мишени Z и проникает в мишень расплющенным острием 1'. Направление импульса также сохраняется, сердечник 8' смещается при ударе в воздушный промежуток 3, уплотняется и расплющивается, как показано позицией 8". Для обозначения элементов использованы следующие позиции: 1 - острие (фиктивное), 1' - расплющенное острие, 2 - шаровой сегмент, 3 - воздушный промежуток (полость), 4 - твердый сердечник(диаметр), 7 - центр масс, 8 - сердечник оболочки, 8' - сердечник оболочки, 8" - расплющенный сердечник 8', 9 - закатка на оболочке 5, 10 - полость сердечника 8, 10' - полость сердечника 8', 20 - патронная гильза (патрон), 21 - закатка гильзы 20, 22 - днище гильзы 20, 23 - ударный взрыватель, 24 - взрывчатое вещество, 30 - свинцовый сердечник, 30' - облако свинцового пара, 40 - твердый сердечник (вольфрам,сталь), 40' - пары свинца, 50 - стальная оболочка, 100 - пуля, 100' - пуля, 200 - известная пуля, K - калибр,Z - мишень (стальная плита),- угол. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Малокалиберная пуля (100) с оживальной или конусообразной передней частью, цилиндрической средней частью и конусообразно вытянутой задней частью, содержащая наружную оболочку (5) из медно-цинкового сплава, заключающую в себе полость (3); твердый сердечник (4) из стали или спеченного материала, вдвинутый к вершине указанной полости; сердечник (8) оболочки из медно-цинкового сплава, примыкающий к твердому сердечнику (4) с геометрическим замыканием и снабженный цилиндрической полостью (10), которая открыта с передней стороны, причем открытая сторона полости (10) имеет-3 009142 конический торец и прилегает к твердому сердечнику (4) с силовым замыканием указанного твердого сердечника с торца, при этом сердечник (8) оболочки по всей длине своего периметра находится в контакте, по меньшей мере, с задней частью оболочки (5) и удерживается с прессовой посадкой. 2. Малокалиберная пуля (100') с оживальной или конусообразной передней частью, цилиндрической средней частью и конусообразно вытянутой задней частью, содержащая наружную оболочку (5) из медно-цинкового сплава, заключающую в себе полость (3), причем полость оболочки (5) содержит только сердечник (8') оболочки с полостью (10'), при этом полость (10') имеет сужающуюся на передней стороне щель, внутренние краевые участки которой, по меньшей мере, частично соприкасаются друг с другом, а сердечник (8) оболочки по всей длине своего периметра находится в контакте с оболочкой (5) и удерживается с прессовой посадкой. 3. Малокалиберная пуля по п.1, отличающаяся тем, что вершина передней части, имеющей оживальную форму, выполнена, по меньшей мере, по существу, в виде шарового сегмента, причем цилиндрическая полость на своем переднем внутреннем участке имеет форму шарового сегмента, вершина твердого сердечника (4) также имеет форму шарового сегмента, при этом радиус шарового сегмента полости больше радиуса вершины твердого сердечника, так что в вершине полости оболочки остается воздушный промежуток (3). 4. Малокалиберная пуля по п.3, отличающаяся тем, что задняя часть твердого сердечника (4) имеет форму конуса, а вершина конуса выступает в полость (10) сердечника (8). 5. Малокалиберная пуля по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что центр масс (7) пули расположен на продольной оси в области полости (10) сердечника (8) оболочки. 6. Малокалиберная пуля по п.1 или 3, отличающаяся тем, что твердый сердечник (4) выполнен из легированной инструментальной стали или спеченного материала высокой плотности, например из карбида вольфрама. 7. Малокалиберная пуля по п.1 или 2, отличающаяся тем, что наружная оболочка (5) и сердечник(8) оболочки выполнены из идентичного медно-цинкового сплава. 8. Малокалиберная пуля по одному из пп.1, 2, 5, отличающаяся тем, что наружная оболочка (5) имеет сужение по периметру окружности, на которое отбортован передний конец (21) патронной гильзы(20). 9. Малокалиберная пуля по п.3, отличающаяся тем, что оболочка (5) в передней части имеет толщину, по меньшей мере, вдвое превышающую ее толщину в цилиндрической и задней частях. 10. Малокалиберная пуля по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она имеет калибр 5,56 мм (0,223 или 0,224 дюйма). 11. Малокалиберная пуля по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она выполнена бессвинцовой.