Pirmā pasaules kara laikā kaujinieki sāka izmantot kājnieku personīgo bruņu aizsardzību tērauda ķiveru un ķiršu veidā, kuras noteiktā attālumā nevarēja iekļūt ar zema ātruma kājnieku ieroču lodēm. Šobrīd SIBZ ar bora karbīda kompozītplāksnēm, kuru biezums ir 9 mm, nevar iekļūt ar bruņām caururbjošām lodēm ar tērauda serdi, kuras kalibrs ir 5, 45x39 mm, 5, 56x45 mm, 7, 62x39 mm, 7, 62x51 mm un 7, 62x54 mm mazāk nekā 100 metru attālumā …
Lai pārvarētu šo šķērsli, bruņu caururbjošās kājnieku ieroči aizvien biežāk izmanto serdi, kas izgatavota no volframa karbīda un VK8 tipa kobalta sakausējuma ar graudu izmēru, kas mazāks par 1 μm, bet kura gala stiprums saliekumā ir 2 GPa, saspiežot 4 GPa pie cietības HRA 85 vienībām. Vēl daudzsološāks ir volframa tipa VNZh97 metāla sakausējums pēc analoģijas ar bruņas caurdurošo artilērijas šāviņu serdeņiem. Tomēr SIBZ plāksnēm ir arī rezerve pretestības palielināšanai, gan palielinot bora karbīda procentuālo sastāvu kompozīcijā, gan pēc plākšņu biezuma (ņemot vērā tendenci pāriet uz pasīvo eksoskeletu izmantošanu kā kājnieku aprīkojuma)..
Turklāt klasiskā ogival apvalka lode ir ārkārtīgi neefektīva bruņu caurduršanas serdes nesēja, jo tai ir jāizmanto svina jaka, lai izietu caur stobra šauteni, neiznīcinot to, saskaroties ar serdes cieto sakausējumu. Tā rezultātā paša serdeņa masa tiek samazināta līdz minimumam. Piemēram, 5N, 45x39 mm kalibra patronas 7N24M lode ar bimetāla apvalku, svina apvalku un bruņām caurdurošu serdi, kas izgatavota no sakausējuma VK8, sver 4,1 gramus, no kuriem serdes svars ir tikai 1,8 grami. Turklāt, saduroties ar SIBZ plāksni, daļa lodes kinētiskās enerģijas tiek tērēta, lai sasmalcinātu bimetāla apvalku, caurdurtu to ar bruņām caurdurošo serdi un nojauktu svina apvalku.
Efektīvāka metode kājnieku ieroču lodes bruņu iespiešanās palielināšanai ir palielināt to sākotnējo ātrumu un samazināt šķērsgriezuma laukumu. Pirmais pasākums palielina lodes kinētisko enerģiju, otrais palielina īpatnējo slodzi lodes saskares plāksterī ar šķērsli. Lodes ātrumu ierobežo maksimālais pulverveida gāzu spiediens mucā, kas šobrīd sasniedz 4500 atmosfēras un to nosaka stobra tērauda izturība. Šis ierobežojums tiek pārvarēts, samazinot lodes masu un diametru, vienlaikus saglabājot tādu pašu urbuma diametru - t.i. pārejot uz apakškalibra lodēm. Lai vadītu apakškalibra lodi urbumā, tiek izmantotas izstrādātas vadošās jostas uz serdes virsmas vai polimēra paletes, kuras materiāla blīvums ir 9–11 reizes mazāks nekā misiņa vai svina blīvums.
Pirmais konstruktīvais risinājums šajā jomā ir vācieša Harolda Gerliha lode, kas izstrādāta 20. gadsimta pirmajā trešdaļā un aprīkota ar divām vadošajām koniskajām siksnām. Lode lidojuma laikā tika stabilizēta ar rotācijas palīdzību, šautenes stobram bija mainīgs diametrs, kas sašaurinājās līdz galam, kas ļāva panākt vienmērīgāku un lielāku efektivitāti pulverveida gāzu enerģijas izmantošanā. Tā rezultātā 6,5 gramus smaga lode paātrinājās līdz 1600 m / s ātrumam un 60 mm attālumā iedūra 12 mm biezu tērauda plāksni. Tomēr mainīga diametra vītņstobra ražošana bija pārāk dārga, un šaušanas precizitāte ar lodēm ar priekšējām jostām, kas tika saburzītas šaušanas laikā, atstāja daudz vēlamo.
Otrs dizaina risinājums apakškalibra ložu jomā ir amerikāņu kompānijas AAI attīstība, kuru vada tās vadītājs Irvins Bārs, kurš 1952. gadā izstrādāja 12 gabarītu šautenes patronu, kas aprīkota ar 32 bultiņas formas trieciena elementiem, kas ievietoti traukā. -stumšanas palete. Testi ir parādījuši, ka bultu formas lodēm ir liels kaitējums, taču tām ir zema šaušanas precizitāte, jo nav iespējams nodrošināt noteiktu lodes lidojuma virzienu pēc to grupas iziešanas no stobra.
Turpinājās iniciatīvas darbs ASV armijas SALVO pētniecības programmas ietvaros. AAI ir izstrādājusi vienas lodes patronu XM110 kalibrs 5, 6x53 mm ar lielu pagarinājuma uzmavu, kas aprīkota ar tērauda bultas formas apakškalibra lodi ar diametru 1, 8 mm un kalibra asti. Kā vadošā ierīce tika izmantota vilkšanas panna, kas izgatavota no magnija sakausējuma, kuru pēc lodes iziešanas no mucas sagrieza daļās ar uzpurņa stiprinājumu. Šaušana tika veikta no kājnieku ieročiem ar gludu stobru, lodes stabilizāciju lidojumā nodrošināja astes vienība. Aerodinamiskie slīpumi uz pacelšanas plaknēm nosaka nelielu ložu griešanās leņķisko ātrumu, lai vidēji novērtētu ietekmi uz ražošanas defektu lidojuma taisnumu.
Eksperimentu laikā tika izstrādāta uzlabota 5. kārtridža versija 77x57V XM645, kurā tika izmantota salikta četru segmentu vilkšanas panna, kas izgatavota no stikla šķiedras ar teflona pārklājumu, berzes spēku dēļ turēta pie lodes mucā un sadalījusies segmentos. gaisa spiediena ietekme pēc tam, kad lode tika izmesta no mucas. Kārtridža garums bija 63 mm, bultiņas formas lodes garums bija 57 mm, lodes svars bija 0,74 grami, palete bija 0,6 grami, lodes purna ātrums bija 1400 m / s
Tomēr, cenšoties nodrošināt vislielāko lodes pagarinājumu, AAI bija jāpagarina kārtridža korpuss, kas negatīvi ietekmēja pārkraušanas mehānisma uzticamību augstās berzes dēļ kamerā, kā arī palielināja izmēru kājnieku ieroču uztvērēja svars.
Tāpēc nākamajā ASV armijas programmā, ko sauca par SPIW, līderis bija patrona 5, 6x44 XM144, ko izstrādāja Frenforta arsenāls zema impulsa kārtridža 5, 56x45 mm formā. Uzlabotajai XM216 SFR kārtridža versijai bija standarta uzmava, kasetnes garums bija 49,7 mm, bultiņas formas lodes garums bija 45 mm, lodes svars bija 0,65 grami, paletes svars bija 0,15 gramus, lodes purnas ātrums bija 1400 m / s
Eksperimentālā šaušana, kas tika veikta SALVO un SPIW programmu ietvaros, izmantojot apakškalibra bultu formas īpaši mazas masas lodes, atklāja šādu lodes liktenīgos trūkumus-palielinātu sānu novirzi vēja ietekmē un ievērojamu novirzi no noteiktās trajektorijas, kad šaušana lietū.
Padomju Savienībā pirmā patrona 7, 62 / 3x54 mm ar apakškalibra bultu formas lodi tika izstrādāta Dmitrija Širiajeva vadībā 1960. gadu sākumā NII-61 (nākotnes TsNIITOCHMASH). Bultas formas lode atšķīrās no amerikāņu kolēģiem ar lielāku masu, zemāku izstiepšanos (3x51 mm), sašaurinājuma trūkumu astes zonā un, pats galvenais, paletes un lodes savienošanas metodi ar ķemmes palīdzību. uzklāts uz bultiņas vārpstas. Šis risinājums ļāva nodrošināt nepieciešamo saķeri ar lielāku vilces spēku no paletes sāniem, lai virzītu lodi ar daudzkārtīgu masu nekā tās amerikāņu kolēģi
Divu sekciju palete bija izgatavota no alumīnija sakausējuma, tādēļ, izlidojot atsevišķi pēc mucas atstāšanas, tā radīja zināmas briesmas kaimiņu šāvējiem. Turklāt alumīnijs intensīvi pielīp pie mucas urbuma virsmas, kas prasīja mucas ķīmisko tīrīšanu ik pēc 100-200 šāvieniem. Bet bultu formas lodes visnegatīvākā īpašība izrādījās to zemā nāvējošā ietekme uz darbaspēku-ātrgaitas lodes lieliski sadursta bruņas un, tāpat kā adatas, izgāja cauri mīkstajiem audiem, neradot trieciena ūdens āmuru un neveidojot brūces kanālu ar lielu diametru.
Saistībā ar šiem apstākļiem 1965. gadā Vladislava Dvorjaninova vadībā tika uzsākta jaunas 10/4, 5x54 mm kalibra patronas izstrāde ar modificēta dizaina bultas formas lodi, kuras svars palielinājās līdz 4,5 gramiem. Izstrādes laikā tika izmantots polimēru materiāls, lai izgatavotu paleti, kas nepiesārņo mucas urbumu šāviena laikā, vārpstas astes sašaurināšanās (kā amerikāņu kolēģiem), lai palielinātu ballistisko koeficientu, un šķērsgriezums vārpsta tika izveidota ķemmes rajonā un plakana uz ložu punkta ar mērķi attiecīgi konstruktīvi vājināt lodi, lai tā sadalītos divās daļās un apgāztu lodi mīksto audu iekļūšanas procesā
Šie tehniskie risinājumi ļāva palielināt bultu formas lodīšu nāvējošo efektu, bet vienlaikus samazināja kājnieku personīgās bruņu aizsardzības iespiešanās pakāpi, jo lode, kas iet cauri cietai barjerai, arī izjūt lieces spriedzi (pieaugot ar lodes un šķēršļa satikšanās leņķa palielināšanās), kas noved pie ložu vārpstas iznīcināšanas, divreiz novājināta (ar ķemmi un griezumu) viskritiskākajā sadaļā, tieši blakus punktam. Nāvējošās darbības ieguvums un iekļūšanas darbības zaudējums neļāva pieņemt apakškalibra bultu formas lodes, kuras projektēja Dvoryaninov et al.
Pētot plūsmas procesu ap dažādiem ķermeņiem vēja tunelī ar virsskaņas gaisa plūsmu, atklājās, ka jebkura dizaina bultu formas lodēm ir neoptimāla aerodinamiskā forma-tās rada piecas triecienviļņu frontes:
- galva priekšā;
- priekšpuse punkta pārejas punktā uz vārpstu;
- priekšpusē astes priekšējās malās;
- priekšpusē astes aizmugurējās malās;
- priekšpuse vārpstas astes savilkšanās vietā.
Salīdzinājumam, ogival formas kalibra lode virsskaņas ātrumā rada tikai trīs triecienviļņu frontes:
- galva priekšā;
- priekšpuse gala pārejas vietā cilindriskajā daļā;
- astes priekšpuse.
No virsskaņas lidojuma aerodinamikas viedokļa visoptimālākā ir lodes koniskā forma bez ģenerējošās virsmas lūzuma un bez astes, kas rada tikai divas triecienviļņa frontes: galvu un asti. Šajā gadījumā konusveida lodes galvas priekšpuses atvēršanās leņķis ir vairākas reizes mazāks nekā izvilktās lodes galvas priekšpuses atvēršanas leņķis, jo pirmās malas atvēršanas leņķis ir mazāks nekā šāviņa atvēršanas leņķis. otrais konuss. Turklāt bultiņas formas lode, kas izšauta no gludas mucas un atritināta lidojuma laikā (lai kompensētu ražošanas defektus) astes slīpumu dēļ, atšķiras arī ar palielinātu bremzēšanu kinētiskās daļas izvēles dēļ. enerģija lodes atritināšanai.
Saistībā ar norādītajiem bultu formas lodīšu trūkumiem tiek piedāvāta novatoriska kasetne ar nosaukumu "Šķēps" / SPEAR, kas aprīkota ar apakškalibra konisku lodi ar stumšanas pannu, kurai nav nepieciešama ķemme uz ložu korpusa.. Kārtridžs ir izgatavots teleskopiskā formā, lai samazinātu iepakojuma tilpumu, ko nosaka tikai tās uzmavas garums un lielākais diametrs. Kārtridžs ir paredzēts kā munīcija kājnieku ieročiem, kas aprīkoti ar stobru ar ovālu skrūvju urbumu un ir urbti kā Lankasters, lai savērptu lodi stobra urbuma izlaišanas procesā. Lode lidojuma laikā saglabā stabilitāti gan žiroskopiskā momenta dēļ, gan smaguma centra pārvietošanās uz priekšu attiecībā pret aerodinamiskā spiediena centru, veidojot iekšējo dobumu lodes astē.
Koniskajai lodei, kas izšauta no Lankasteres stobra, ir uzlabots ballistiskais koeficients salīdzinājumā gan ar ogle, gan bultiņas lodēm šādu iemeslu dēļ:
- mazākais triecienviļņu fronšu skaits, kas rodas virsskaņas lidojuma laikā;
- nezaudē kinētisko enerģiju ložu vērpšanai ienākošās gaisa plūsmas dēļ.
Koniskajai lodei ar iekšējo dobumu astes daļā ir arī paaugstināta iespiešanās spēja - izejot cauri cietai barjerai, astes daļa tiek saburzīta uz iekšu un konusa pamatnes diametrs samazinās līdz lodes diametram dobuma sākuma sadaļa. Lodes šķērsvirziena slodze ir gandrīz divkāršojusies. Šajā gadījumā lodes saglabātās koniskās virsmas asums saglabājas lielāks nekā vienāda garuma ogive vai bultas formas lodei. Tas, ka nav ķemmes un šķērsgriezumu uz koniskās lodes virsmas, vēl vairāk palielina tās iespiešanos, salīdzinot ar bultiņas formas lodi, ko izstrādājuši Dvoryaninov et al.
Tajā pašā laikā konusveida lodei ar iekšējo dobumu astes daļā ir augsts nāvējošs efekts, jo:
- tas ir uz stabilitātes robežas, pateicoties Lankasteras urbuma skrūves vītnes maigajam solim;
- pēc bruņu barjeras izlaušanas tās stabilitāte samazinās, saspiežot astes daļu un spiediena centru pārvietojot ārpus smaguma centra.
Kinētiskās enerģijas zudums, izlaužot bruņu barjeru konusveida lodē ar iekšējo dobumu, ir bultveida un ogival lodes līmenī: pirmajā enerģija tiek tērēta ķermeņa saspiešanai dobuma zonā., otrajā - par astes vienības sagriešanu, trešajā - čaumalas un krekla sasmalcināšanu un saplēšanu no serdes.
Koniskās lodes korpuss funkcionāli atbilst apvalkotās lodes kodolam, nav svina apvalka, no smaga un dārga misiņa izgatavota apvalka vietā tiek izmantota palete no vieglas un lētas plastmasas. No otras puses, koniska lode visracionālāk izmanto sava konstrukcijas materiāla stiprības īpašības, salīdzinot ar bultiņas formas lodi, kas ir mākslīgi novājināta ķemmes un šķērsgriezuma vietā. Tāpēc konusveida lodes masu var ievērojami samazināt, salīdzinot ar ogivalu un bultu formas lodi ar vienādu iespiešanos. Tas ļauj ekonomiski pamatoti izvēlēties konusveida lodes konstrukcijas materiālu par labu volframa metāla sakausējumam, kuram ir vislielākais blīvums.
Tā kā teleskopiskās kasetnes iekšējais tilpums ir ierobežots, tiek ierosināts izmantot propelenta lādiņu presēta pulvera pārbaudītāja veidā, pievienojot kristāliskas HMX granulas (kuru izmērs ir mazāks par sprāgstvielas detonācijas kritisko diametru)), lai nodrošinātu paredzēto lādiņa degšanas ātrumu izvēlētajam kājnieku ieroču stobra garumam. Lai samazinātu kasetnes kā uzmavas strukturālā materiāla kopējo svaru, tiek piedāvāts izmantot alumīnija un alumīnija oksīda šķiedru šķiedru sakausējumu, kas aizsargāts ar cinkotu misiņa pārklājumu un antifrikcijas polimēru pārklājumu ar grafīta pildījumu, aprakstīts rakstā "Daudzsološas patronas šautenes ieročiem" ("Militārais apskats", datēts ar 2017. gada 9. decembri).
Šajā tabulā ir sniegts dažādu veidu patronu un kājnieku ieroču lodes salīdzinošs novērtējums:
Kā redzams no tabulas, "Spear" / SPEAR kārtridžs ir līderis minimālā iepakojuma tilpuma, garuma un svara, kā arī lodes sānu slodzes ziņā. Lodes, pannas un pulvera gāzu kopējais atsitiena impulss ir aptuveni par 1/3 lielāks nekā kopējais lodes un pulvera gāzu atsitiena impulss 5, 45x39 mm, bet pirmās purnas enerģija tiek pārsniegta par 1/7 salīdzinot ar otro.
Turklāt, izšaujot lodi polimēra paletē no mucas ar urbtu ovālu skrūvi, praktiski nav mucas urbuma termoplastiskā nodiluma, jo nav rievu. Šajā sakarā lodes sākotnējā ātruma palielināšana vairāk nekā 1,5 reizes neietekmēs kājnieku ieroču resursus. Turklāt nenogurdināms šāviens rada rezervi ugunsgrēka ātruma palielināšanai fiksētos pārrāvumos līdz līmenim 2000-3000 šāvienu minūtē, ko pēc Abakanas rezultātiem ieteica Krievijas Federācijas Aizsardzības ministrijas GRAU komisija. konkurenci, lai palielinātu automātiskās šaušanas precizitāti no neērtām pozīcijām.
Papildus kājnieku ieroču munīcijai "Spear" / SPEAR patronu var izmantot kā munīciju medību ieročiem ar IZH-27 tipa Lancaster mucām, izmantojot standarta plastmasas uzmavas, kas pildītas ar noslīpētām konusveida lodēm, kas izgatavotas no tērauda vai misiņa segmentētā paliktnī. no formētas termoplastmasas. Saglabājot ieroča atsitienu parastā 12 gabarītu šāviena šaušanas līmenī, apakškalibra lode, kas sver 9 gramus, 70 cm mucā paātrinās līdz 900 m / s ātrumam, kas atbilst ieroča īpatnībām. Mosin trīs līniju šautene.
Dažādu veidu konisku lodīšu ģeometriskie raksturlielumi (garums, konusa atvēršanās leņķis, galvas gala apaļuma / divkāršuma pakāpe, kontakta laukuma klātbūtne uz gala bruņu barjeras saspiešanai vai plaša dobuma, lai nogalinātu lielu dzīvnieku, astes dobuma sienu dziļumu un biezumu), ņemot vērā norādītos lidojuma ātrumus un trāpāmos mērķus, var noteikt, pamatojoties uz lodes pārejas imitāciju gaisā, želejā vai cietā vidē, izmantojot vietējo programmatūras produktu FlowVision.
