Šobrīd pasaules vadošās armijas ir sākušas īstenot programmas jaunu kājnieku ieroču veidu izstrādei (Ratnik Krievijā un NGSAR ASV). Kā liecina vairāk nekā gadsimta pieredze vienotu patronu un pēc tam vidēja un zema impulsa patronu izstrādē, daudzsološākais risinājums ir jaunu munīcijas veidu progresīva izstrāde.
Pēc Otrā pasaules kara rezultātiem tika secināts, ka ir jāuzlabo visvairāk patērējamā munīcijas veida (patronas automātiskajiem kājnieku ieročiem) dizains un jāpaplašina to ražošanas resursu bāze.
Kārtridži ar metāla piedurknēm
Kājnieku vienību piesātinājums ar automātiskajiem ieročiem aizsardzības rūpniecībā ir izraisījis vara trūkumu, ko tradicionāli izmanto patronu misiņā (ko izmanto kārtridžu korpusu izgatavošanai) un tompakā (izmanto ložu apvalku izgatavošanai).
Visefektīvākais risinājums resursu trūkuma problēmai bija viegla tērauda izmantošana, kas abās pusēs pārklāts ar varu, lai aizsargātu pret koroziju, vai bez pārklājuma, ko kara laikā izmantoja tā saukto aizstājēju oderējumu ražošanai. Pēckara periodā tika apgūta tērauda uzmavu pārklāšanas tehnoloģija ar īpašu laku, kas pasargāja tās no mitruma un samazināja berzi kamerā (līdz noteiktai temperatūras robežai).
Neskatoties uz viegla tērauda un vara sakausējumu tehniskajām īpašībām, pēdējiem ir priekšrocības elastības un izturības pret koroziju jomā. Tērauda uzmavu lakas pārklājumam ir zema nodilumizturība, un pārkraušanas procesā, saskaroties ar ieroča metāla daļām, ir tendence tikt bojātam un pārnest uz automatizācijas elementiem, tos atspējojot. Ja neizmantotās kārtridži tiek izņemti no mucas pēc apdedzināšanas beigām, to apvalkiem tiek atņemts lakas pārklājums, jo tie izdeg, saskaroties ar kameras apsildāmo virsmu, pēc tam tie tiek paātrināti oksidēti un kārtridži kļūst nepiemēroti turpmākai lietošanai.
Palielināts patronu patēriņš, ko veica ar automātiskajiem ieročiem bruņotie kājnieki, kalpoja par pamatu valkājamās munīcijas palielināšanai, samazinot patronu svaru. Līdz septiņdesmito gadu sākumam galvenais valkājamās munīcijas svara samazināšanas virziens bija pāreja vispirms uz starpproduktu un pēc tam uz zema impulsa patronām, jo bija vēlme palielināt automātiskās uguns precizitāti no neērtām pozīcijām. Pēc triecienšautenes AK-74 un automātiskās šautenes M-16 pieņemšanas šī rezerve valkājamās munīcijas svara samazināšanai bija izsmelta-mēģinājums izmantot vieglākas slaucītas lodes atklāja to palielināto vēja dreifu.
Pašlaik lodes ar tērauda serdi, svina jaka un tompaka jaka galvenokārt tiek izmantotas kā pārsteidzoši elementi. Lai palielinātu bruņu iespiešanos, ASV armija pārgāja uz visu metālu ložu izmantošanu no M80A1 EPR un M855A1 patronām bez svina apvalka, kas sastāv no tombak apvalka un serdes ar tērauda galvu un bismuta asti.
Kārtridži bez korpusa
Astoņdesmitajos gados PSRS un NATO valstīs tika mēģināts radikāli atrisināt klasisko patronu lielā materiāla patēriņa problēmas, pārejot uz bezkorpusa munīciju. Vislielāko progresu šajā virzienā panāca vācu kompānija Heckler und Koch, kas izveidoja automātisko šauteni HK G11, kurā tika izmantotas Dynamit Nobel izstrādātās bezkorpusa patronas DM11.
Tomēr 1000 HK G11 šautenes sērijas militārā operācija FRG robeždienestā parādīja savu bīstamību militārajam personālam sakarā ar regulāru spontānu bezkorpusa patronu dedzināšanu kamerā, neskatoties uz tās strukturālo atdalīšanos no šautenes stobra. Tā rezultātā Vācijas robežsargiem vispirms tika aizliegts izmantot automātiskās šaušanas režīmu, un pēc tam HK G11 tika pilnībā izslēgts no ekspluatācijas, jo bija bezjēdzīgi to izmantot kā tīri pašlādējošu ieroci pārāk sarežģītas automatizācijas klātbūtnē (" dzeguzes pulkstenis ").
Kārtridži ar plastmasas piedurknēm
Nākamo mēģinājumu samazināt kājnieku ieroču munīcijas materiālu patēriņu un palielināt valkājamo munīciju 2000. gadā ASV veica AAI (tagad Textron Systems, Textron Corporation ražošanas nodaļa) kā daļa no LSAT (Lightweight Small Arms Technologies).) programma, kuras rezultātā tika izveidots viegls ložmetējs un automātiska karabīne, kas paredzēta kombinētai munīcijai ar patronām ar misiņa uzmavu, plastmasas uzmavu un bez korpusa, kas izgatavota teleskopiskā formā.
Kārtridži bez korpusa, kā gaidīts, tika atzīmēti par spontānu sadegšanu stobra kamerā, neskatoties uz tās noņemamo dizainu, tāpēc LSAT programmā tika izvēlēta kasetne ar plastmasas uzmavu. Tomēr vēlme samazināt munīcijas izmaksas noveda pie nepareizas plastmasas veida izvēles: kā tāds tika izmantots poliamīds, kuram ir visas nepieciešamās īpašības, izņemot vienu, bet vissvarīgākais - tā maksimālā darba temperatūra nepārsniedz 250 grādi pēc Celsija.
Pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados, pamatojoties uz lauka testu rezultātiem, tika noteikts, ka DP ložmetēja stobrs nepārtrauktas šaušanas apstākļos ar pārrāvumiem ar pārtraukumiem, mainot veikalus, sasilst līdz šādām vērtībām:
150 šāvienu - 210 ° C
200 šāvienu - 360 ° C
300 šāvienu - 440 ° C
400 šāvienu - 520 ° C
Citiem vārdiem sakot, intensīvas cīņas apstākļos pēc pirmo divsimt kārtridžu izlietošanas tiek garantēts, ka vieglā ložmetēja stobrs sasniegs poliamīda kušanas temperatūru.
Saistībā ar šo apstākli LSAT programma tika slēgta 2016. gadā un uz tās pamata tika uzsākta programma CTSAS (Cased Telescoped Small Arms Systems) ar mērķi izstrādāt teleskopiskās patronas uz jauna materiāla pamata. Saskaņā ar interviju ar ASV armijas programmu administratoru Koriju Filipsu, kas 2017. gada martā tika sniegta thefirearmblog.com, plastmasas uzmavas materiālam ir izvēlēts līdz šim karstumizturīgākais inženiertehniskais polimērs, poliimīds, kura maksimālā darba temperatūra ir 400 ° C.
Polimīdam kā kārtridža korpusa materiālam ir arī vēl viena vērtīga īpašība - karsējot virs noteiktā līmeņa, tas pārkurst, neizkausējot, izdaloties gaistošām vielām, kas nepiesārņo mucas kameru, savukārt kārtridža korpusa apdedzinātā virsma kalpo kā lielisks pret berzes materiāls, kad to iegūst pēc šāviena. Oderes malas izturību nodrošina metāla atloks.
400 grādu temperatūra ir pieļaujamā robeža kājnieku ieroču stobru sildīšanai, pēc tam tie deformējas, jo stobru tehnoloģiskā rūdīšanas temperatūra ir no 415 līdz 430 grādiem. Tomēr poliimīda stiepes izturība temperatūrā 300 grādi vai vairāk samazinās līdz 30 MPa, kas atbilst 300 atmosfēras spiedienam kamerā, t.i. par kārtu mazāks par pulvera gāzu maksimālo spiediena līmeni mūsdienu kājnieku ieroču modeļos. Mēģinot izņemt izlietoto kārtridža korpusu no klasiskā dizaina kameras, metāla atloks noplīsīs ar trodu, kas izsitīs no cilindra kasetnes korpusa paliekas.
Kārtridža sildīšanu klasiskā dizaina kamerā zināmā mērā var kontrolēt, šaujot no atvērtas skrūves (ložmetēji), bet intensīvas šaušanas un šaušanas gadījumā no slēgtas skrūves (ložmetēji un automātiskās šautenes), kasetnes sildīšana virs 400 grādiem ir gandrīz neizbēgama.
Kārtridži ar alumīnija piedurknēm
Vēl viena vara sakausējumu alternatīva ir alumīnija sakausējumi, kurus izmanto sērijveida pistoles patronu apvalkos, šautenes patronu eksperimentālā izstrādē un sērijveida šāvienos 30 mm automātiskajam lielgabalam GAU-8A. Vara aizstāšana ar alumīniju ļauj noņemt resursu bāzes ierobežojumu, samazināt kārtridža korpusa izmaksas, samazināt munīcijas svaru par 25 procentiem un attiecīgi palielināt valkājamās munīcijas slodzi.
1962. gadā TsNIITOCHMASH izstrādāja eksperimentālas 7, 62x39 mm kalibra patronas ar alumīnija sakausējuma uzmavu (kods GA). Uzlikām bija antifrikcijas grafīta pārklājums. Lai novērstu elektroķīmisko koroziju, kapsulas kauss tika izgatavots no alumīnija sakausējuma.
Tomēr šādu uzmavu izmantošanu apgrūtina to vienīgā negatīvā īpašība - alumīnija un tā sakausējumu spontāna aizdegšanās gaisā, sasildot līdz 430 ° C. Alumīnija sadegšanas siltums ir ļoti augsts un sasniedz 30,8 MJ / kg. Produktu ārējā virsma ir pakļauta spontānai sadegšanai, kad tā tiek uzkarsēta līdz noteiktai temperatūrai, un palielinās oksīda plēves caurlaidība gaisā esošajam skābeklim vai tiek uzkarsēta līdz zemākai temperatūrai oksīda plēves bojājuma gadījumā. Neplastiska keramikas oksīda plēve (biezums ~ 0,005 mikroni) tiek iznīcināta, kad degvielas gāzu spiediena ietekmē deformējas plastmasas metāla uzmava, un karsēšanas rezultātā tiek panākta oksīda plēves caurlaidība. Starplikas spontāni aizdegas tikai gaisā pēc ekstrakcijas no mucas, kur pulvera sadegšanas laikā tiek uzturēts negatīvs skābekļa līdzsvars.
Tāpēc alumīnija apvalki ir kļuvuši plaši izplatīti tikai kā daļa no 9x18 PM un 9x19 Para kalibra pistoles patronām, kuru uguns intensitāti un temperatūru kamerā nevar salīdzināt ar šiem ložmetēju, automātisko šautenes un ložmetēju rādītājiem.
Alumīnijs tika izmantots arī eksperimentālajā 6x45 SAW Long kārtridžā, kura uzmava bija aprīkota ar elastīgu silikona oderi, kas savelk plaisas metāla un oksīda plēvē. Tomēr šī lēmuma rezultātā palielinājās kārtridža lineārie izmēri, ar to saistītie uztvērēja izmēri un attiecīgi ieroča svars.
Vēl viens risinājums, kas tika nodots ekspluatācijā, ir 30x173 GAU artilērijas kārta ar alumīnija sakausējuma uzmavu. Tas kļuva iespējams, pateicoties īpašam mazmolekulāram "aukstajam" propelenta lādiņam. Pulvera termoķīmiskais potenciāls ir tieši proporcionāls sadegšanas temperatūrai un apgriezti proporcionāls sadegšanas produktu molekulmasai. Klasisko nitrocelulozes un piroksilīna propelentu molekulmasa ir 25 un sadegšanas temperatūra ir 3000-3500 K, un jaunā propelenta molekulmasa bija 17 pie degšanas temperatūras 2000-2400 K ar vienu un to pašu impulsu.
Daudzsološa saķepināta metāla uzmava
Pozitīvā pieredze artilērijas šāvienu izmantošanā ar alumīnija uzmavu ļauj uzskatīt šo metālu par strukturālu materiālu kājnieku ieroču patronu korpusiem (pat bez īpaša propelenta sastāva). Lai apstiprinātu norādītās izvēles pareizību, ieteicams salīdzināt misiņa un alumīnija sakausējuma oderējumu īpašības.
Misiņš L68 satur 68 procentus vara un 32 procentus cinka. Tā blīvums ir 8,5 g / cm3, cietība - 150 MPa, stiepes izturība 20 ° C temperatūrā - 400 MPa, stiepes pagarinājums - 50 procenti, bīdāmās berzes koeficients uz tērauda - 0,18, kušanas temperatūra - 938 ° C, trausluma temperatūras zona - no 300 līdz 700 ° C.
Kā misiņa aizstājēju tiek ierosināts izmantot alumīniju, kas sakausēts ar magniju, niķeli un citiem ķīmiskiem elementiem, tilpuma daļā ne vairāk kā 3%, lai palielinātu elastības, termiskās īpašības un liešanas īpašības, neietekmējot sakausējuma izturību pret korozija un plaisāšana zem slodzes. Sakausējuma stiprību panāk, pastiprinot to ar izkliedētām alumīnija oksīda šķiedrām (diametrs ~ 1 μm) 20%tilpuma daļā. Aizsardzību pret virsmas pašaizdegšanos nodrošina, trauslo oksīda plēvi nomainot ar plastmasas vara / misiņa pārklājumu (~ 5 μm biezs), kas uzklāts ar elektrolīzi.
Iegūtais metālkeramikas kompozītmateriāls pieder metālkeramikas klasei un tiek veidots galaproduktā ar iesmidzināšanu, lai orientētu stiegrojuma šķiedras gar oderes asi. Izturības īpašību anizotropija ļauj saglabāt kompozītmateriālu atbilstību radiālajam virzienam, lai nodrošinātu uzmavu sieniņu ciešu saskari ar kameras virsmu pulvera gāzu spiediena ietekmē, lai tās aizsprostotu.
Starpliku berzes un pretsalipes īpašības nodrošina, uzklājot uz tās ārējās virsmas poliimīda-grafīta pārklājumu (biezums ~ 10 mikroni) ar vienādu tilpuma saistvielu un pildvielu, kas iztur 1 GPa kontaktslodzi un darba temperatūru. 400 ° C temperatūrā, izmanto kā pārklājumu iekšdedzes dzinēja virzuļiem.
Metālkeramikas blīvums ir 3,2 g / cm3, stiepes izturība aksiālā virzienā: pie 20 ° C - 1250 MPa, pie 400 ° C - 410 MPa, stiepes izturība radiālajā virzienā: pie 20 ° C - 210 MPa, pie 400 ° C - 70 MPa, stiepes pagarinājums aksiālā virzienā: pie 20 ° C - 1,5%, pie 400 ° C - 3%, stiepes pagarinājums radiālajā virzienā: pie 20 ° C - 25%, pie 400 ° C - 60 %, kušanas temperatūra - 1100 ° C.
Tērauda antifrikcijas pārklājuma bīdāmās berzes koeficients ir 0,05 pie saskares slodzes 30 MPa un vairāk.
Metālkeramikas uzmavu ražošanas tehnoloģiskais process sastāv no mazākām darbībām (metāla sajaukšana ar šķiedru, uzmavu liešana, loka un urbuma karsta rievošana, misiņa pārklājums, berzes pārklājuma uzklāšana), salīdzinot ar operāciju skaitu. misiņa piedurkņu izgatavošanas tehnoloģiskais process (sagatavju liešana, auksta vilkšana sešās ejās, malas un kakla auksta rievošana).
Kārtridža 5, 56x45 mm misiņa uzmavas svars ir 5 grami, metālkeramikas uzmavas svars ir 2 grami. Viena vara vara cena ir 0,7 ASV centi, alumīnija - 0,2 ASV centi, izkliedēto alumīnija oksīda šķiedru izmaksas ir 1,6 ASV centi, to svars oderē nepārsniedz 0,4 gramus.
Daudzsološa lode
Saistībā ar armijas bruņuvestes 6B45-1 klases un ESAPI pieņemšanu, kas nav iekļuvusi rokās turēto kājnieku ieroču ar tērauda serdi šāviņos 10 metru vai lielākā attālumā, plānots pāriet uz ložu izmantošanu ar saķepināta sakausējuma kodols no volframa karbīda (95%) un kobalta pulveriem (5%) ar īpatnējo svaru 15 g / cm3, bez svēršanas ar bismutu.
Lodes apvalka galvenais materiāls ir tombak, kas sastāv no 90% vara un 10% cinka, kura blīvums ir 8,8 g / cm3, kušanas temperatūra ir 950 ° C, stiepes izturība ir 440 MPa, spiedes spēja izturība ir 520 MPa. cietība - 145 MPa, relatīvais pagarinājums - 3% un bīdāmās berzes koeficients uz tērauda - 0,44.
Tā kā lodes sākotnējais ātrums palielinājās līdz 1000 un vairāk metriem sekundē un ugunsgrēka ātrums palielinājās līdz 2000 un vairāk šāvienu minūtē (AN-94 un HK G-11), tombak vairs neatbilst prasībām ložu apvalkam augsta termoplastiskā nodiluma urbuma dēļ, pateicoties augstajam vara sakausējuma bīdāmās berzes koeficientam uz tērauda. No otras puses, ir zināmi artilērijas apvalki, kuru konstrukcijā vara vadošās jostas tiek aizstātas ar plastmasas (poliestera), kuru berzes koeficients ir 0, 1. Tomēr plastmasas darba temperatūra. jostas nepārsniedz 200 ° C, kas ir puse no kājnieku ieroču stobru maksimālās temperatūras līdz to deformācijas sākumam.
Tāpēc kā daudzsološas lodes apvalku ar visu metālu serdi tiek ierosināts izmantot polimēru kompozītu (biezums ~ 0,5 mm), kas satur PM-69 tipa poliimīdu vienāda tilpuma frakcijās, un koloidālo grafītu ar kopējo blīvumu 1,5 g / cm3, stiepes izturība 90 MPa, spiedes izturība 230 MPa, cietība 330 MPa, kontaktslodze 350 MPa, maksimālā darba temperatūra 400 ° C un bīdāmās berzes koeficients uz tērauda 0,05.
Apvalks tiek veidots, sajaucot poliimīda oligomēru un grafīta daļiņas, izspiežot maisījumu veidnē ar iestrādātu daļu - lodes serdi, un maisījuma temperatūras polimerizāciju. Korpusa un lodes serdes saķeri nodrošina poliimīda iekļūšana porainā serdes virsmā spiediena un temperatūras ietekmē.
Daudzsološa teleskopiskā kasetne
Pašlaik kājnieku ieroču patronas visprogresīvākais formas faktors tiek uzskatīts par teleskopisku ar lodes ievietošanu presētā propelenta pārbaudītājā. Blīva pārbaudītāja izmantošana klasiskā graudu lādiņa vietā ar zemāku tilpuma blīvumu ļauj patronas garumu un ar to saistītos ieroča uztvērēja izmērus samazināt līdz pusotrai reizei.
Sakarā ar kājnieku ieroču modeļu (G11 un LSAT) pārkraušanas mehānisma (noņemamās stobra kameras) konstrukciju, izmantojot teleskopiskās patronas, to lodes ir iegremdētas propelenta pārbaudītājā zem piedurknes malām. Sekundārā propelenta lādiņa atvērtais gals no netīrumiem un mitruma aizsargā plastmasas vāciņu, kas vienlaikus darbojas kā priekšējais aizsprostojums šaušanas laikā (bloķējot savienojumu starp noņemamo kameru un stobru pēc ložu izrāviena). Kā parādīja DM11 teleskopisko patronu militārās darbības prakse, šāda kārtridža salikšanas metode, kas nenodrošina lodes uzsvaru stobra ložu ieejā, izšaujot rada lodes izkropļojumus un attiecīgi precizitātes zudums.
Lai nodrošinātu teleskopiskās kasetnes noteikto darbības secību, tās propelenta lādiņš ir sadalīts divās daļās - salīdzinoši zema blīvuma primārais lādiņš (ar lielāku degšanas ātrumu), kas atrodas tieši starp kapsulu un lodes dibenu, un Otrdienas lādiņš ar salīdzinoši lielāku blīvumu (ar zemāku degšanas ātrumu), kas atrodas koncentriski ap lodi. Pēc gruntējuma caurduršanas vispirms tiek iedarbināts primārais lādiņš, iebīdot lodi urbumā un radot sekundārā lādiņa palielināšanas spiedienu, kas kustina lodi urbumā.
Lai sekundārā lādiņa pārbaudītājs paliktu kasetnes iekšpusē, uzmavas atvērtā gala malas ir daļēji satītas. Lodes aizturēšana kārtridžā tiek veikta, nospiežot to sekundārā lādiņa blokā. Ievietojot lodi visā garumā uzmavas izmēros, tiek samazināts patronas garums, bet tajā pašā laikā tiek izveidots tukšs uzmavas tilpums ap lodes ogival daļu, kā rezultātā palielinās lodes diametrs. kārtridžs.
Lai novērstu šos trūkumus, tiek piedāvāts jauns teleskopiskās patronas izkārtojums, kas paredzēts lietošanai kājnieku ieročos ar klasisku iebūvētu stobra kameru ar jebkāda veida pārlādēšanas mehānismu (rokasgrāmata, gāzes dzinējs, pārvietojama muca, daļēji brīvs aizslēgs utt.).) un šaušanas metode (ar priekšējo vai aizmugurējo pārmeklēšanu).
Ierosinātā patrona ir aprīkota ar lodi, kas izstiepj oživālo daļu ārpus piedurknes un tādēļ ir balstīta pret stobra ložu ieplūdi. Plastmasas vāciņa vietā propelenta lādiņa atvērto galu aizsargā ar mitrumizturīgu laku, kas apdedzinot izdeg. Zināmu ierosinātās kasetnes garuma palielinājumu salīdzinājumā ar zināmajām teleskopiskajām kasetnēm kompensē tās diametra samazināšanās, jo uzmavas iekšpusē tiek novērsti nepiepildītie tilpumi.
Kopumā piedāvātā teleskopiskā patrona palielinās kārtridžu skaitu kājnieku nēsājamajā munīcijā par ceturtdaļu, kā arī samazinās kārtridžu korpusu materiālu patēriņu, darbaspēka intensitāti un ražošanas izmaksas.
