CZ2000678A3 - Střela s pláątěm, s tvrdým jádrem - Google Patents

Description

Střela s pláštěm, s tvrdým jádrem

Oblast techniky

Vynález se týká střely^ podle přodvýznakové Části nároku 1-.

Dosavadní stav techniky

Malokalibrovou munici s tvrdým jádrem zejména používají střelci při ostré střelbě, X je určena k přesnému pronikání do opancéřovaných cílů. Opancéřované cíle ve smyslu předmětu vynálezu jsou ochranné vesty (pro osoby), bezpečnostní (pancéřové) sklo, ocelové desky a opancéřování z lehkých kovů. Taková munice je známá v různých provedeních. Může se dělit na munici s ocelovým jádrem, s tvrdým jádrem z hutného slinutého materiálu a s přídavným médiem ke tvrdému jádru, jako je olovo, hliník a/nebo vzduch. Společným znakem pro tuto munici je ocelový plášť většinou v celoplášťovém provedení, plátovaný ocelový plášť nebo tombakový plášť, v němž je uloženo a uzavřeno jádro a médium, přinejmenším s utěsněním proti průniku kapalin.

Střela s pláštěm s olověným jádrem ve tvaru komolého kužele na zadní straně, kde toto jádro je uzavřeno v ocelovém plášti nebo v plášti z tombakové slitiny, je znázorněna ve spisu EP-A1-0 499 832. Ke zmenšení usazenin v hlavni ručních palných zbraní je plášť mimo to plátován tenkou vrstvou cínu.

Ze spisu GB-A-592 538 je známa malokalibrová střela, u níž je tvrdé jádro samonosně uloženo v plášti střely mezi jeho přední oblastí a zadním tělesem z lehkého kovu. Tím se dosáhne požadovaného rozdělení hmotnosti, a vyrovnají se výrobní tolerance a dále se sníží třeni v hlavni zbraně.

Další střela s pláštěm je znázorněna ve spisu GB-A-601 686 se zvláštním výrobně technicky příznivým provedením tvrdého a měkkého jádra. Tvrdé jádro má na přední straně k tomu účelu částečně menší průměry než vnitřní část pláště střely, tvrdé jádro je rovněž podepřeno měkkým tělesem z lehkého kovu, s axiálním přesahem, které má na přední straně vybrání sloužící k vystředění tvrdého jádra, kde toto vybrání přechází do dalšího dutého prostoru ve tvaru kaloty. Takto vzniknou štěrbiny a vybrání mezi jádry a pláštěm, což při zalisování a uzavření střely dovolí stlačení materiálu a poskytne stlačitelnost, čímž se vyrovnají výrobní tolerance.

Známé střely mají na základě své geometrie a vnitřní a vnější balíštiky jenom nedostatečnou pravděpodobnost prvního zásahu a vykazují nedostatečnou schopnost pronikání do opancéřovaných cílů.

Ve spisu WO 89/03015 je popsána střela pro velkokalibrové střelné zbraně, zejména pro.děla, přičemž u tohoto děla je mezi pláštěm střely a jejím jádrem tvarový styk, ke zvýšení prorazitelnosti a k zamezení odtržení pláště střely. Dále jsou znázorněny speciální tvary jádra a uspořádání jeho zadn£ strany a rovněž zúžení ve střední a zadní části střely. Dutý prostor, vytvořený v jedné variantě mezi ostroúhlou špičkou přední oblasti jádra a vnitřní částí pláště, je vyplněn mazacím tukem, plastem nebo prachem, pro dodržení tvaru špičky v cíli, kde toto uspořádání mimo to snižuje výsledné tření během montáže.

Navržené opatření a prostředky jsou jenom ve velmi omezeném rozsahu použitelné na malokalibrovou munici, a velice ji prodražují.

Ze spisu ΕΡ-Ά2-0 106 411 jsou známy malokalibrová munice a způsob její výroby. Odpovídajícím způsobem optimalizované a vyráběné střely slouží hlavně jako pěchotní munice a mají již dobré aerodynamické vlastnosti. Tato munice však nemá vysokou balistickou konečnou energii, požadovanou střelci při ostré střelbě, která je nutná k proniknutí opancéřováním.

Podstata vynálezu

Proto je úkolem vynálezu vytvořit malokalibrovou munici, která nebude mít nevýhody dosavadního stavu techniky, která bude mít vysokou prorazitelnost u opancéřovaných cílů, nepatrnou citlivost na boční vítr a také vyšší přesnost.

Tato munice, která se má vytvořit, má umožnit, aby střelec při ostré střelbě, při policejním zásahu, přesně zasahoval cíle nacházející se za sklem. , „ / _z

Tento úkol je vyřešen kombinacíV^znaků, aáreku 1 a nároku &7—resp-;—řůr

Ukázalo se, že dosednutí tvrdého jádra s tvarovým stykem na vnitřní tvar pláště, rovněž ve tvaru lomeného oblouku, poskytuje nanejvýše kompaktní, rotačně symetrické a rozměrově přesné těleso, s velice dobrými balistickými průnikovými vlastnostmi.

Přední oblast tvrdého jádra, která je menší proti vnitřnímu tvaru, zaručuje jeho těsné dosednuti na vnější tvar a zaujímá s ním vzduchový prostor, který při vniknutí do cíle v opancéřování podporuje lehké odtržení pláště od tvrdého jádra, takže plášť na způsob munice ve tvaru šípu pronikne opancéřováním. Tento vzduchový prostor dodatečně slouží k vyrovnání výrobních tolerancí mezi pláštěm a tvrdým jádrem.

Prostřední část, která je vyplněna poměrně měkkým materiálem, zabraňuje, na základě své malé deformovatelnosti, nežádoucímu tření, a tím dodatečným ztrátám energie v hlavni zbraně. Z toho dále vyplývá také nepatrné opotřebeni hlavně, které prodlužuje .životnost používané zbraně. Měkké jádro je vystředěno jako příruba na tvrdém jádru ve tvaru komolého kužele, takže při rotaci střely, vyvozené šroubovitými drážkami v hlavni, nenastává žádné nevyvážení.

Konec měkkého jádra je rovněž uspořádán ve tvaru komolého kužele* a je také obklopen pláštěm s tvarovým stykem, což opět poskytuje vysokou rozměrovou přesnost a zabraňuje tvoření víru na zadní straně střely_A a m.j. způsobuje jen nepatrné snížení stanovené rychlosti na dráze střely.

Z výrobně technického hlediska není třeba u tohoto typu munice splňovat speciální požadavky, kromě jediného požadavku na nepatrnou drsnost povrchu tvrdého jádra, aby se dosáhlo požadovaného tvarového styku s pláštěm.

Podle způsobu výroby se předběžně zpracované tvrdé jádro leští několik hodin v bubnu naplněném vodou, dokud jeho povrch není hladký a jemný ^viditelně matným leskem.

V-eětvislých nárocích jsou popsána další výhodná provedení předmětu vynálezu.

Plátování pomocí samo o sobě známé slitiny mědi a zinku snižuje tření v hlavni a poskytuje ve spojení s měkkým jádrem, uloženým ve válcové části pláště, překvapivě vysoké počáteční rychlosti V_o, a to i s obvyklými hnacími náplněmi.

Se zřetelem na prorazitelnost, tvrdost a nutně vyžadovanou vysokou hustotu se vynikajícím způsobem osvědčilo keramické tvrdé jádro z karbidu wolframu, legovaného kobaltem (WC/Co 88/12), o hustotě 14,3 g/cm³.

Měkké jádro ze slitiny olova a cínu (Pb/Sn 60/40)o hustotě 9,2 g/cm³ splňuje veškeré požadavky, se zřetelem na poddajnost (nepatrná tvrdost) a na nutnou hmotnost k dosaženi konečného balistického výkonu.

Hmotnostní poměry u celkově hmotnosti střely 100 %, jsou 42 % až 50 %, přednostně 44 % u hmotnosti tvrdého jádra, 28 % až 34 %, přednostně 31 % u hmotnosti měkkého jádra, a přednostně 25 % celkové hmotnosti u hmotnosti pláště. To poskytuje u malokalibrové munice ideální rozdělení hmotnosti u střely, t.j. její těžiště je pro dráhu střelu optimální.

Vložením tenkého mosazného kotoučku do zadní části střely, před obvodovým lemováním pláště, vznikne plynotěsné uzavřeni jader, takže se eliminuje emise těžkých kovů při výstřelu.

Optimálního rotačně symetrického vystředění měkkého jádra na tvrdém jádru se dosáhne pomoci úhlu kužele 14° až 18°, přednostně 16,5°. Menší úhly kužele, pod 14°, rovněž poskytuji použitelné vystředění.

Hospodárně optimální je povrchová úprava tvrdého jádra jeho leštěním v bubnu, po dobu několika hodin, t.j. v praxi až 12 hodin ve vodní lázni při teplotě místnosti, přičemž se jádra vzájemně obrušují, dokud nejsou hladká a lesklá. Samozřejmě, že přicházejí také v úvahu jiné způsoby, kterými se dosáhne požadované jemnosti povrchu a tvarového styku v plášti.

Ručním zasunutím jader do pláště se dají přezkoušet, resp. stanovit účelné výrobní tolerance, takže nedochází k žádným materiálovým pnutím a/nebo deformacím, které nevýhodně ovlivňují rotační symetrii střely.

Přehled obrázků na výkrese

Předmět vynálezu bude blíže osvětlen pomocí vvkresů, kde budou podrobněji znázorněny dva praktické příklady provedení, kde na obr. 1 je znázorněna střela v přednostním provedení, s rotačně symetrickými jádry, zasazená do nábojnice s prachovou náplní, na obr. la je ve zvětšeném měřítku znázorněno tvrdé jádro z obr. 1, ve svých charakteristických velikostních poměrech, na obr. 2 je znázorněna varianta střely podle obr. 1, s bombírovanou špičkou tvrdého jádra a upravenou zadní oblastí, na obr. 3 jsou znázorněny charakteristické diagramy zásahu munice s tvrdým jádrem o kalibru 7,5 mm, zobrazené při střelbě na vzdálenost 200 m, na obr. 4 je znázorněna rychlost střely munice podle obr. 1 nebo 2, v závislosti na vzdálenosti, v poměru ke stavu techniky, na obr. 5 je znázorněno ubývání rychlosti munice podle obr. 1 nebo 2, při střelbě na vzdálenost 100 až 800 m, v poměru ke stavu techniky, na obr. 6 je znázorněna citlivost střel na boční vítr v poměru ke dvěma střelám podle stavu techniky, na obr. 7 je znázorněn impuls střely munice podle obr. 1 nebo· 2, na vzdálenosti letu střely 800 m, v poměru ke stavu techniky, ná obr. 8 je znázorněna energie střely munice podle obr. 1 nebo 2, na vzdálenosti letu střely 800 m, v poměru ke stavu techniky, na obr. 9 je znázorněn impuls tvrdého jádra munice podle obr. 1 nebo 2, na vzdálenosti letu střely 800 m, v poměru ke stavu techniky, na obr. 10 je znázorněna energie tvrdého jádra munice podle obr. 1 nebo 2, na vzdálenosti letu střely 800 m, v poměru ke stavu techniky, na obr. 11 je znázorněna prorazitelnost munice s tvrdým jádrem o třech různých kalibrech, jako funkce vzdálenosti střelby u první třídy bezpečnostních (pancéřových) skel, v poměru k normalizovaným předpisům a na obr. 12 je znázorněna prorazitelnost munice o třech různých kalibrech, jako funkce vzdálenosti střelby u další třídy bezpečnostních (pancéřových) skel, v poměru k normalizovaným předpisům.

Příklady provedení vynálezu

- 7 Na obr. 1 je znázorněna sama o osobě známá nábojnice 1, které má rovněž známou prachovou náplň 2_, představující vysoce výkonnou hnací náplň. Do nábojnice 1 je vsazena střela 100, jejíž špička 4 je tvořena ocelovým pláštěm 3. Střela 100 má na přední straně lomený oblouk 7a, který přechází do válcového středního dílu 7b, který má obvodovou drážku 12., k připevnění nábojnice 1 a je zakončen zadní oblastí 9.

Do uzavřeného konce 10 nábojnice I. je naprosto známým způsobem zapuštěna roznětka 11.

Tvrdé jádro 5 má zadní oblast 5b, ve tvaru komolého kužele, která je osazena přesně nalícovanou vnitřní částí měkkého jádra 8. Přední oblast 5a je tvořena komolým kuželem í s vrcholovým úhlem β špičky/. Mezi ním a konkávním vnitřním tvarem špičky 4 střely 100 je uspořádán vzduchový prostor 6, který má podstatnou funkci.

Pomocí zadního lemování 13 jsou v ocelovém plášti 3 uzavřeny tři složky: měkké jádro 8, tvrdé jádro 5 a vzduchový prostor 6.

V následujících obrázcích jsou stejné funkční díly opatřeny stejnými vztahovými značkami.

Tvrdé jádro 5, které je na obr. la zobrazeno ve zvětšeném měřítku proti obr. 1, obsahuje rozměrové údaje, které platí pro přiklad přednostního provedení kalibru 7,5.

Celková délka Lj tvrdého jádra 5 = 19 mm přední délka L₂ = 15 mm

Průměr D válcové střední části = 6,64 mm

Rádius R zakřiveného oblouku = 61,6 mm rádius r zaobleni = 0,2 až 0,02 mm ú h e l^kužele^a^= 16,5° průměr d na konci komolého kužele = 4,28 mm vrcholový úhel β špičky?“ 80°

Na obr. 2 je znázorněna druhá varianta střely 100' s válcovým pláštěm, přičemž zde budou pojednány jenom změny proti obr. 1:

Přední oblast 5a je vytvořena jako kulová kalota a slouží rovněž jako na obr. 1 k vyrovnání výrobních tolerancí a vytváří v plášti 3 svou přiléhající a těsně dosedající částí tvrdého jádra 5' ve tvaru zakřiveného oblouku rovněž plynotěsný vzduchový prostor 6 ve špičce £ střely.

Zadní oblast 5b tvrdého jádra 5' má osové osazení, které vykazuje jen malou, nepatrnou, kuželovitost, na něž je vystředěno měkké jádro 8.

Ze zadní strany 100' je vložen těsnicí kotouč 14 z mosazi, který pomocí lemování 13 plynotěsně uzavírá ocelový plášť 3, t.j. zabraňuje při výstřelu výstupu těžkých kovů a/nebo par z těžkých kovů. Měkké jádro je při stejné délce střely zkráceno o tloušťku těsnícího kotouče 14.

Tvrdé jádro 5' sestává v obou variantách z karbidu wolframu, legovaného kobaltem, WC/Co 88/12, o hmotnosti 5,6 q a tvrdosti podle Vickerse ΗνΥζΪ300 kp/mm²Ja pevnosti v ohybu 3000 N/mm².

Měkké jádro 8_ sestává ze slitiny Pb/Sn/ 80/40 o hmotnosti 3,9 g. Ocelový plášť 3,11 g. Celková, hmotnost střely podle toho činí v první variantě, t.j. bez těsnícího kotouče 14, 12,61 g.

Při četných střeleckých testech byl zkoumán předmět vynálezu, a byl zaznamenáván při střelbě na vzdálenost. 800 m a byl porovnáván se stavem techniky.

Na obr. 3a až 3c jsou znázorněny charakteristické diagramy zásahu při střelbě na vzdálenost 200 m, přičemž byla vždycky provedena série 20 výstřelů na terč o průměru vnitřního kruhu 5 cm a vnějšího kruhu 10 cm. Podíl zásahu v nejvnitřnější

- 9 oblasti terče (t zv. střed terče) činil 95 %. Použitá munice odpovídá švýcarskému policejnímu kalibru (7,5 x 55)

Není zde znázorněn stejný test s municí podle stavu techniky (kalibre/.308), kde dosažený podíl zásahů činil méně než 65 %.

Rychlost střely 100 podle vynálezu je znázorněna na obr. 4 v poměru ke stavu techniky, označené střelou .308.

Přitom je zjištěno, že rychlost střely 100 klesá, od počátečních (počáteční rychlost Vo) 850 m/s téměř lineárně na jenom 580 m/s, při vzdálenosti 800 m.

Znázornění ubýváni rychlosti podle obr. 5 v m/s na metry, v závislosti na vzdálenosti střelby v metrech, zdůrazňuje výpověď podle obr. 4. Opět je zde nápadná vysoká linearita od vzdálenosti střelby 200 m.

Na obr. 6 je znázorněna boční odchylka tří střel při bočním větru o rychlosti 4,8 m/s, působícím kolmo na dráhu střely.

Střela 100 podle vynálezu vykazuje proti střele .308 podle stavu techniky významně lepší hodnoty. Pro srovnání byla rovněž testována starší švýcarská policejní munice GP 11, a její poměrně dobré hodnoty byly zaznamenány do obr. 6.

Kromě toho byl testován impuls střely v mkg/s, jako funkce vzdálenosti střelby, a byl zaznamenán do obr. 7. Také zde vykazuje střela 100 významně lepší hodnoty proti střele .308.

Podle očekávání je energie střely v J, která je znázorněna na obr. 8, u střely 100 významně vyšší proti střele .308. Do dokazuje, že dokonce při střelbě na vzdálenost 800 m má střela 100 ještě značnou energii v hodnotě asi 1800 J, a tím ještě vysokou prorazitelnost..

Kvůli úplnosti byly na obr. 9 a obr. 10 změřeny a zaznamenány impulsy tvrdého jádra^střely 100 a energie střely 100 v poměru ke stavu techniky.

Překvapivě dobré výsledky střelby u předmětu vynálezu jsou v neposledním místě odvozeny od příznivého rozdělení hmotnosti ve střele jqo .

Testy na prorazitelnost u shora definovaného opancéřování v plném rozsahu potvrzují v praxi výsledky měření. Ukázalo se, ze pláště střely z mosazné slitiny CuZn5 nebo CuZnlO mají stejné výsledky, jak dokládají obr. 11 a obr. 12 pomocí testů na prostřelení u bezpečnostního' (pancéřového) skla třídy C4, resp. C5 (odpor proti prostřelení podle normy DIN 52290/2)4

Na obr. 11 a obr. 12 je vzdálenost od cíle pro jeho bezpečné prostřeleni, t.j. v tomto případě do bezpečnostního (pancéřového) skla, znázorněna šrafováním a^označena £, zatímco pro další oblast platí, že zde nedojde k prostřelení, a V icWlexosf' je proto označena 0.

Podle obr. 11 je požadavek podle normovaného testu pro takzvaná izolační skla třídy £4 zakreslen tan.aetop nejdolejší řádce, kde je vyznačen jako R^. Podle normy DIN OZ29C/2 nesmí s munici, s olověným jádrem 7,62 x 51 mm, typu FMJ, v celoplášťovém provedeni, při testovacích podmínkách při třech zásazích dojít k žádnému průstřelu až do vzdálenosti 10 m. Následně znamená nevyšrafovaná oblast, označená jako 0, že s jistotou nebyla prostřelena.

Munice vytvořená podle vynálezu, o kalibru 7,62 x 51 mm, (typu AP) prostřelí totéž sklo již jedinou střelou až na vzdálenost 60 m. Kalibr 7,5 x 55 (typ AP) prostřelí sklo až na vzdálenost 110 m a tentýž kalibr s typem . 300 WinMag (typ AP) prorazí totéž sklo dokonce ze vzdálenosti 150 m. Nevyšrafovaná ‘ob 1 as^jQ označená^)zde znamená: s určitou odchylkou je rovněž možný průstřel v okrajové oblasti, což je zajištěno ve všech případech doložitelnou značnou zbytkovou kinetickou energií, která je k dispozici ještě po proniknutí sklem.

Obr. 12 je uspořádán analogicky, zde se střílí na sklo třídy C5. Vztahovou značkou je označen požadavek podle normovaného testu pro sklo skupiny C5, opět pro munici 7,62 x 51 mm FMJ/AP, t.j. zde v celoplášťovém provedeni s ocelovým jádrem. Munice podle vynálezu má .opět schopnost pro několikanásobné prostřeleni. Odpovídající munice 7,62 x 51 AP prostřelí tuto třídu skla při vzdálenosti cíle 60 m, munice 7,5 x 55 AP při 110 m a munice 7,62 x 51 AP při 150 m. Ve všech třech případech je však ještě zjistitelná nepatrná zbytková energie po průstřelu skla.

Kromě toho nebyla zjištěna u všech prostřelených skel, které mohou vzniknout při policejním zásahu, žádná významná odchylka střely, což předpokládá, že střela prošla sklem kolmo.

U střely, která nezasáhla cíl kolmo, byla při úhlu dopadu až 30° od kolmice, zjištěna odchylka menši než 5°.

Je samozřejmé, ze konstrukce střely podle vynálezu není omezena na použití u uvedených kalibrů, střely mohou být přizpůsobeny s příslušně většími, samy o sobě známými hnacími náplněmi, také na ostatní malokalibrovou munici, zejména .300 Winchester Magnum.

Claims (10)

1. Malokalibrová střela (100) s pláštěm (3) z oceli, plátované oceli nebo mosazi, vždy alespoň s jedním tvrdým jádrem (5) uspořádaným na její přední straně, o hustotě vyšší než 10 g/cm³, a alespoň s jedním měkkým jádrem (8) ve tvaru komolého kužele, uspořádaným na její zadní straně, o hustotě nižší než 10 g/cm³, přičemž vnější tvar pláště (3) je tvořen od špičky (4) střely lomeným obloukem (7a), který přechází do válcového středního dílu (7b)^ a je zakončen zadní oblastí (9), přičemž rovněž část tvrdého jádra (5) ve tvaru lomeného oblouku svým povrchem dosedá v širokém rozsahu s tvarovým stykem na vnitřní tvar pláště (3), a vytváří dutý prostor mezi pláštěm (3) a přední oblasti tvrdého jádra (5), vyznačující se tím, že tvrdé jádro (5) ve svém přední oblasti (5a) přechází do tvaru komolého kužele nebo kaloty* a má hladký povrch, přičemž mezi vnitřní plochou pláště (3) a přední oblastí (5a) tvrdého jádra (5) je vytvořen uzavřený vzduchový prostor (6), přičemž zadní oblast (5b) tvrdého jádra (5) je vytvořena ve tvaru komolého kužele, přičemž na komolý kužel tvrdého jádra (5) dosedá vystředěně s tvarovým stykem měkké jádro (8), a přičemž vyplňuje celou válcovou oblast (7b) a zadní oblast (9) pláště (3), ve tvaru komolého kužele.

2. Střela (100), podle nároku 1, vyznačující se tím, že plášť (3) je z vnější strany plátován slitinou mědi a zinku.

3. Střela (100), podle nároku 1, vyznačující se tím, že tvrdé jádro (5) je z karbidu wolframu, legovaného kobaltem*- a má hustotu vyšší než 14,0 g/cm³.

4. Střela (100), podle nároku 1, vyznačující se tím, že měkké jádro (8) sestává z olova a/nebo cínu^ a má hustotu alespoň 7,3 g/cm³.

5. Střela (100), podle nároku 3a 4, vyznačuj ící ^{3 e} t í m, že tvrdé jádro (5) má hmotnost 42 % až 50 % a měkké jádro (8) má hmotnost 28 % až 34 % celkové hmotnosti střely.

6. Střela (100), podle nároku tím, že měkké jádro (8) uzavřeno mosazným kotoučem ( spojením s pláštěm (3).

1, vyznačující se je na zadní straně plynotěsně 4) uspořádaným utěsněné silovým

7. Střela (100), podle nároku 3a4, vyznačující ^{3 e} t í m, že tvrdé jádro (5) má na zadní straně komolý kužel s úhlemj· kužele (ýoj) 14°až 18°^ a že měkké jádro (8) svým vnitřním kuželem se stejným úhlem ^kužele^(ap dosedá na komolý kužel s tvarovým stykem.

8. Střela (100), podle nároku 3a 4, vyznačuj ící ³ θ t i m, že tvrdé jádro (5) má na zadní straně komolý kužel s úhlemfkuželeQa)) 0,5°až 14 °y a že měkké jádro (8) svým vnitřním kuželem se stejným úhlempkužele dosedá na komolý kužel s tvarovým stykem.

9. Způsob výroby střely (100) s pláštěm, podle nároku 3, vyznačující se tím, že se tvrdé jádro (5) po svém vylisování a slinování tak dlouho leští v bubnu ve vodě, až je hladké.

10. Způsob výroby střely (100) s pláštěm, podle nároku 1, vyznačující se tím, že se tolerance jednotlivých komponentů volí tak, aby se tvrdé jádro (5) dalo ručně zasunout do vnitřního prostoru pláště (3) a měkké jádro (8) se rovněž dalo ručně nasunout na zadní stranu tvrdého jadra (5) předtím, než se provede obvodové lemování střely.