При стрельбе по FPV дронам из гладкоствольных ружей необходимо поднимать дальность стрельбы, чтобы сбивать дроны на большем удалении от стрелка, что более безопасно. Одним из путей увеличения дальности поражения дрона является применение патронов, снаряженных поражающими элементами в виде стрелок.
В этой статье предлагается еще один метод повышения дальности поражения дронов за счет применения патронов, снаряженных шрапнельной пулей. Шрапнельная пуля, состоящая из заряда взрывчатого вещества (ВВ) и поражающих элементов, выстреливается из гладкоствольного ружья 12 калибра и после удаления пули от стрелка примерно на 100 метров заряд ВВ подрывается и метает в направлении дрона поражающие элементы, например, стальную дробь.
При проектировании патрона и пули использовались следующие исходные данные:
1. Диаметр канала ствола гладкоствольного ружья 12 калибра – 18,4 мм.
2. Дульная насадка Парадокс: внутренний диаметр по выступам (полям) нарезов – 18 мм, диаметр по впадинам нарезов – 18,4 мм.
3. Латунная гильза 12 калибра (ГОСТ 7921-86): внешний диаметр – 20,43 мм, внутренний диаметр – 19,43 мм, толщина стенки – 0,4 мм.
4. Лучевой капсюль-детонатор: размеры 3,5х6,5 мм (диаметр х длина).
5. Порох Сунар-Магнум: насыпная плотность 0,85 г/см3.
ПРИМЕЧАНИЕ. Размеры канала ствола гладкоствольного ружья, размеры насадки Парадокс, размеры капсюля-детонатора уточняются у производителей.
Кроме того в расчетах использовались следующие исходные данные по плотности материалов:
– Плотность латуни — 8,53 г/см3.
– Плотность меди — 8,94 г/см3.
– Плотность стали — 7,85 г/см3.
– Плотность полиэтилена — 0,95 г/см3.
КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ ПАТРОНА. Общий вид патрона с шрапнельной пулей показан на рис. 1.
1. Латунная гильза. 2. Медленногорящий порох. 3. Центральный канал. 4. Пыж – обтюратор. 5, 6. Пыжи – амортизаторы. 7. Центрирующий цилиндр. 8. Шрапнельная пуля. 9. Прокладка.
При стрельбе тяжелыми пулями, снаряженными в пластиковую гильзу, может происходить раздутие, а иногда и разрыв гильзы, и такая ситуация может привести к непредсказуемым последствиям для пули, снаряженной взрывчатым веществом. Поэтому для данного патрона выбрана более надежная латунная гильза (1). Чтобы снизить ударные нагрузки на пулю в момент выстрела, в патроне целесообразно применять медленногорящий порох. К таким порохам относятся Сунар-Магнум и Ирбис-Магнум. На порох (2) устанавливается пыж-обтюратор (4) и пыжи-амортизаторы (5) и (6). Далее располагается шрапнельная пуля (8), которая центрируется в гильзе с помощью полиэтиленового цилиндра (7). Чтобы легче освободить пулю от цилиндра после выстрела, цилиндр выполняется в виде двух отдельных полуцилиндров, которые под действием набегающего потока воздуха сбрасываются с пули. Пуля фиксируется в гильзе с помощью прокладки (9) и центрирующего цилиндра (7).
В момент выстрела пороховые газы через центральный канал (3) поджигают пиротехнический замедлитель в пуле. После прогорания замедлителя форс пламени инициирует лучевой капсюль-детонатор, который подрывает заряд взрывчатого вещества. Время замедления выбирается таким, чтобы пуля перед подрывом удалилась от стрелка примерно на 100 метров. Этого расстояния достаточно, чтобы не травмировать стрелка при подрыве взрывчатого вещества пули.
Пуля должна быть стабилизирована в полете, чтобы направление снопа дроби при подрыве совпадало с направлением полета. Стабилизация обеспечивается вращением пули вокруг продольной оси, получаемым при выстреливании пули через дульную насадку Парадокс. Следует отметить, что так как пуля состоит из тяжелой головной части и более легкой донной части, то центр давления располагается сзади центра тяжести, и за счет этого, возможно, пуля будет стабилизироваться в полете и без насадки Парадокс, но это требует экспериментальной проверки.
КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ ПУЛИ. Шрапнельная пуля изображена на рис. 2.
1. Корпус головной части пули, 2. Ведущий поясок, 3. Корпус донной части пули, 4. Дробь, 5. Прокладка на дробь, 6. Прокладка на ВВ, 7. Заряд ВВ, 8. Лучевой капсюль-детонатор, 9. Пиротехнический замедлитель.
В головную часть пули засыпается дробь (4), которая фиксируется прокладкой (5). Донная часть пули содержит пиротехнический замедлитель (9), капсюль-детонатор (8) и заряд взрывчатого вещества (7). Важно исключить прорыв пороховых газов через замедлитель к капсюлю-детонатору в момент выстрела, чтобы не произошел преждевременный подрыв заряда ВВ. Поэтому пиротехнический замедлитель должен быть герметично запрессован в корпус донной части пули.
Так как донная часть пули в момент выстрела может испытывать деформации, то для снаряжения пули целесообразно использовать пластичное взрывчатое вещество (пластит), которое может деформироваться и которое, к тому же, является нечувствительным к удару. Кроме того, чтобы уменьшить деформации корпуса донной части пули, корпус выполняется переменной толщины, увеличивающейся в нижней части корпуса. Заряд ВВ закрывается прокладкой (6).
После раздельного снаряжения головной и донной частей пули они соединяются вместе и фиксируются (обжимаются) ведущим пояском (2). Внешний диаметр ведущего пояска равен 18,2 мм, то есть на 0,2 мм больше внутреннего диметра насадки Парадокс. За счет этого осуществляется закручивание пули при прохождении через Парадокс. Чтобы ведущий поясок в момент выстрела не проскальзывал по поверхности пули, он опирается на выступ в корпусе донной части пули.
МАССА ПУЛИ. Пуля имеет следующие ориентировочные характеристики массы:
1. Головная часть пули заполнена стальной дробью № 3. Дробь выбирается стальной из соображений, во-первых, чтобы не утяжелять пулю, во-вторых, чтобы твердая стальная дробь меньше деформировалась в момент подрыва заряда ВВ. Масса дроби составляет 20 г. Количество дробинок – 110 шт.
2. Корпус головной части выполнен из полиэтилена. Масса корпуса головной части толщиной 1 мм составляет 1 г.
3. Масса ВВ равна 4,5 г.
4. Корпус донной части пули выполнен из латуни. Масса донной части корпуса составляет 9,5 г.
5. Масса ведущего пояска из меди составляет около 5,5 г.
6. Суммарная масса пиротехнического замедлителя, капсюля-детонатора, прокладок на дробь и пулю – около 2 граммов.
Таким образом, масса пули равна 42,5 г. Общая масса пули, пыжей и центрирующего цилиндра ориентировочно равна 46 г.
Для определения времени работы пиротехнического замедлителя необходимо знать время движения пули по каналу ствола и время полета пули на дальность 100 м.
РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ДВИЖЕНИЯ ПУЛИ ПО КАНАЛУ СТВОЛА. Оценку времени движения пули по каналу ствола проведем по этой методике.
Для расчета будем использовать следующие исходные данные:
1. Масса пороха Сунар-Магнум – 2.4 г.
2. Максимальное давление в момент выстрела – 75 Мпа.
3. Общая масса пули и компонентов патрона – 46 г.
4. Длина ствола ружья – 750 мм.
Результаты расчета. На рис. 3 представлен график движения пули по каналу ствола, где по оси абсцисс отложено расстояние, проходимое пулей в канале ствола, а по оси ординат отложено время. Из графика видно, что пуля проходит всю длину ствола за 0,0024 с или за 2,4 миллисекунды. Таким образом, время движения пули по каналу ствола очень мало, поэтому в дальнейшем его можно не учитывать.
Расчетная методика позволяет также определить начальную скорость пули (на дульном срезе), которая в данном случае равна 383 м/с.
РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ДВИЖЕНИЯ ПУЛИ НА ТРАЕКТОРИИ. Оценку времени полета пули на дальность 100 м проведем по следующей методике, в которой вместо движения дробинки рассматривается движение пули.
Для расчета будем использовать следующие исходные данные:
1. Начальная скорость пули – 383 м/с.
2. Масса пули – 42,5 г.
3 Поскольку форма пули близка к цилиндру, то будем считать, что коэффициент лобового сопротивления пули равен коэффициенту лобового сопротивления цилиндра, расположенного вдоль набегающего потока воздуха, CD = 0,82.
Результаты расчета. На рис. 4 представлен график полетного времени пули в зависимости от расстояния, пройденного пулей по траектории. Из графика видно, что пуля проходит расстояние 100 м примерно за 0,35 секунды или за 350 миллисекунд.
Таким образом, исходя из графиков рис. 3 и рис. 4, пиротехнический замедлитель должен обеспечивать задержку 350 млсек. Время горения пиротехнического замедлителя зависит от состава и может изменяться в широких пределах от 0,6 до 420 мм/с. Задавая определенную скорость горения и используя рассчитанную продолжительность горения, можно определить размеры пиротехнического замедлителя.
ВЫВОДЫ: предложена конструкция и проведены расчеты габаритно-массовых и траекторных характеристик, показывающие возможность создания патрона 12 калибра с шрапнельной пулей, позволяющей эффективно обстреливать дрон на дальностях более 100 метров.