RU2502945C1 - Armour-piercing cartridge - Google Patents
Armour-piercing cartridge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2502945C1 RU2502945C1 RU2012142721/11A RU2012142721A RU2502945C1 RU 2502945 C1 RU2502945 C1 RU 2502945C1 RU 2012142721/11 A RU2012142721/11 A RU 2012142721/11A RU 2012142721 A RU2012142721 A RU 2012142721A RU 2502945 C1 RU2502945 C1 RU 2502945C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- bullet
- diameter
- equal
- length
- Prior art date
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims abstract description 5
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 claims description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 23
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 17
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 15
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 8
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical group [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000020094 liqueur Nutrition 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 235000020354 squash Nutrition 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к боеприпасам, в частности к патронам автоматным и винтовочным, имеющим сердечник из твердого сплава с высоким пробивным действием, предназначенным для поражения живой силы, расположенной в легкобронированной военной технике и открыто расположенной в бронежилетах.The invention relates to ammunition, in particular to machine-gun and rifle cartridges, having a core made of hard alloy with high breakdown action, designed to engage manpower located in lightly armored military equipment and openly located in body armor.
Известен патрон, содержащий пулю со стальным сердечником в свинцовой рубашке и биметаллической оболочке, гильзу, имеющую скат, капсюль-воспламенитель и метательный пороховой заряд. Оптимальные габаритные размеры пули и гильзы: длина пули (4,5-4,6)d, длина головной части пули (1,7-1,9)d, длина гильзы (4,1-4,3)d, длина ската гильзы (0,17-0,18)d, бутылочность корпуса гильзы (1,1-1,15)d, где d - калибр пули. Импульс порохового метательного заряда 45-55 кгс/дм2, плотность заряжания 0,5-0,6 г/см3, коэффициент веса пули 20-24 г/см3 (патент RU 2079805).Known cartridge containing a bullet with a steel core in a lead shirt and a bimetallic shell, a sleeve having a slope, an igniter capsule and a propellant powder charge. The optimal overall dimensions of the bullet and the sleeve: the length of the bullet (4.5-4.6) d, the length of the head of the bullet (1.7-1.9) d, the length of the sleeve (4.1-4.3) d, the length of the ramp cartridges (0.17-0.18) d, bottle body case (1.1-1.15) d, where d is the caliber of the bullet. The pulse of the propellant propellant charge is 45-55 kgf / dm 2 , the loading density is 0.5-0.6 g / cm 3 , the weight coefficient of the bullet is 20-24 g / cm 3 (patent RU 2079805).
Основным недостатком данного технического решений является низкое пробивное действие.The main disadvantage of this technical solution is the low breakdown effect.
Известен патрон, имеющий первый и второй ведущие пояски, патрон выполнен с длиной пули (4,44-4,60)d и длиной сердечника (3,72-3,9)d, ширина первого ведущего пояска (0,31-0,59)d, ширина второго ведущего пояска (0,5 0,8)d, радиус оживала головной части пули (7,73-8,45)d, длина хвостовой части пули (0,61-0,77)d, коэффициент веса пули (15,45-16,68) г/см3, плотность заряжания 0,88-0,96 г/см3, внутренний объем гильзы 1,9-2,0 см3, толщина стенки гильзы на расстоянии 1,44 d от торца равна (0,1-0,14)d, на расстоянии 2,52 d от торца - (0,08-0,11)d, на расстоянии 4,5 d от торца - (0,04-0,08)d, где d - калибр пули (патент RU 2206052).A known cartridge having a first and second leading belt, the cartridge is made with a bullet length (4.44-4.60) d and a core length (3.72-3.9) d, the width of the first leading belt (0.31-0, 59) d, the width of the second leading belt (0.5 0.8) d, the radius came to life of the head of the bullet (7.73-8.45) d, the length of the tail of the bullet (0.61-0.77) d, coefficient bullet weight (15.45-16.68) g / cm 3 , loading density 0.88-0.96 g / cm 3 , internal volume of the sleeve 1.9-2.0 cm 3 , wall thickness of the sleeve at a distance of 1, 44 d from the end face is (0.1-0.14) d, at a distance of 2.52 d from the end - (0.08-0.11) d, at a distance of 4.5 d from the end - (0.04- 0.08) d, where d is the caliber of the bullet (patent RU 2206052).
Недостатком данного технического решения является недостаточная пробивная способность сердечника при пробитии металлической брони и бронежилетов. Несмотря на то что в данном решении сердечник выполнен из стали и закален, основным видом разрушения сердечника является хрупкое разрушение хвостовика и головной части.The disadvantage of this technical solution is the lack of penetration of the core when breaking through metal armor and body armor. Despite the fact that in this solution the core is made of steel and hardened, the main type of core destruction is the brittle destruction of the shank and the head.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому патрону (прототипом) является патрон повышенной пробиваемости, известный из патента RU 2438092.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed cartridge (prototype) is an increased penetration cartridge, known from patent RU 2438092.
Известный патрон повышенной пробиваемости содержит пулю, имеющую оболочку, сердечник, состоящий из головной и хвостовой части, и свинцовую рубашку, стальную гильзу с капсюлем-воспламенителем и метательный пороховой заряд, патрон, характеризуется такими параметрами как длина пули, длина сердечника, при этом длина пули равна (3,52-4,60)d, длина сердечника пули равна (2,36-3,48)d, при этом сердечник выполнен из твердого сплава с содержанием карбида вольфрама по массе 85-96%, имеющий твердость HRA не ниже 85,0 единиц, предел прочности на изгиб не менее 2000МПа, головная часть сердечника выполнена конусообразной формы, длина которой равна (0,52-2,41)d, хвостовая часть имеет форму цилиндра, или усеченного конуса, или соединенных между собой цилиндра и усеченного конуса, причем меньший диаметр усеченного конуса равен (0,69-0,86)d, больший диаметр усеченного конуса хвостовой части равен диаметру цилиндра и диаметру головной части сердечника и равен (0,70-0,86)d, а длина цилиндра хвостовика равна (0,01-3,58)d, где d - диаметр калибра пули, поверхность сердечника полностью или частично имеет шероховатость не более Ra 1,6, а масса сердечника равна (0,34-0,62) массы пули. Кроме этого твердый сплав сердечника имеет предел прочности на сжатие не менее 4000 МПа, коэффициент интенсивности напряжений K1C не ниже 8 МПа м1/2, а конусообразная форма головной части сердечника образована прямой линией и/или дугой окружности с радиусом, равным (0,31-10,28)d, являющейся дугой сопряжения между линией, образующей конус, и линией, образующей цилиндрическую часть хвостовика, при этом длина части конуса, образованная дугой окружности, равна (0,01-3,70)d, имеет радиус закругления остроконечной части не более 0,3 мм и хвостовая часть сердечника и/или головная часть имеет покрытие, выполненное одним из физических или химических методов осаждения металлов.The well-known high penetration cartridge contains a bullet having a shell, a core consisting of a head and a tail, and a lead shirt, a steel sleeve with an igniter capsule and propellant powder charge, a cartridge, characterized by such parameters as the length of the bullet, the length of the core, and the length of the bullet is equal to (3.52-4.60) d, the length of the bullet core is equal to (2.36-3.48) d, while the core is made of a hard alloy with a tungsten carbide content of 85-96% by mass, having an HRA hardness of at least 85.0 units, bending strength not less than 2000MPa, g the tin part of the core is cone-shaped, the length of which is (0.52-2.41) d, the tail part is in the form of a cylinder, or a truncated cone, or interconnected cylinder and a truncated cone, and the smaller diameter of the truncated cone is (0.69 -0.86) d, the larger diameter of the truncated cone of the tail is equal to the diameter of the cylinder and the diameter of the head of the core and is equal to (0.70-0.86) d, and the length of the cylinder of the shank is (0.01-3.58) d, where d is the diameter of the caliber of the bullet, the surface of the core completely or partially has a roughness of not more than Ra 1.6, and ma meat core is equal to (0,34-0,62) bullet weight. In addition, the core alloy has a compressive strength of at least 4000 MPa, a stress intensity factor K 1C of at least 8 MPa m 1/2 , and the conical shape of the head of the core is formed by a straight line and / or circular arc with a radius equal to (0, 31-10,28) d, which is the conjugation arc between the line forming the cone, and the line forming the cylindrical part of the shank, while the length of the part of the cone formed by the circular arc is (0,01-3,70) d, has a rounding radius pointed part no more than 0.3 mm and the tail part is cordial The ica and / or head has a coating made by one of the physical or chemical methods of metal deposition.
Недостатком известного решения является недостаточная запреградная пробивная способность сердечника при пробитии им металлической брони при увеличении калибра пули, при этом сердечник остается неразрушенным. Остроконечный сердечник со скругленным острием конуса до 0,3 мм разрушает металлическую броню по механизму прокола с образованием отверстия за счет расплавления металла. При таком механизме разрушения металлической брони сердечник остается целым, но значительно снижается его запреградная скорость. Это обусловлено тем, что механизм пробития металлической брони проколом с образованием отверстия за счет расплавления металла является энергоемким, практически вся кинетическая энергия сердечника при его соударении с броней расходуется на нагрев места соударения.A disadvantage of the known solution is the lack of barrage breakdown ability of the core when it penetrates metal armor with increasing caliber of the bullet, while the core remains intact. A pointed core with a rounded point of the cone up to 0.3 mm destroys the metal armor by the puncture mechanism with the formation of a hole due to molten metal. With such a mechanism for the destruction of metal armor, the core remains intact, but its stall speed is significantly reduced. This is due to the fact that the mechanism of penetration of metal armor by a puncture with the formation of a hole due to the melting of the metal is energy-intensive, almost all of the kinetic energy of the core, when it collides with the armor, is spent on heating the collision site.
В основу изобретения поставлена задача повышения поражения живой силы, расположенной в легкобронированной военной технике и открыто расположенной в бронежилетах.The basis of the invention is the task of increasing the defeat of manpower located in lightly armored military equipment and openly located in body armor.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в увеличении запреградной скорости твердосплавного сердечника при пробитии металлической брони и увеличении запреградного поражающего воздействия патрона осколочными фрагментами брони, образованными сердечником при выходе из брони.In the process of solving this problem, a technical result is achieved, which consists in increasing the forbidden speed of the carbide core when breaking through metal armor and increasing the damaging effect of the cartridge with fragmentation fragments of armor formed by the core when leaving the armor.
Указанный технический результат достигается заявляемым патроном бронебойным, содержащим пулю, имеющую оболочку, сердечник, состоящий из головной и хвостовой части, свинцовую рубашку, стальную гильзу с капсюлем-воспламенителем и метательный пороховой заряд, длина пули равна (3,52-4,60)d, длина сердечника пули равна (2,36-3,48)d, при этом сердечник выполнен из твердого сплава, с содержанием карбида вольфрама по массе 85-96%, имеющий твердость HRA не ниже 85,0 единиц, предел прочности на изгиб не менее 2000МПа, головная часть сердечника выполнена конусообразной формы, длина которой равна (0,52-2,4l)d, хвостовая часть имеет форму цилиндра, или усеченного конуса, или соединенных между собой цилиндра и усеченного конуса, причем меньший диаметр усеченного конуса равен (0,69-0,86)d, больший диаметр усеченного конуса хвостовой части равен диаметру цилиндра и диаметру головной части сердечника и равен (0,70-0,86)d, а длина цилиндра хвостовика равна (0,01-3,58)d, где d - диаметр калибра пули, поверхность сердечника полностью или частично имеет шероховатость не более Ra 1,6, а масса сердечника равна (0,34-0,62) массы пули, при этом головная часть сердечника конусообразной формы имеет контактную площадку, диаметр которой равен (0,018-0,25)d, где d - калибр пули. Кроме этого твердый сплав имеет предел прочности на сжатие не менее 4000 МПа, коэффициент интенсивности напряжений K1C не ниже 8 МПа м1/2, конусообразная форма головной части сердечника образована прямой линией и/или дугой окружности с радиусом, равным (0,31-10,28)d, являющейся дугой сопряжения между линией, образующей конус, и линией, образующей цилиндрическую часть хвостовика, при этом длина части конуса, образованная дугой окружности, равна (0,01-3,70)d, хвостовая часть сердечника имеет фаску или радиус закругления до 0,15d, хвостовая часть сердечника и/или головная часть имеет покрытие, выполненное одним из физических или химических методов осаждения металлов.The specified technical result is achieved by the claimed armor-piercing cartridge containing a bullet having a shell, a core consisting of a head and a tail, a lead shirt, a steel sleeve with an igniter capsule and a propellant powder charge, the bullet length is (3.52-4.60) d , the length of the bullet’s core is (2.36-3.48) d, while the core is made of hard alloy, with a tungsten carbide content of 85-96% by mass, having a HRA hardness of not less than 85.0 units, the flexural strength is not less than 2000MPa, the head of the core is cone-shaped o shape, the length of which is (0.52-2.4 l) d, the tail part has the shape of a cylinder, or a truncated cone, or interconnected cylinder and a truncated cone, and the smaller diameter of the truncated cone is (0.69-0.86 ) d, the larger diameter of the truncated cone of the tail is equal to the diameter of the cylinder and the diameter of the head of the core and is (0.70-0.86) d, and the length of the cylinder of the shank is (0.01-3.58) d, where d is the diameter of a bullet caliber, the surface of the core completely or partially has a roughness of not more than Ra 1.6, and the mass of the core is equal to (0.34-0.62) of the mass of the bullet, while g Karlovna core part has a cone-shaped pad, the diameter of which is equal to (0,018-0,25) d, where d - caliber bullets. In addition, the hard alloy has a compressive strength of at least 4000 MPa, a stress intensity factor K 1C of at least 8 MPa m 1/2 , the conical shape of the head of the core is formed by a straight line and / or circular arc with a radius equal to (0.31- 10.28) d, which is the conjugation arc between the line forming the cone, and the line forming the cylindrical part of the shank, while the length of the part of the cone formed by the circular arc is (0.01-3.70) d, the tail of the core has a bevel or a radius of curvature up to 0.15d, the tail of the core and / or the head part has a coating made by one of the physical or chemical methods of metal deposition.
Изменение соотношений конструктивных параметров вышеуказанных пределов заметно повлияет на характеристики патрона бронебойного.Changing the ratios of the structural parameters of the above limits will significantly affect the characteristics of the armor-piercing cartridge.
Уменьшение длины пули менее 3,52 калибра приводит к уменьшению массы пули и сердечника и, следовательно, к уменьшению пробивного действия и внешних баллистических характеристик патрона в целом. Увеличение длины пули более 4,60 калибра приводит к увеличению массы пули и, следовательно, импульса отдачи патрона. При этом увеличивается давление пороховых газов и скорость подвижных частей оружия, что приводит к его более быстрому износу. Возникает трудность стабилизации пули на траектории и ухудшается кучность стрельбы.Reducing the length of the bullet less than 3.52 caliber leads to a decrease in the mass of the bullet and the core and, consequently, to a decrease in the breakdown effect and external ballistic characteristics of the cartridge as a whole. Increasing the length of the bullet more than 4.60 caliber leads to an increase in the mass of the bullet and, consequently, the recoil momentum of the cartridge. This increases the pressure of the powder gases and the speed of the moving parts of the weapon, which leads to its more rapid wear. There is a difficulty in stabilizing the bullet on the trajectory and the accuracy of fire is deteriorating.
Уменьшение длины сердечника менее 2,36 калибра снижает его массу и снижает пробивное действие из-за уменьшения удельного давления на преграду.Reducing the length of the core less than 2.36 caliber reduces its mass and reduces the breakdown effect due to the reduction of specific pressure on the barrier.
Увеличение длины сердечника более 3,48 калибра снижает пробивное действие из-за уменьшения его устойчивости.An increase in core length of more than 3.48 caliber reduces the breakdown effect due to a decrease in its stability.
Оценка материала по микроструктуре позволяет проводить оптимизацию материала для сердечника пули, обладающего максимальной пробивной способностью. Выполнение сердечника из твердого сплава с содержанием карбида вольфрама по массе 85-96%, имеющего твердость HRA не ниже 85,0 единиц, предел прочности на изгиб не менее 2000 МПа, предел прочности на сжатие не менее 4000 МПа и коэффициент интенсивности напряжений K1C не ниже 8 МПа м1/2, позволяет в месте контакта с преградой выдерживать высокие контактные нагрузки в момент соударения. Кроме этого важную роль в механизмах разрушения играют поверхностные дефекты, которые появляются в процессе изготовления сердечника. Устранение дефектного слоя сердечника, доведение его поверхности до шероховатости Ra 1,6 и ниже позволит значительно повысить его пробивную способность за счет исключения зарождения и развития поверхностных микротрещин. Дополнительная механическая обработка позволит повысить точность изготовления сердечника, уменьшить разброс его по весу, оптимизировать геометрические параметры, что в конечном счете улучшит кучность и увеличит дальность поражения в целом.Evaluation of the material by the microstructure allows optimization of the material for the core of the bullet, which has the maximum breakdown ability. The implementation of the core of a hard alloy with a tungsten carbide content by weight of 85-96%, having a hardness of HRA of at least 85.0 units, a flexural strength of at least 2000 MPa, a compressive strength of at least 4000 MPa and a stress intensity factor of K 1C not below 8 MPa m 1/2 , allows in contact with the barrier to withstand high contact loads at the time of impact. In addition, an important role in the mechanisms of destruction is played by surface defects that appear during the core manufacturing process. Elimination of the defective layer of the core, bringing its surface to a roughness of Ra 1.6 and below will significantly increase its breakdown ability by eliminating the nucleation and development of surface microcracks. Additional machining will increase the accuracy of core manufacturing, reduce its weight spread, optimize geometric parameters, which ultimately will improve accuracy and increase the range of damage in general.
Снижение числа сердечников, которые хрупко разрушаются, при пробитии брони достигается за счет выполнения сердечника оптимального по свойствам материала и геометрической форме. Изготовление сердечника в виде тела вращения, соединенных между собой конусообразной головной части, длина которой равна (0,52-2,41)d, хвостовой части в форме цилиндра, или усеченного конуса, или соединенных между собой цилиндра и усеченного конуса, причем меньший диаметр усеченного конуса равен (0,69-0,86)d, больший диаметр усеченного конуса хвостовой части равен диаметру цилиндра и диаметру головной части сердечника и равен (0,70-0,86)d, а длина цилиндра хвостовика равна (0,01-3,58)d, хвостовая часть сердечника имеет фаску или радиус закругления до 0,15d, где d - диаметр калибра пули, позволяет реализовать оптимальные геометрические размеры сердечника, позволив повысить кучность поражения при увеличении дальности стрельбы. Оптимизация физико-механических свойств твердосплавного материала, из которого изготовляется сердечник с оптимальной макро- и микроструктурой позволяют сердечнику выдерживать высокие контактные нагрузки в момент соударения с броней.The reduction in the number of cores that are brittlely destroyed when breaking through the armor is achieved by performing a core that is optimal in material properties and geometric shape. The manufacture of a core in the form of a body of revolution, interconnected by a cone-shaped head part, the length of which is (0.52-2.41) d, a tail part in the form of a cylinder, or a truncated cone, or interconnected cylinder and a truncated cone, with a smaller diameter the truncated cone is (0.69-0.86) d, the larger diameter of the truncated cone of the tail is equal to the diameter of the cylinder and the diameter of the head of the core and is (0.70-0.86) d, and the length of the cylinder of the shank is (0.01 -3.58) d, the tail of the core has a chamfer or radius of curvature up to 0.15d, where d is the diameter of the caliber of the bullet, allows you to realize the optimal geometric dimensions of the core, allowing you to increase the accuracy of the damage with increasing firing range. Optimization of the physicomechanical properties of the carbide material from which the core with the optimal macro- and microstructure is made allows the core to withstand high contact loads at the moment of collision with the armor.
В точке контакта происходит значительное повышение температуры и давления за короткий промежуток времени. Экспериментально установлено, что в месте контакта появляются области с сильно локализованной пластической деформацией, называемые плоскостями адиабатического сдвига (ПАС), в окрестностях которых концентрируется тепло. Быстрое деформирование металла приводит к локализованному нагреву контакта и катастрофическому разрушению брони в виде плавления. Выполняя контактную площадку на головной конусообразной части сердечника, диаметр которой равен (0,018-0,25)d, где d - калибр пули, мы получаем стабильные результаты по пробитию брони, так как каждый раз повторяется один и тот же механизм пробития с образованием ПАС в первой стадии пробития брони и хрупким разрушением тыльной стороны бронеплиты во второй стадии пробития плиты. При реализации такого механизма пробития не происходит хрупкого разрушения сердечника, он сохраняет свою форму, а реализация менее энергоемкого, хрупкого разрушения, сохраняет его кинетическую энергию, а следовательно, запреградное поражающее действие.At the contact point, a significant increase in temperature and pressure occurs over a short period of time. It was experimentally established that at the contact point there appear regions with strongly localized plastic deformation, called adiabatic shear planes (PAS), in the vicinity of which heat is concentrated. Rapid deformation of the metal leads to localized heating of the contact and catastrophic destruction of the armor in the form of melting. Performing the contact pad on the head cone-shaped part of the core, the diameter of which is (0.018-0.25) d, where d is the caliber of the bullet, we get stable results on penetration of the armor, since the same penetration mechanism is repeated each time with the formation of PAS in the first stage of penetration of the armor and the fragile destruction of the back of the armor plate in the second stage of penetration of the plate. With the implementation of such a mechanism of penetration, brittle destruction of the core does not occur, it retains its shape, and the implementation of less energy-intensive, brittle destruction preserves its kinetic energy, and consequently, the damaging effect.
Как правило, с увеличением калибра пули увеличивается и общая длина сердечника и время прохождения сердечником всей толщины брони. Остроконечный сердечник со скругленным острием конуса до 0,3 мм разрушает металлическую броню по механизму прокола с образованием отверстия за счет расплавления металла. При таком механизме разрушения сердечник остается целым, но при этом его запреградная скорость значительно снижается. При недостаточной скорости соударения сердечника с поверхностью брони энергии не хватает, чтобы расплавить металл, и сердечник может остаться в броне. На фиг.1 показано (фото для эксперта), как сердечник со скругленным острием конуса до 0,3 мм (прототип) только наполовину выходит из бронеплиты. Недостаток обусловлен неоптимальным соотношением геометрических параметров острия сердечника. Авторами предлагаемого технического решения установлено, что возможно реализация механизма разрушения брони, когда на первом этапе внедрения сердечника в броню реализуется энергоемкий механизм пробития проколом с расплавлением металла и на втором этапе прохождения сердечником брони, когда сердечник выходит из брони с реализацией механизма разрушения менее энергоемкого, а именно хрупкого разрушения тыльной стороны. Такой смешанный механизм пробития брони, по мнению авторов, возможен при наличии у сердечника в головной части контактной площадки, диаметр которой равен (0,018-0,25)d, где d - диаметр калибра пули, это подтверждают экспериментальные данные при фрактографическом исследовании внутренней поверхности пулевого отверстия в броне. Механизм хрупкого разрушения тыльной стороны брони реализуется сердечниками, имеющими контактную площадку в головной части сердечника. Наличие такой площадки большого размера может привести к разрушению самого сердечника. Проведенные исследования показали, что при наличии контактной площадки, диаметр которой равен (0,018-0,25)d, где d - диаметр калибра пули, внутренняя поверхность пулевого отверстие имеет различные зоны по отражательной способности на входном и выходном кратерах отверстия, тогда как внутренняя поверхность пулевого отверстия, образованная сердечником прототипа, практически не имеет такого четкого разделения. Отличие заключается в характерной зоне на выходе из отверстия (фиг 2, фото для эксперта). В первом случае (прототип) зона, в которой происходит откол частиц на выходе, очень маленькая и имеются отогнутые по ходу движения сердечника лепестки из металла брони. При этом лепестки не имеют зон долома и хрупкого разрушения у основания отгиба. Совсем другой механизм разрушения наблюдается при пробитии брони сердечником, у которого имеется контактная площадка в головной части. В данном случае на выходе из отверстия практически отсутствуют части брони в виде лепестков. Отчетливо видна зона отрыва кусочков брони на выходе из отверстия. Наблюдаются зоны разрушения отрывом, характерные для хрупкого разрушения. При наличии контактной площадки в головной части сердечника, при пробитии брони реализуется смешанный механизм разрушения брони. Первый этап - внедрение сердечника в броню, у остроконечного сердечника и сердечника с контактной площадкой идентичны, реализуются энергоемкие механизмы пробития проколом с расплавлением металла. При дальнейшем внедрении сердечника с контактной площадкой контактная площадка впереди себя формирует кольцевые трещины с образованием так называемых конусов Герца (Каркашадзе Г.Г. Механическое разрушение горных пород: Учеб. пособие для вузов. - М.: Издательство Московского государственного горного университета. 2004. - стр.136-137). Нагрузка внутри конуса Герца возрастает и под площадкой сердечника формируется опережающее ядро уплотнения - зона всестороннего сжатия. В ядре сжатия материал брони испытывает напряжения многократно, на один-два порядка превышающие базовую прочностную характеристику - предел прочности при одноосном сжатии. Ядро уплотнения накапливает потенциальную энергию деформаций. В момент выхода концентрических трещин на поверхность образуется выходной кратер, потенциальная энергия деформаций переходит в кинетическую энергию фрагментов брони, вызывая их отрыв, фрагментацию и разлет с большой скоростью, до 100 м/с. После завершения акта освобождения выходной зоны от фрагментов разрушения сердечник продолжает движение за преградой брони с большой скоростью.As a rule, with an increase in the caliber of the bullet, the total length of the core and the passage time of the core through the entire thickness of the armor increase. A pointed core with a rounded point of the cone up to 0.3 mm destroys the metal armor by the puncture mechanism with the formation of a hole due to molten metal. With such a mechanism of destruction, the core remains intact, but at the same time its blocking speed is significantly reduced. With insufficient speed of collision of the core with the surface of the armor, there is not enough energy to melt the metal, and the core may remain in the armor. Figure 1 shows (photo for an expert) how a core with a rounded point of the cone to 0.3 mm (prototype) only half comes out of the armor plate. The disadvantage is due to a non-optimal ratio of the geometric parameters of the core tip. The authors of the proposed technical solution found that it is possible to implement the mechanism of destruction of the armor when the energy-intensive mechanism of penetration by piercing with molten metal is realized at the first stage of penetration of the core into the armor and at the second stage the core passes through the armor when the core leaves the armor with the implementation of a less energy-intensive destruction mechanism namely, the brittle destruction of the back. Such a mixed mechanism of armor penetration, according to the authors, is possible if the core in the head of the contact pad has a diameter of (0.018-0.25) d, where d is the diameter of the bullet’s caliber, this is confirmed by experimental data from a fractographic study of the inner surface of the bullet holes in the armor. The mechanism of brittle destruction of the back of the armor is implemented by cores having a contact area in the head of the core. The presence of such a large area can lead to the destruction of the core itself. The studies showed that in the presence of a contact pad, the diameter of which is (0.018-0.25) d, where d is the diameter of the bullet’s caliber, the inner surface of the bullet hole has different reflectivity zones at the entrance and exit craters of the hole, while the inner surface the bullet hole formed by the core of the prototype, practically does not have such a clear separation. The difference lies in the characteristic zone at the exit of the hole (Fig. 2, photo for the expert). In the first case (prototype), the zone in which the particles break off at the exit is very small and there are petals made of armor metal bent along the core. Moreover, the petals do not have zones of dolom and brittle fracture at the base of the limb. A completely different destruction mechanism is observed when armor is pierced by a core, which has a contact area in the head part. In this case, at the exit from the hole, there are practically no parts of the armor in the form of petals. The separation zone of pieces of armor at the exit from the hole is clearly visible. Breakaway fracture zones characteristic of brittle fracture are observed. If there is a contact pad in the head of the core, when the armor is broken through, a mixed mechanism of armor destruction is realized. The first stage is the introduction of the core into the armor, at the spiky core and core with a contact pad are identical, energy-intensive mechanisms of penetration by piercing with molten metal are implemented. With the further introduction of a core with a contact pad, the contact pad in front of itself forms annular cracks with the formation of the so-called Hertz cones (GG Karkashadze Mechanical rock destruction: Textbook for universities. - M.: Moscow State Mining University. 2004. - pg. 136-137). The load inside the Hertz cone increases and a leading compaction core is formed under the core area - the zone of comprehensive compression. In the compression core, the armor material experiences stresses many times, one or two orders of magnitude higher than the basic strength characteristic - ultimate strength under uniaxial compression. The compaction core accumulates potential strain energy. At the moment concentric cracks exit to the surface, an output crater forms, the potential energy of the deformations passes into the kinetic energy of the armor fragments, causing them to detach, fragment, and expand at a high speed, up to 100 m / s. After completion of the act of freeing the exit zone from the fragments of destruction, the core continues to move beyond the armor barrier with great speed.
Запредельное изменение указанных параметров контактной площадки конуса головной части сердечника патрона бронебойного ведет к существенному ухудшению боевых характеристик, снижению запреградной скорости твердосплавного сердечника при пробитии металлической брони, снижению запреградного поражающего воздействия осколочными фрагментами брони, образованными сердечником патрона при выходе из брони.An extreme change in the indicated parameters of the contact area of the cone of the head part of the core of the armor-piercing cartridge leads to a significant deterioration in the combat characteristics, a decrease in the forbidden speed of the hard-alloy core when metal armor is pierced, and a decrease in the forbidden damaging effect by fragmented armor fragments formed by the core of the cartridge when leaving the armor.
На фиг.3 представлена конструкция предлагаемого патрона, где L - длина пули, которая равна L=(3,52-4,60)d, 1 - пуля, стальная гильза - 2, метательный пороховой заряд - 3 и капсюль-воспламенитель - 4 с неоржавляющим составом 5.Figure 3 presents the design of the proposed cartridge, where L is the length of the bullet, which is equal to L = (3.52-4.60) d, 1 is the bullet, the steel sleeve is 2, the propellant powder charge is 3, and the primer is 4 with
На фиг.4 представлена пуля 1, состоящая из биметаллической оболочки 6, свинцовой рубашки 7 и твердосплавного сердечника 8. Сердечник 8 состоит из головной части 8.1 и хвостовой части 8.2. Головная часть 8.1 состоит из конуса 8.1.1, образованного прямой линией, и конусообразной части 8.1.2, образованной частью окружности. Хвостовая часть 8.2 состоит или из цилиндра 8.2.1, или из усеченного конуса 8.2.2, или из цилиндра 8.2.1 и усеченного конуса 8.2.2, соединенных между собой, имеет фаску или радиус закругления 8.2.3 до 0,15d. Соотношения конструктивных параметров патрона определены в зависимости от калибра патрона. Длина l0 сердечника 8 равна l0=(2,36-3,48)d, длина головной части l0 сердечника 8.1 равна l1=(0,52-2,41)d, l2 - длина части сердечника 8.1.1, образованная радиусом окружности R1, равным R1=(0,31-10,28)d, длина l2 равна l2=(0>01-3,70)d, длина цилиндрической части l3 хвостового сердечника 8.2.1 равна l3=(0,01-3,58)d. Больший диаметр D1 усеченного конуса хвостовика равен диаметру цилиндра и диаметру головной части сердечника и равен D1=(0,70-0,86)d, меньший диаметр D2 усеченного конуса равен D2=(0,69-0,86)d. Головная часть сердечника конусообразной формы имеет контактную площадку, диаметр D3 которой равен D3=(0,018-0,25)d. Поверхности сердечника полностью или частично (либо головная часть, либо хвостовая часть) дополнительно шлифуются до шероховатости не выше Ra 1,6.Figure 4 presents the bullet 1, consisting of a bimetallic shell 6, a
Для подтверждения высокого запреградного поражающего действия предлагаемого патрона бронебойного проводили сравнительные стрельбы с бронебойными патронами калибра 7,62 с твердосплавным сердечником, изготовленным по прототипу. В качестве пробиваемого материала использовалась бронеплита марки 2П толщиной 10 мм на удалении 200 метров. Запреградное действие патрона оценивали по пробитию пакета сосновых досок толщиной 25 мм, расположенному сразу за броней.To confirm the high damaging effect of the proposed armor-piercing cartridge, comparative firing was conducted with 7.62 caliber armor-piercing cartridges with a carbide core made according to the prototype. As punched material used armor plate brand 2P with a thickness of 10 mm at a distance of 200 meters. The back-action of the cartridge was evaluated by breaking through a package of pine boards 25 mm thick, located immediately after the armor.
Определяли глубину проникновения сердечника в пакет из досок и количеству осколков, прошедших одну доску.The depth of penetration of the core into the package of boards and the number of fragments that passed one board were determined.
В таблице представлены результаты сравнительных испытаний.The table shows the results of comparative tests.
Как видно из результатов эксперимента, предлагаемый патрон с сердечником, имеющим контактную площадку, диаметр которой равен (0,018-0,25)d, где d - диаметр калибра пули, имеет более высокую запреградную скорость (количество пробитых досок больше) и количество значимых повреждений осколками бронеплиты по сравнению с прототипом. Таким образом, совокупность всех указанных в формуле соотношений конструктивных параметров патрона обеспечивает создание патрона, который имеет более высокие характеристики по пробивному действию. Данные соотношения и полученные данные по механизму разрушения металлической брони могут быть использованы для создания патронов различного калибра.As can be seen from the results of the experiment, the proposed cartridge with a core having a contact pad, the diameter of which is (0.018-0.25) d, where d is the diameter of the caliber of the bullet, has a higher stopping speed (the number of punched boards is greater) and the number of significant damage by fragments armor plates in comparison with the prototype. Thus, the totality of all the ratios of the design parameters of the cartridge specified in the formula ensures the creation of a cartridge that has higher performance in punching action. These ratios and the obtained data on the mechanism of destruction of metal armor can be used to create cartridges of various calibers.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012142721/11A RU2502945C1 (en) | 2012-10-08 | 2012-10-08 | Armour-piercing cartridge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012142721/11A RU2502945C1 (en) | 2012-10-08 | 2012-10-08 | Armour-piercing cartridge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2502945C1 true RU2502945C1 (en) | 2013-12-27 |
Family
ID=49817766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012142721/11A RU2502945C1 (en) | 2012-10-08 | 2012-10-08 | Armour-piercing cartridge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2502945C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742165C1 (en) * | 2020-05-12 | 2021-02-02 | Александр Алексеевич Семенов | Armor-piercing bullet |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070000404A1 (en) * | 2004-04-26 | 2007-01-04 | Olin Corporation, A Corporation Of The Commonwealth Of Virginia | Jacketed boat-tail bullet |
| RU112390U1 (en) * | 2011-08-22 | 2012-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТехКомплект" | ARMOR BARRIER CORE |
| US20120067245A1 (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-22 | Masinelli Kyle A | Bullet |
-
2012
- 2012-10-08 RU RU2012142721/11A patent/RU2502945C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070000404A1 (en) * | 2004-04-26 | 2007-01-04 | Olin Corporation, A Corporation Of The Commonwealth Of Virginia | Jacketed boat-tail bullet |
| US20120067245A1 (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-22 | Masinelli Kyle A | Bullet |
| RU112390U1 (en) * | 2011-08-22 | 2012-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТехКомплект" | ARMOR BARRIER CORE |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742165C1 (en) * | 2020-05-12 | 2021-02-02 | Александр Алексеевич Семенов | Armor-piercing bullet |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11307005B2 (en) | Predictably fragmenting projectiles having internally-arranged geometric features | |
| Chen et al. | Experimental research on the long rod penetration of tungsten-fiber/Zr-based metallic glass matrix composite into Q235 steel target | |
| RU126449U1 (en) | Armor-piercing cartridge | |
| RU2372579C1 (en) | Small arms cartridge | |
| RU170524U1 (en) | ARMOR BARRIER CORE | |
| RU190914U1 (en) | CARTRIDGE WITH A SOLID-HEATED CORE FOR SMALL ARMS | |
| RU2438092C1 (en) | Cartridge of increased penetration | |
| DE102014014332B3 (en) | Apparatus and method for the controlled fragmentation by means of temperature-activated Kerbladungen | |
| RU2486450C1 (en) | Fragmentation grenade body | |
| RU2502945C1 (en) | Armour-piercing cartridge | |
| Abdelsalam et al. | Tungsten carbide core 12.7 x99 mm AP projectiles ballistic behavior against high hardness steel armor | |
| EP3514479B1 (en) | Multi-purpose projectile | |
| RU130687U1 (en) | Armor-piercing CORE CORE WITH HEAD CONIC PART OF THE LIVING FORM | |
| RU128307U1 (en) | Armor-piercing cartridge with lively head of the heart | |
| RU190920U1 (en) | HEART FOR SMALL ARMS FROM SOLID ALLOY | |
| RU127446U1 (en) | Armor-piercing bullet | |
| RU99867U1 (en) | CAMERA OF THE INCREASED PERFORMANCE | |
| RU2438096C1 (en) | Armour-piercing bullet | |
| RU2502943C1 (en) | Armour-piercing bullet slug | |
| RU224985U1 (en) | CARTRIDGE FOR SMALL WEAPONS WITH INCREASED PENETRATION | |
| RU190660U1 (en) | CARTRIDGE FOR SHOOTING WEAPONS WITH A SOLID ALLOY CORE | |
| RU2502944C1 (en) | Armour-piercing bullet | |
| RU2486446C1 (en) | Rifle-grenade body | |
| RU2742165C1 (en) | Armor-piercing bullet | |
| RU126818U1 (en) | ARMOR BARRIER CORE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171009 |