در طول جنگ جهانی اول ، متخاصم شروع به استفاده از محافظ زره شخصی برای افراد پیاده در قالب کلاه های فولادی و سرنشینان تیرانداز کردند ، که در فاصله معینی با گلوله های کوچک با سرعت کم قابل نفوذ نبود. در حال حاضر ، SIBZ با صفحات کامپوزیت کاربید بور با ضخامت 9 میلی متر نمی تواند توسط گلوله های زره پوش با هسته فولادی کالیبر 5 ، 45x39 میلی متر ، 5 ، 56x45 میلی متر ، 7 ، 62x39 میلی متر ، 7 ، 62x51 میلی متر نفوذ کند. و 7 ، 62x54 میلی متر در فاصله کمتر از 100 متر …
برای غلبه بر این مانع ، گلوله های سلاح های کوچک زرهی به طور فزاینده ای از هسته ای ساخته شده از آلیاژ کامپوزیت کاربید تنگستن با کبالت از نوع VK8 با اندازه دانه کمتر از 1 میکرومتر استفاده می کنند ، که قدرت نهایی آن در خم شدن 2 است. GPa ، در فشرده سازی 4 GPa در سختی HRA 85 واحد. آلیاژ فلزی از نوع تنگستن VNZh97 با قیاس با هسته های گلوله توپخانه سوراخ کننده زره بسیار امیدوار کننده تر است. با این حال ، صفحات SIBZ هم با افزایش درصد کاربید بور در کامپوزیت و هم با ضخامت صفحات (با در نظر گرفتن تمایل به استفاده از اسکلت های بیرونی غیرفعال به عنوان بخشی از تجهیزات پیاده نظام) دارای افزایش مقاومت هستند. به
علاوه بر این ، گلوله کلاسیک پوسته ogival یک حامل بسیار ناکارآمد از یک هسته سوراخ کننده زره است ، زیرا نیاز به استفاده از یک ژاکت سربی برای عبور از لوله تفنگ بدون از بین بردن آنها در هنگام تماس با آلیاژ سخت هسته وجود دارد. در نتیجه ، جرم هسته خود به حداقل می رسد. به عنوان مثال ، یک گلوله از یک کارتریج 7N24M کالیبر 5 ، 45x39 میلی متر با یک ژاکت دو فلزی ، یک ژاکت سربی و یک هسته سوراخ کننده زره ساخته شده از آلیاژ VK8 وزن 4.1 گرم دارد که وزن هسته آن تنها 1.8 گرم است. علاوه بر این ، هنگام برخورد با صفحه SIBZ ، بخشی از انرژی جنبشی گلوله برای خرد کردن پوسته دو فلزی ، سوراخ کردن آن با هسته سوراخ زره و پاره کردن ژاکت سربی صرف می شود.
یک روش م moreثرتر برای افزایش نفوذ زرهی گلوله های اسلحه کوچک ، افزایش سرعت اولیه آنها و کاهش سطح مقطع است. اندازه گیری اول انرژی جنبشی گلوله را افزایش می دهد ، دومی بار خاص را در قسمت تماس گلوله با مانع افزایش می دهد. سرعت گلوله با حداکثر فشار گازهای پودری در بشکه محدود می شود ، که در حال حاضر به 4500 اتمسفر می رسد و با استحکام فولاد بشکه تعیین می شود. این محدودیت با کاهش جرم و قطر گلوله و در عین حفظ قطر سوراخ یکسان برطرف می شود. با تغییر به گلوله های زیر کالیبر برای هدایت گلوله زیر کالیبر در سوراخ ، از تسمه های پیشرو توسعه یافته در سطح هسته یا پالت پلیمری استفاده می شود که چگالی مواد آن 9-11 برابر چگالی برنج یا سرب است.
اولین راه حل سازنده در این زمینه گلوله هارولد گرلیخ آلمانی است که در یک سوم اول قرن بیستم توسعه یافته و مجهز به دو کمربند مخروطی برجسته است. گلوله در پرواز با چرخش تثبیت شد ، لوله تفنگ دارای قطر متغیری بود که تا انتها باریک می شد و این امر باعث می شد که در استفاده از انرژی گازهای پودری به کارآیی یکنواخت و بیشتری دست یابیم. در نتیجه ، یک گلوله با وزن 6.5 گرم با سرعت 1600 متر بر ثانیه شتاب گرفت و یک صفحه فولادی به ضخامت 12 میلی متر در فاصله 60 میلی متر سوراخ کرد.با این حال ، تولید یک بشکه تفنگ با قطر متغیر بسیار گران بود و دقت شلیک با گلوله با کمربندهای پیشرو ، که هنگام شلیک مچاله شده بود ، چیزهای زیادی را برای دلخواه باقی گذاشت.
دومین راه حل طراحی در زمینه گلوله های زیر کالیبر ، توسعه شرکت آمریکایی AAI به سرپرستی آن ایروین بار است که در سال 1952 یک فشنگ تفنگ 12 درجه مجهز به 32 عنصر قابل توجه به شکل تیر را در یک ظرف قرار داد. پالت فشار نوع آزمایشات نشان داده است که گلوله های پیکان شکل دارای تأثیر مخرب زیادی هستند ، اما به دلیل عدم امکان ارائه جهت معین پرواز گلوله ها پس از خروج گروهی آنها از لوله ، دقت شلیک پایینی دارند.
کار ابتکاری تحت برنامه تحقیقاتی SALVO ارتش ایالات متحده ادامه یافت. AAI یک کارتریج تک گلوله XM110 کالیبر 5 ، 6x53 میلی متر با یک آستین کششی بزرگ ، مجهز به گلوله زیر کالیبر فلزی شکل به قطر 1 ، 8 میلی متر و دم کالیبر توسعه داده است. به عنوان یک دستگاه پیشرو ، از یک ظرف مخصوص کشش ساخته شده از آلیاژ منیزیم استفاده شد که پس از خروج گلوله از لوله ، توسط یک ضامن به قسمتهایی تقسیم شد. تیراندازی از سلاح های کوچک با یک لوله صاف انجام شد ، تثبیت گلوله در پرواز توسط واحد دم انجام شد. نوارهای آیرودینامیکی روی صفحه های امپننج سرعت زاویه ای کوچکی از چرخش گلوله را تنظیم می کنند تا به طور متوسط تأثیر آن را بر صراط مستقیم نقص های تولیدی در ساخت آن ، متوسط کنند.
در طی آزمایشات ، یک نسخه بهبود یافته از کارتریج 5 ، 77x57V XM645 توسعه داده شد ، که از یک ظرف جدا کننده چهار قسمتی ساخته شده از فایبرگلاس با روکش تفلون استفاده می کرد که بر اثر اصطکاک روی گلوله در بشکه نگه داشته شده و به قسمتهای زیر تقسیم می شد. تأثیر فشار هوا پس از پرتاب گلوله از لوله. طول فشنگ 63 میلی متر ، طول گلوله پیکان شکل 57 میلی متر ، وزن گلوله 0.74 گرم ، پالت 0.6 گرم ، سرعت پوزه گلوله 1400 متر بر ثانیه بود
با این حال ، در تلاش برای ایجاد بیشترین افزایش طول گلوله ، AAI مجبور به افزایش طول کارتریج شد که به دلیل اصطکاک زیاد در محفظه ، قابلیت اطمینان مکانیزم بارگیری مجدد را تحت تأثیر قرار داد و همچنین منجر به افزایش اندازه شد. و وزن گیرنده سلاح های کوچک
بنابراین ، در برنامه بعدی ارتش ایالات متحده ، به نام SPIW ، رهبر کارتریج 5 ، 6x44 XM144 بود ، که توسط Frankfort Arsenal در فاکتور شکل کارتریج کم ضربه 5 ، 56x45 میلی متر توسعه یافته بود. نسخه بهبود یافته کارتریج SFR XM216 دارای یک آستین استاندارد بود ، طول کارتریج 49.7 میلی متر ، طول گلوله پیکان 45 میلی متر ، وزن گلوله 0.65 گرم ، وزن پالت 0.15 بود. گرم ، سرعت گلوله گلوله 1400 متر بر ثانیه بود
شلیک آزمایشی که در چارچوب برنامه های SALVO و SPIW با استفاده از گلوله های بسیار کم جرم به شکل پیکان زیر کالیبر انجام شد ، معایب مهلک چنین گلوله هایی را نشان داد-افزایش رانش جانبی تحت تأثیر باد و انحراف قابل توجه از مسیر مشخص شده هنگام شلیک زیر باران
در اتحاد جماهیر شوروی ، اولین کارتریج 7 ، 62 / 3x54 میلی متر با گلوله پیکان زیر کالیبر تحت رهبری دیمیتری شیرایف در اوایل دهه 1960 در NII-61 (TsNIITOCHMASH آینده) توسعه یافت. گلوله پیکان شکل در جرم بیشتر ، طول کمتر (3x51 میلی متر) ، عدم باریک شدن در ناحیه دم و از همه مهمتر روش اتصال پالت و گلوله با کمک شانه با همتایان آمریکایی خود تفاوت داشت. روی محور پیکان اعمال می شود. این راه حل این امکان را فراهم کرد که بتوان با یک حرکت کششی بیشتر از طرف پالت ، یک گلوله چند برابر جرم را نسبت به همتایان آمریکایی خود گرفت.
پالت دو قسمتی از آلیاژ آلومینیوم ساخته شده بود ، بنابراین ، هنگام جدا شدن پس از خروج از بشکه ، خطر خاصی را برای تیراندازان همسایه به همراه داشت.علاوه بر این ، آلومینیوم به شدت به سطح سوراخ بشکه چسبیده بود ، که نیاز به تمیز کردن خشک بشکه در هر 100-200 ضربه داشت. اما منفی ترین خاصیت گلوله های پیکان شکل ، اثر کشنده کم آنها بر نیروی انسانی بود-گلوله های با سرعت بالا زره را کاملاً سوراخ کردند و مانند سوزن ها ، بدون ایجاد چکش آب ضربه ای و بدون ایجاد کانال زخم ، از بافت نرم عبور کردند. با قطر بزرگ
در ارتباط با این شرایط ، در سال 1965 ، تحت رهبری ولادیسلاو دوریانینوف ، توسعه یک کارتریج جدید با کالیبر 10/4 ، 5x54 میلی متر با گلوله ای پیکان شکل با طرح اصلاح شده با وزن به 4.5 گرم افزایش یافت. در طول توسعه ، از یک ماده پلیمری برای ساخت یک پالت استفاده شد که سوراخ لوله را در حین شلیک آلوده نمی کند ، از یک دم باریک محور (مانند همتایان آمریکایی) برای افزایش ضریب بالستیک و یک برش عرضی استفاده شد. شفت در ناحیه شانه و صاف روی نقطه گلوله با هدف بر این اساس ، تضعیف سازنده گلوله برای شکستن به دو قسمت و واژگون شدن گلوله در فرایند نفوذ به بافتهای نرم تشکیل شد.
این راه حل های فنی امکان افزایش اثر کشنده گلوله های پیکان شکل را فراهم کرد ، اما در عین حال میزان نفوذ حفاظت زرهی شخصی برای افراد پیاده نظام را کاهش داد ، زیرا گلوله ای که از یک سد محکم عبور می کند نیز تنش های خمشی را تجربه می کند (با افزایش افزایش زاویه برخورد گلوله با یک مانع) ، که منجر به تخریب شاخه گلوله می شود ، دو بار ضعیف می شود (با شانه و برش) در بحرانی ترین قسمت ، مستقیماً در مجاورت نقطه. به دست آوردن عملکرد مرگبار و از دست دادن در عمل نافذ اجازه نمی دهد که گلوله های زیر کالیبر به شکل پیکان طراحی شده توسط Dvoryaninov و همکارانش طراحی شود.
مطالعه روند جریان در اطراف اجسام مختلف در یک تونل باد با جریان هوای مافوق صوت نشان داد که گلوله های پیکان شکل با هر طرحی دارای شکل آیرودینامیکی غیر مطلوبی هستند-آنها همزمان پنج جبهه موج ضربه ای ایجاد می کنند:
- جلو سر ؛
- جلو در نقطه انتقال نقطه به شفت ؛
- جلو در لبه های اصلی دم ؛
- جلو در لبه های دنباله دار دم ؛
- جلو در نقطه انقباض دم شافت.
برای مقایسه ، یک گلوله کالیبر ogival شکل با سرعت مافوق صوت تنها سه جبهه موج ضربه ای ایجاد می کند:
- جلو سر ؛
- جلو در نقطه انتقال نوک به قسمت استوانه ای ؛
- جلو دم
مطلوب ترین حالت از نظر آیرودینامیک پرواز مافوق صوت ، شکل مخروطی گلوله بدون شکستگی سطح مولد و بدون دم است که تنها دو جبهه موج ضربه را ایجاد می کند: سر و دم. در این حالت ، زاویه باز شدن قسمت جلویی گلوله مخروطی چند برابر کمتر از زاویه باز شدن قسمت جلویی گلوله جاروب شده است ، زیرا زاویه باز شدن نوک اول در مقایسه با زاویه باز شدن گلوله کوچک تر است. مخروط دوم علاوه بر این ، گلوله به شکل پیکان ، که از یک بشکه صاف شلیک شده و در پرواز باز نشده است (به منظور جبران نقص تولید) به دلیل کج شدن دم ، به دلیل انتخاب قسمتی از جنبش ، با افزایش ترمز متمایز می شود. انرژی برای بازکردن گلوله
در رابطه با کاستی های نشان داده شده در گلوله های پیکان شکل ، یک کارتریج ابتکاری تحت عنوان "Spear" / SPEAR ارائه می شود که مجهز به گلوله مخروطی زیر کالیبر با یک تشت فشار است که نیازی به شانه بر روی بدن گلوله ندارد. به کارتریج به منظور به حداقل رساندن حجم بسته بندی ، که فقط توسط طول و بزرگترین قطر آستین آن تعیین می شود ، به صورت تلسکوپی ساخته شده است. این فشنگ به عنوان یک مهمات برای سلاح های کوچک مجهز به یک بشکه با پیچ بیضی شکل خسته کننده ، مانند لانکستر به منظور پیچاندن گلوله در روند عبور از لوله لوله ، در نظر گرفته شده است.گلوله در پرواز هم به دلیل گشتاور ژیروسکوپی و هم به دلیل جابجایی جلو مرکز ثقل نسبت به مرکز فشار آیرودینامیکی با تشکیل حفره داخلی در دم گلوله ، ثبات خود را حفظ می کند.
گلوله مخروطی شلیک شده از بشکه لنکستر به دلایل زیر دارای ضریب بالستیک بهبود یافته ای نسبت به گلوله های ogive و پیکان است.
- کوچکترین تعداد جبهه موج ضربه ای که در طول پرواز مافوق صوت ایجاد می شود.
- عدم از دست دادن انرژی جنبشی برای چرخش گلوله به دلیل جریان هوای ورودی.
یک گلوله مخروطی با حفره داخلی در قسمت دم نیز دارای قابلیت نفوذ بیشتری است - در فرایند عبور از یک سد جامد ، قسمت دم به داخل مچاله می شود و قطر پایه مخروطی به قطر گلوله در بخش ابتدای حفره. بار عرضی گلوله تقریبا دو برابر می شود. در این حالت ، وضوح سطح مخروطی محافظت شده گلوله بیشتر از گلوله ogive یا پیکان شکل با طول مساوی است. عدم وجود شانه و بریدگی های عرضی در سطح گلوله مخروطی ، نفوذ آن را در مقایسه با گلوله پیکان شکل طراحی شده توسط دورانیانوف و همکاران بیشتر می کند.
در عین حال ، یک گلوله مخروطی با حفره داخلی در قسمت دم دارای اثر کشنده بالایی است ، زیرا:
- به دلیل گام ملایم پیچ پیچ سوراخ لنکستر در آستانه ثبات است.
- پس از شکستن سد زرهی ، ثبات آن به دلیل خرد شدن قسمت دم و جابجایی مرکز فشار به خارج از مرکز ثقل کاهش می یابد.
از دست دادن انرژی جنبشی برای عبور از سد زرهی در گلوله مخروطی با حفره داخلی در سطح گلوله های پیکان شکل و اوگیال است: در حالت اول ، انرژی برای خرد کردن بدن در ناحیه حفره صرف می شود. ، در دوم ، در مورد برش واحد دم ، در سوم ، در خرد کردن و پاره کردن پوسته و پیراهن از هسته.
بدنه گلوله مخروطی از نظر عملکردی منطبق با هسته گلوله روکش دار است ، کاپشن سربی وجود ندارد ، به جای پوسته ای از برنج سنگین و گران قیمت ، از پالت ساخته شده از پلاستیک سبک و ارزان استفاده می شود. از سوی دیگر ، یک گلوله مخروطی در مقایسه با یک گلوله پیکان شکل ، که به طور مصنوعی در محل شانه و برش عرضی ضعیف شده است ، از عقلانیت بیشتری از ویژگی های مقاومت مواد ساختاری خود استفاده می کند. بنابراین ، جرم یک گلوله مخروطی را می توان در مقایسه با یک گلوله ogival و پیکان شکل با نفوذ برابر به میزان قابل توجهی به حداقل رساند. این امر باعث می شود از نظر اقتصادی ، مصالح ساختمانی گلوله مخروطی را به نفع آلیاژ فلز تنگستن ، که بیشترین چگالی را دارد ، انتخاب کنید.
با توجه به حجم داخلی محدود کارتریج تلسکوپی ، پیشنهاد می شود از یک بار پیشران به شکل یک چک کننده پودر فشرده با افزودن گرانولهای کریستالی HMX (اندازه آنها کمتر از قطر بحرانی انفجار مواد منفجره استفاده شود) استفاده شود.) به منظور اطمینان از میزان طراحی احتراق بار برای طول لوله انتخابی سلاح های کوچک. به منظور کاهش وزن کل کارتریج به عنوان ماده ساختاری آستین آن ، پیشنهاد می شود از آلیاژ کامپوزیت آلومینیوم و الیاف پراکنده اکسید آلومینیوم ، محافظت شده با روکش برنجی گالوانیزه و پوشش پلیمری ضد اصطکاک با پر کردن گرافیت ، استفاده شود. در مقاله "فشنگ های امیدوار کننده برای سلاح های تفنگدار" ("بررسی نظامی" مورخ 9 دسامبر 2017) توضیح داده شده است.
جدول زیر ارزیابی مقایسه ای انواع گلوله ها و گلوله های اسلحه کوچک را ارائه می دهد:
همانطور که در جدول مشاهده می کنید ، کارتریج "Spear" / SPEAR از نظر حداقل حجم ، طول و وزن بسته بندی و همچنین بار جانبی گلوله پیشتاز است.مجموع حرکت واپس زدن گازهای گلوله ، تابه و پودر آن تقریباً 1/3 بیشتر از حرکت برگشتی گازهای گلوله و پودر کارتریج 5 ، 45x39 میلی متر است ، در حالی که انرژی پوزه گاز قبلی 1/7 است نسبت به دومی
علاوه بر این ، هنگام شلیک گلوله در یک پالت پلیمری از یک بشکه با یک سوراخ بیضی شکل ، عملاً هیچ گونه سایش ترموپلاستیکی سوراخ بشکه به دلیل عدم وجود شیار وجود ندارد. در این راستا ، افزایش بیش از 1.5 برابر سرعت اولیه گلوله بر منابع سلاح های کوچک تأثیر نمی گذارد. علاوه بر این ، شلیک بدون سایش ذخیره ای برای افزایش سرعت آتش در انفجارهای ثابت به میزان 2000 تا 3000 گلوله در دقیقه ایجاد می کند ، که توسط کمیسیون GRAU وزارت دفاع فدراسیون روسیه پس از نتایج آباکان توصیه شد. رقابت به منظور افزایش دقت شلیک خودکار از موقعیت های ناراحت کننده.
علاوه بر مهمات اسلحه کوچک ، فشنگ "Spear" / SPEAR را می توان به عنوان مهمات برای سلاح های شکار با بشکه لنکستر از نوع IZH-27 با استفاده از آستین های پلاستیکی استاندارد پر از گلوله های مخروطی شکل از فولاد یا برنج در پالت تقسیم بندی شده استفاده کرد. از ترموپلاست قالب گیری شده در حالی که عقب نشینی سلاح در سطح شلیک یک تیر معمولی 12 درجه اندازه گیری می شود ، یک گلوله زیر کالیبر به وزن 9 گرم در بشکه 70 سانتی متری به سرعت 900 متر بر ثانیه شتاب می گیرد که مطابق با ویژگی های تفنگ سه خط موسین.
ویژگی های هندسی انواع گلوله های مخروطی (طول ، زاویه باز شدن مخروط ، میزان گرد بودن / دو طرفه بودن سر سر ، وجود ناحیه تماس در نوک برای خرد کردن سد زرهی یا حفره وسیع برای مرگبار شلیک به یک حیوان بزرگ ، عمق و ضخامت دیواره های حفره دم) ، با در نظر گرفتن سرعت پروازهای مشخص شده و اهداف مورد اصابت می توان بر اساس شبیه سازی عبور گلوله در هوا ، ژل یا محیط جامد با استفاده از محصول نرم افزاری داخلی تعیین کرد. FlowVision
