Esimese maailmasõja ajal hakkasid sõdijad kasutama jalaväelastele isiklikku soomuskaitset teraskiivrite ja kiraaside näol, millest teatud kaugusel ei õnnestunud tungida väikese kiirusega väikerelvade kuulidega. Hetkel ei saa boorkarbiidist komposiitplaatidega paksusega 9 mm SIBZ-i läbida soomust läbistavate kuulidega, mille terasüdamik on kaliibriga 5, 45x39 mm, 5, 56x45 mm, 7, 62x39 mm, 7, 62x51 mm ja 7, 62x54 mm vähem kui 100 meetri kaugusel …
Selle takistuse ületamiseks kasutavad väikerelvade soomust läbistavad kuulid üha enam südamikku, mis on valmistatud volframkarbiidi ja VK8 tüüpi koobalti sulamist, mille tera suurus on alla 1 μm, mille lõplik tugevus painutamisel on 2 GPa, 4 GPa kokkusurumisel kõvadusega HRA 85 ühikut. Veelgi paljutõotavam on volframitüüpi VNZh97 metallisulam analoogselt soomust läbistavate suurtükiväe tuumadega. SIBZ -plaatidel on aga ka vastupanuvõime suurendamise reserv nii boorkarbiidi osakaalu suurendamisel kompositsioonis kui ka plaatide paksus (võttes arvesse tendentsi minna jalaväevarustuse osana passiivsete eksoskelettide kasutamisele)..
Lisaks on klassikaline ogaalkoorekuul soomust läbistava südamiku äärmiselt ebaefektiivne kandja, kuna see nõuab pliijope kasutamist, et läbida tünni vintpüss ilma neid hävitamata kokkupuutel südamiku kõvasulamiga. Selle tulemusena vähendatakse südamiku enda massi miinimumini. Näiteks padrun 7N24M kaliibriga 5, 45x39 mm koos bimetalljakiga, pliijope ja VK8 sulamist valmistatud soomust läbistava südamikuga kaalub 4,1 grammi, millest südamiku kaal on vaid 1,8 grammi. Lisaks kulub SIBZ-plaadiga põrgates osa kuuli kineetilisest energiast bimetallkesta purustamiseks, selle läbistamiseks soomust läbistava südamikuga ja pliiatsijope maha rebimiseks.
Tõhusam meetod väikerelvade kuulide soomuste läbitungimise suurendamiseks on suurendada nende algkiirust ja vähendada ristlõikepinda. Esimene meede suurendab kuuli kineetilist energiat, teine suurendab erikoormust kuuli kokkupuutekohas takistusega. Kuuli kiirust piirab pulbriliste gaaside maksimaalne rõhk tünnis, mis praegu ulatub 4500 atmosfääri ja mille määrab tünniterase tugevus. Sellest piirangust saab üle, vähendades kuuli massi ja läbimõõtu, säilitades sama ava läbimõõdu - s.t. vahetades alamkaliibrilistele kuulidele. Alamkaliibriga kuuli juhtimiseks avasse kasutatakse südamiku pinnal välja töötatud juhtvööd või polümeerist kaubaalust, mille materjali tihedus on 9–11 korda väiksem kui messingist või pliist.
Esimene konstruktiivne lahendus selles valdkonnas on sakslase Harold Gerlichi kuul, mis on välja töötatud 20. sajandi esimesel kolmandikul ja varustatud kahe juhtiva koonilise vööga. Kuul lendamisel stabiliseeriti pöörlemisega, vintpüss oli muutuva läbimõõduga, lõpu poole kitsenev, mis võimaldas saavutada pulbergaaside energia kasutamise ühtlasemat ja suuremat efektiivsust. Selle tulemusena kiirenes 6,5 grammi kuul kuul kiirusele 1600 m / s ja läbistas 60 mm kaugusel 12 mm paksuse terasplaadi. Muutuva läbimõõduga vintpüssi valmistamine oli aga liiga kallis ning juhtvöödega kuulidega laskmise täpsus, mis tulistamisel kortsus, jättis soovida.
Teine disainilahendus alamkaliibriga kuulide valdkonnas on Ameerika ettevõtte AAI arendused, mille eesotsas on selle juht Irwin Barr, kes arendas 1952. aastal välja 12-mõõtmelise vintpüssi padruni, mis oli varustatud 32 noolekujulise löögielemendiga, mis olid paigutatud konteinerisse. -tüüpi tõukealus. Katsed on näidanud, et noolekujulistel kuulidel on suur kahjulik mõju, kuid nende lasketäpsus on madal, kuna kuulide lendu ei ole võimalik pärast suunda tünni juurest lahkuda.
Algatustööd jätkusid USA armee SALVO uurimisprogrammi raames. AAI on välja töötanud ühe kuuliga padruni XM110 kaliibriga 5, 6x53 mm suure venitushülsiga, mis on varustatud terasest noolekujulise alamkaliibriga kuuliga läbimõõduga 1, 8 mm ja kaliibriga sabaga. Juhtimisseadmena kasutati magneesiumisulamist valmistatud tõmbepanni, mis lõigati pärast kuuli tünnist väljumist suukorviga osadeks. Tulistati silerelvaga käsirelvadest, kuuli stabiliseerimise lennu ajal tagas sabaüksus. Aerodünaamilised kalded survetasapindadel määravad kuuli väikese pöörlemiskiiruse, et keskmiselt mõjutada selle valmistamisel tekkivate tootmisvigade sirgjoonelisust.
Katsete käigus töötati välja padruni 5, 77x57V XM645 täiustatud versioon, milles kasutati neljast segmendist koosnevat neljast segmendist teflonkattega klaaskiust tõmbepanni, mida hõõrdejõu tõttu hoiti tünnis kuuli küljes ja mis lagunesid segmendi all õhurõhu mõju pärast kuuli tünnist väljutamist. Padruni pikkus oli 63 mm, noolekujulise kuuli pikkus 57 mm, kuuli kaal 0,74 grammi, kaubaalus 0,6 grammi, kuuli koonukiirus 1400 m / s
Kuid kuuli suurima pikenemise tagamiseks pidi AAI minema padruni korpust pikendama, mis mõjutas negatiivselt laadimismehhanismi töökindlust tänu suurele hõõrdumisele kambris ning tõi kaasa ka suuruse suurenemise. ja käsirelvade vastuvõtja kaal.
Seetõttu oli USA armee järgmises programmis, mida nimetatakse SPIW, liidriks padrun 5, 6x44 XM144, mille töötas välja Frankforti arsenal madala impulsskasseti 5, 56x45 mm kujul. XM216 SFR kasseti täiustatud versioonil oli standardhülss, padruni pikkus 49,7 mm, noolekujulise kuuli pikkus 45 mm, kuuli kaal 0,65 grammi, kaubaaluse kaal 0,15 grammi, oli kuuli koonukiirus 1400 m / s
SALVO ja SPIW programmide raames läbi viidud eksperimentaalne tulistamine, milles kasutati alamkaliibriga noolekujulisi ülimassiga täppe, näitas selliste kuulide saatuslikke puudusi-suurenenud külgsuunaline triiv tuule mõjul ja märkimisväärne kõrvalekalle määratud trajektoorist. tulistamine vihma käes.
Nõukogude Liidus töötati välja esimene padrun 7, 62 / 3x54 mm alamkaliibriga noolekujulise kuuliga Dmitri Širiajevi juhtimisel 1960. aastate alguses NII-61 (tulevane TsNIITOCHMASH). Noolekujuline kuul erines Ameerika kolleegidest suurema massi, väiksema venivuse (3x51 mm), kitsenemise puudumise saba piirkonnas ja mis kõige tähtsam-kaubaaluse ja kuuli ühendamise meetodi abil kammi abil. kantakse noolevõllile. See lahendus võimaldas kaubaaluse küljelt suurema tõmbejõuga tagada vajaliku haarde, et liikuda kuuli massiga mitmekordselt kui Ameerika kolleegidega.
Kahe sektsiooni kaubaalus oli valmistatud alumiiniumisulamist, seetõttu kujutas see pärast tünnist lahkumist laiali lendades teatud ohtu naaberlaskuritele. Lisaks kleepus tünniaugu pinnale intensiivselt alumiinium, mis nõudis tünni keemilist puhastamist iga 100-200 lasu järel. Kuid noolekujuliste kuulide kõige negatiivsemaks omaduseks osutus nende madal surmav mõju tööjõule-kiirkuulid läbistasid ideaalselt soomuse ja läbisid nagu nõelad läbi pehmete kudede, põhjustamata löögiveehaamrit ja haavakanalit moodustamata suure läbimõõduga.
Seoses nende asjaoludega alustati 1965. aastal Vladislav Dvoryaninovi juhtimisel uue 10/4, 5x54 mm kaliibriga kolbampulli arendamist koos muudetud konstruktsiooniga noolekujulise kuuliga, mille kaal suurenes 4,5 grammini. Arenduse käigus kasutati kaubaaluse valmistamiseks polümeermaterjali, mis ei reosta laskmise ajal tünni auku, ballistilise koefitsiendi suurendamiseks kasutati võlli saba kitsendamist (nagu Ameerika kolleegidel) ja ristlõiget. võll moodustati kammi piirkonnas ja lamedalt kuulipunktis, eesmärgiga vastavalt vähendada kuuli konstruktiivset nõrgenemist kaheks osaks murdmiseks ja kuuli ümberlükkamiseks pehmete kudede läbitungimise käigus
Need tehnilised lahendused võimaldasid suurendada noolekujuliste kuulide surmavat toimet, kuid vähendasid samal ajal jalaväelaste isikliku soomuskaitse läbitungimise määra, kuna kindlat tõket läbiv kuul kannatab ka painutuspingeid (suureneb kuuli takistusega kohtumisnurga suurenemine), mis viib kuulivõlli hävitamiseni, kaks korda nõrgestatud (kammi ja lõikega) kõige kriitilisemas lõigus, otse punktiga. Surmava tegevuse kasum ja läbistav tegevus ei võimaldanud võtta kasutusele alamkaliibriga noolekujulisi täppe, mille on kujundanud Dvoryaninov jt.
Uurides ülehelikiirusega õhuvoolu tuuletunnelis erinevate kehade vooluprotsessi, selgus, et mis tahes konstruktsiooniga noolekujulistel kuulidel on mitteoptimaalne aerodünaamiline kuju-need tekitavad korraga viis lööklainefronti:
- pea ees;
- esiosa punkti võllile ülemineku kohas;
- ees saba esiservadel;
- ees saba tagumistel servadel;
- esiosa võlli saba ahenemise kohas.
Võrdluseks-ülehelikiirusel olev ogaalikujuline kaliibriga kuul tekitab ainult kolm lööklainefronti:
- pea ees;
- eesotsas silindrilisse ossa ülemineku kohas;
- saba ees.
Ülehelikiirusega lendude aerodünaamika seisukohast on kõige optimaalsem kuuli kooniline kuju ilma tekitava pinna purunemiseta ja sabata, mis tekitab lööklaine ainult kahel rindel: pea ja saba. Sel juhul on koonilise kuuli pea esiosa avanemisnurk mitu korda väiksem kui püstitatud kuuli pea esiosa avanemisnurk, kuna esimese otsa avanemisnurk on võrreldes selle avanurgaga väiksem. teine koonus. Lisaks eristatakse noolekujulist kuuli, mis on siledast tünnist välja lastud ja saba kaldteede tõttu lennu ajal lahti keeratud (tootmisvigade kompenseerimiseks), eristab ka suurem pidurdus, mis on tingitud kineetilise osa valimisest. energiat kuuli kerimiseks.
Seoses noolekujuliste kuulide näidatud puudustega pakutakse uuenduslikku padrunit pealkirja all "Oda" / SPEAR, mis on varustatud alamkaliibriga koonilise kuuliga, millel on tõukur, mis ei vaja kuuli kehal kammi.. Kassett on valmistatud teleskoopvormis, et minimeerida pakendimahtu, mille määrab ainult selle hülsi pikkus ja suurim läbimõõt. Kassett on mõeldud laskemoonaks relvade jaoks, mis on varustatud ovaalse kruviga toruga, mis on igav nagu Lancaster, eesmärgiga keerata kuuli tünni ava läbimisel. Kuul lendamisel säilitab stabiilsuse nii güroskoopilise momendi kui ka raskuskeskme nihkumise tõttu aerodünaamilise rõhu keskpunkti suhtes ettepoole, moodustades kuuli sabas sisemise õõnsuse.
Lancasteri tünnist tulistatud koonilise kuuli ballistiline koefitsient on võrreldes oigete ja noolekujuliste kuulidega parem järgmistel põhjustel:
- väikseim arv ülehelikiirusel tekkivaid lööklainefronte;
- sissetuleva õhuvoolu tõttu ei kao kuuli ketramisel kineetiline energia.
Koonuskuulil, mille sabaosas on sisemine õõnsus, on ka suurem läbitungimisvõime - tahke tõkke läbimise ajal kortsub sabaosa sissepoole ja koonuspõhja läbimõõt väheneb kuuli läbimõõduni osa õõnsuse algusest. Kuuli põikikoormus on peaaegu kahekordistunud. Sel juhul jääb kuuli konserveeritud koonilise pinna teravus suuremaks kui võrdse pikkusega ogatiivse või noolekujulise kuuli teravus. Kammi ja ristlõigete puudumine koonilise kuuli pinnal suurendab veelgi selle läbitungimist võrreldes noolekujulise kuuliga, mille on kujundanud Dvoryaninov jt.
Samal ajal on sabaosas sisemise õõnsusega koonilisel kuulil suur surmav toime, kuna:
- see on Lancasteri ava kruvikeerme õrna sammu tõttu stabiilsuse piiril;
- pärast soomustõkke murdmist väheneb selle stabiilsus sabaosa muljumise ja rõhukeskuse nihkumise tõttu raskuskeskmest kaugemale.
Sisemise õõnsusega koonilise kuuli soomustõkkest läbi murdmiseks on kineetilise energia kadu noolekujuliste ja ogaalsete kuulide tasemel: esimeses kulub energia keha purustamiseks õõnsuse piirkonnas., teisel sabaüksuse lõikamisel, kolmandal koore ja särgi purustamisel ja rebimisel südamikust.
Koonilise kuuli korpus vastab funktsionaalselt ümbrisega kuuli südamikule, puudub pliijope, raskest ja kallist messingist valmistatud kesta asemel kasutatakse kergest ja odavast plastikust kaubaalust. Teisest küljest kasutab kooniline kuul kõige ratsionaalsemalt oma konstruktsioonimaterjali tugevusomadusi võrreldes noolekujulise kuuliga, mis on kammi ja ristlõike asemel kunstlikult nõrgenenud. Seetõttu saab koonilise kuuli massi märkimisväärselt minimeerida võrreldes võrdse läbitungimisega ogaal- ja noolekujulise kuuliga. See võimaldab teha majanduslikult põhjendatud valiku koonilise kuuli ehitusmaterjalist suurima tihedusega volframmetallisulami kasuks.
Kuna teleskoopkasseti sisemine maht on piiratud, tehakse ettepanek kasutada raketikütust pressitud pulbrikontrolli kujul, millele on lisatud kristalseid HMX graanuleid (mille suurus on väiksem kui lõhkeaine plahvatuse kriitiline läbimõõt)), et tagada laengu kavandatud põlemiskiirus valitud relvade pikkuse jaoks. Kasseti kui selle hülsi konstruktsioonimaterjalina kogumassi vähendamiseks tehakse ettepanek kasutada alumiiniumist ja alumiiniumoksiidi hajutatud kiust sulamit, mis on kaitstud tsingitud messingkatte ja hõõrdumisvastase polümeerkattega, millel on grafiiditäidis, kirjeldatud artiklis "Paljulubavad padrunid vintpüssirelvadele" ("Military Review", 9. detsember 2017).
Järgnev tabel annab võrdleva hinnangu erinevat tüüpi padrunite ja väikerelvade kuulide kohta:
Nagu tabelist näha, on padrun "Spear" / SPEAR liider nii minimaalse pakkimismahu, pikkuse ja kaalu kui ka kuuli külgkoormuse osas. Selle kuuli, panni ja pulbergaaside kogu tagasilöögimoment on umbes 1/3 suurem kui kuuli ja pulbergaaside tagasilöögimoment 5, 45x39 mm, samas kui esimese koonu energia on ületatud 1/7 võrra võrreldes teisega.
Lisaks sellele, kui ovaalse kruviga puuriga tünnist tulistatakse polümeeri kaubaaluses kuuli, ei teki soonte puudumise tõttu praktiliselt tünni ava termoplastilist kulumist. Sellega seoses ei mõjuta kuuli algkiiruse suurendamine rohkem kui 1,5 korda väiksemaid relvi. Veelgi enam, kulumatu lask loob reservi tulekiiruse suurendamiseks fikseeritud purskena tasemele 2000–3000 lasku minutis, mida soovitas pärast Abakani tulemusi Vene Föderatsiooni kaitseministeeriumi GRAU komisjon. konkurentsi, et suurendada ebamugavatest asenditest automaatse laskmise täpsust.
Lisaks väikerelvade laskemoonale saab padrunit "Spear" / SPEAR kasutada jahirelvade laskemoonana IZH-27 tüüpi Lancasteri tünnidega, kasutades standardseid plastikust varrukad, mis on täidetud terasest või messingist valmistatud kooniliste kooniliste kuulidega segmenteeritud kaubaaluses. vormitud termoplastist. Hoides relva tagasilööki tavapärase 12-mõõtmelise lasu lasketasemel, kiirendab 9 grammi kaaluv alamkaliibriline kuul 70 cm tünnis kiirusele 900 m / s, mis vastab relva omadustele. Mosini kolmerealine vintpüss.
Erinevat tüüpi kooniliste kuulide geomeetrilised omadused (pikkus, koonuse avanemisnurk, peaotsa ümarus / kahetoonilisus, kontaktpinna olemasolu soomustatud tõkke purustamiseks või lai õõnsus suure loomaga tulistamiseks, sabaõõne seinte sügavust ja paksust), võttes arvesse kindlaksmääratud lennukiirust ja tabatavaid sihtmärke, saab kindlaks teha kuulide läbipääsu simuleerimise teel õhus, geelis või tahkes kandjas, kasutades kodumaist tarkvaratoodet FlowVision.
