İkinci Dünya Savaşı sonuçlarına göre, en fazla harcanan mühimmat tipinin (otomatik küçük silahlar için mühimmat) tasarımının iyileştirilmesi ve üretim için kaynak tabanını genişletmenin gerekli olduğu sonucuna varıldı.
Metal kollu kartuşlar
Savunma sanayinde otomatik silahlı piyade birimlerinin doygunluğu, geleneksel olarak kartuş pirinçte (kartuş kılıflarının üretiminde kullanılan) ve tombakta (kurşun mermi üretiminde kullanılan) bakır sıkıntısına neden oldu.
Kaynak kıtlığı sorununa en etkili çözüm, korozyona karşı koruma sağlamak için her iki tarafta bakırla kaplanmış veya savaş zamanlarında vekil olarak adlandırılan kabukları üretmek için savaş zamanlarında kullanılan yumuşak çelik kullanımıydı. Savaş sonrası dönemde, çelik verniklerin özel bir vernikle kaplanması teknolojisi, onları nemden korumak ve odadaki sürtünmeyi azaltmak (belirli bir sıcaklık sınırına kadar) konusunda uzmanlaşmıştır.
Hafif çelik ve bakır alaşımlarının teknik özelliklerinin benzerliğine rağmen, ikincisi süneklik ve korozyon direncinde bir avantaja sahiptir. Çelik manşonların vernik kaplaması düşük aşınma direncine sahiptir ve silahın metal kısımlarıyla temas ettiğinde yeniden yükleme işlemi sırasında hasar görüp otomasyon elemanlarına aktarma ve bunları devre dışı bırakma yeteneğine sahiptir. Kullanılmayan kartuşların, ateşlemenin sona ermesinden sonra namludan çıkarılması durumunda, astarları, odanın ısıtılmış yüzeyi ile temas ettiklerinde yanmaları nedeniyle lake kaplamalarını kaybederler, daha sonra hızlı bir şekilde oksitlenirler ve kartuşlar, daha sonra kullanılmak üzere uygun hale gelir.
Otomatik silahlarla silahlanan piyade halkının artan cephane tüketimi, cephanelik ağırlığını azaltarak giyilebilir cephaneliği arttırmanın temeliydi. 1970-lerin başlangıcına kadar, giyilebilir cephanenin ağırlığını azaltmanın ana yönü, rahatsız edici konumlardan otomatik yangının doğruluğunu arttırma arzusu nedeniyle, önce orta dereceye geçmek ve sonra düşük darbeli kartuşlara geçmek olmuştur. AK-74 saldırı tüfeğini ve M-16 otomatik tüfeğini kullandıktan sonra, giyilebilir cephanelerin ağırlığını azaltmak için bu rezerv tükendi - daha hafif ok şeklindeki mermileri kullanma girişimi, artan rüzgar sürüklenmelerini ortaya çıkardı.
Şu anda, çelik çekirdekli mermiler, bir kurşun gömlek ve bir tompak kabuğu ağırlıklı olarak çarpıcı elemanlar olarak kullanılıyor. ABD Ordusu, zırh penetrasyonunu arttırmak için, bir tompak mermi ve çelik başlı bir bizmut kuyruğundan oluşan bir gömlekli bir kurşun gömlek olmadan M80A1 EPR ve M855A1 tamamen metal mermileri kullanmaya başladı.
Bezgolovy mühimmatı
SSCB ve NATO ülkelerindeki 1980 lerde, klasik kartuşların yüksek malzeme tüketimi sorununu kolsuz mühimmatlara geçerek radikal bir şekilde çözme girişiminde bulunuldu. Bu yöndeki en büyük ilerleme, Dynamit Nobel tarafından geliştirilen DM11 kartuşlu kartuşları kullanarak HK G11 otomatik tüfeğini yaratan Alman Heckler und Koch şirketi tarafından gerçekleştirildi.
Bununla birlikte, Almanya Federal Sınır Servisi'ndeki 1000 serisi HK G11 tüfeklerinin askeri operasyonu, tüfek namlusundan yapısal olarak ayrılmasına rağmen, odadaki kasasız kartuşların kendiliğinden yanması nedeniyle askerler için tehlikelerini gösterdi. Sonuç olarak, Alman sınır muhafızları ilk önce otomatik ateşleme modunu kullanmaktan men edildi ve daha sonra aşırı sofistike otomasyonun (“guguklu saat”) varlığında tamamen kendi kendini yükleyen bir silah olarak kullanılmasının anlamsızlığı nedeniyle HK G11'i hizmetten çıkardı.
Plastik kollu kartuşlar
Küçük silah mühimmatının malzeme tüketimini azaltmak ve giyilebilir cephaneyi artırmak için bir sonraki girişim, hafif makineli tüfek oluşumuna yol açan LSAT (Hafif Küçük Silah Teknolojileri) programı kapsamında ABD'de 2000'te AAI (şu anda Textron Systems, Textron Üretim Bölümü) tarafından gerçekleştirildi. ve teleskopik bir form faktörü haline getirilmiş pirinç kovanlı, plastik kovanlı ve kasasız kartuşlarla kombine mühimmat için tasarlanmış otomatik bir karabina.
Kolsuz kartuşların, ayrılabilir tasarıma rağmen, namlu haznesinde kendiliğinden tutuşmaları beklenmektedir, bu nedenle LSAT programında seçim, plastik kılıflı kartuşların lehine yapılmıştır. Bununla birlikte, cephanelik maliyetini düşürme arzusu yanlış türde plastik seçimine yol açtı: bu nedenle, bir tanesi hariç tüm gerekli özelliklere sahip olan poliamid kullanıldı, ancak en önemlisi - maksimum çalışma sıcaklığı 250 derece santigrat'ı geçmedi.
1950-s'de, saha testlerinin sonuçları ile, DP makineli tüfek namlusunun, değişen mağazalarda kesintiye uğrayan patlamalarla sürekli ateşleme koşullarında, aşağıdaki değerlere kadar ısındığı durumları tespit edildi:
150 çekimleri - 210 ° C
200 çekimleri - 360 ° C
300 çekimleri - 440 ° C
400 çekimleri - 520 ° C
Başka bir deyişle, yoğun savaş koşullarında, ilk iki yüz kartuş tükendikten sonra, hafif makineli tüfek namlusunun poliamidin erime noktasına ulaşması garanti edilir.
Bu durumla bağlantılı olarak, 2016'teki LSAT programı kapatılmış ve teleskopik kartuşları yeni malzeme bazında geliştirmek için temelde CTSAS (Cased Telescoped Küçük Silah Sistemleri) programı başlatılmıştır. Programın ABD Başkanı Cory Phillips ile yapılan görüşmeye göre, Mart 2017’teki thefirearmblog.com online baskısına verilen en yüksek ısıya dayanıklı yapısal polimer olan poliimid, maksimum çalışma sıcaklığı 400 ° C olan plastik kılıflar için malzeme olarak seçildi.
Bir kartuş kılıf malzemesi olarak poliimid, ayrıca bir başka değerli özelliğe sahiptir - bu seviyenin üzerinde ısıtıldığında, namlu haznesini kirletmeyen uçucu maddeleri serbest bırakmak için eritmeden kömürleşir, oysa kovanın kömürleşmiş yüzeyi, ateşlemeden sonra ekstrakte edildiğinde mükemmel bir aşınma önleyici malzeme olarak işlev görür. Manşetin flanşının gücü, metal bir flanş sağlar.
400 derece cinsinden sıcaklık, küçük kolların namlularını ısıtmak için izin verilen sınırdır, bunun ardından çarpılmaları meydana gelir, çünkü varillerin teknolojik temperlenmesi sıcaklığı 415 ila 430 derece arasında değişmektedir. Bununla birlikte, polimid'in bir 300 sıcaklığında ve daha fazla derecede gerilme mukavemeti, 30 MPa'ya düşer; modern küçük kol modellerinde, toz gazlarının maksimum basınç seviyesinden daha az bir büyüklük sırası. Kartuş kılıfını klasik tasarım odasından çıkarmaya çalıştığınızda, metal bir flanş bir ramrod namlunun dışına taşırken ayrılır.
Kartuşun klasik tasarım odasında ısıtılması, açık bir cıvatadan (makineli tüfekler) ateşlenerek belli bir dereceye kadar kontrol edilebilir, ancak yoğun bir şekilde ateş edildiğinde ve kapalı bir cıvatadan ateşlendiğinde (otomatik tüfekler ve otomatik tüfekler), kartuşun 400 derecelerinin üzerine ısıtılması neredeyse kaçınılmazdır.
Alüminyum kollu kartuşlar
Bakır alaşımlarına bir başka alternatif seri tabanca kartuşlarının kartuşlarında, tüfek kartuşlarının pilot geliştirilmesinde ve 30-mm GAU-8A otomatik topunun seri atışlarında kullanılan alüminyum alaşımlardır. Bakırın alüminyum ile değiştirilmesi, kaynak tabanındaki sınırı kaldırmanıza, astar maliyetini düşürmenize, yüzde 25 ile mühimmat ağırlığını azaltmanıza ve dolayısıyla giyilebilir yükü artırmanıza olanak tanır.
1962'te, TsNIITOCHMASH'da, alüminyum alaşımlı manşonlu (GA kodu) kalibreli 7,62x39 mm'lik kalibreli kartuşlar geliştirildi. Astar sürtünme önleyici grafit kaplamaya sahipti. Elektrokimyasal aşınmayı önlemek için, primer kap alüminyum alaşımdan yapılmıştır.
Bununla birlikte, bu tür kabukların kullanımı, yalnızca negatif özellikleriyle, 430 ° C'ye ısıtıldığında alüminyumun ve alaşımlarının kendiliğinden tutuşmasıyla önlenir. Aluminyumun yanma ısısı çok yüksektir ve 30,8 MJ / kg'dir. Ürünlerin dış yüzeyi, belirtilen sıcaklığa ısıtıldığında kendiliğinden tutuşmaya maruz kalır ve oksit filminin hava oksijene geçirgenliği artar veya oksit filmine zarar verilmesi durumunda daha düşük bir sıcaklığa ısıtıldığında. Plastik olmayan bir seramik oksit film (kalınlık ~ 0,005 )m), toz gazlarının basıncı altında plastik bir metal kovanın deformasyonu ile tahrip olur, oksit filmin geçirgenliği, yoğun ateşleme ile ısıtılarak elde edilir. Kartuşlar, barutun yanması sırasında negatif oksijen dengesinin muhafaza edildiği namludan çıkarıldıktan sonra yalnızca havada tutuşur.
Bu nedenle, alüminyum manşonlar yalnızca 9x18 PM ve 9x19 Para kalibre tabanca kartuşlarının bir parçası olarak dağıtılmıştır, ateşleme yoğunluğu ve odaya ulaşan sıcaklık bu göstergelerin hiçbirine uymuyor, makineli tüfekler, makineli tüfekler.
Alüminyum, aynı zamanda, metal ve oksit filmindeki çatlakları sıkılaştıran elastik bir silikon astar ile donatılmış, 6x45 SAW Long deneyimli bir kartuşta kullanılmıştır. Bununla birlikte, bu karar kartuşun doğrusal boyutlarında, alıcının ilişkili boyutunda ve buna bağlı olarak silahın ağırlığında bir artışa neden olmuştur.
Ancak hizmete sunulan bir başka çözüm, alüminyum alaşımlı bir kabuklu 30-mm topçu atış 30x173 GAU'dur. Bu, özel bir düşük moleküler ağırlıklı "soğuk" itici yükün kullanılmasıyla mümkün olmuştur. Tozun termokimyasal potansiyeli, yanma sıcaklığıyla doğru orantılıdır ve yanma ürünlerinin molekül ağırlığı ile ters orantılıdır. Klasik nitroselüloz ve piroksilen tozları, bir molekül ağırlığına sahip 25'e ve bir yanma sıcaklığına sahip olan bir 3000-3500 K'ye sahiptir ve yeni tozun molekül ağırlığı, aynı dürtü ile bir yanma sıcaklığında bir 17-2000 К'ye eşittir.
Perspektif cermet kol
Topçu atışlarının alüminyum manşonla kullanımındaki olumlu deneyim, bu metalin küçük kol kartuşlarının kabukları için (özel bir atma bileşimi olmadan) yapısal bir malzeme olarak görülmesini mümkün kılar. Bu seçimin doğruluğunu onaylamak için pirinç ve alüminyum alaşımlı astarların özelliklerini karşılaştırmanız önerilir.
Pirinç L68, bileşiminde yüzde 68 bakır ve yüzde 32 çinko içermektedir. Yoğunluğu 8,5 g / cm3, sertlik - 150 MPa, 20 ° C - 400 MPa'da çekme dayanımı, çekme geriliminde uzama - 50 yüzde - 0,18 ° C çelik üzerinde kayma sürtünme katsayısı, - 938, sürtünme sıcaklığı, kırılganlık sıcaklığı, - 300 ila 700 ° C arasında
Pirinç yerine, alaşımın korozyon ve yük altında çatlamalara karşı direncini etkilemeden elastik, termal ve dökümhane özelliklerini artırmak için magnezyum, nikel ve diğer kimyasal elementler ile% 3'ten daha fazla olmayan bir hacim payında katkılı alüminyum kullanılması önerilmektedir. Alaşımın mukavemeti,% 1'luk bir hacim fraksiyonunda dağılmış alüminyum oksit (çap ~ 20 μm) elyaflarıyla takviye edilmesiyle elde edilir. Elektroliz ile uygulanan kırılgan oksit filmin sünek bakır / pirinç kaplama (kalınlık ~ 5 coatingm) ile değiştirilmesi suretiyle yüzey kendiliğinden tutuşmaya karşı koruma sağlanır.
Elde edilen sermet kompozit, sermet sınıfına aittir ve takviye elyaflarını manşon ekseni boyunca yönlendirmek için nihai ürüne enjeksiyon kalıplama ile oluşturulur. Mukavemet özelliklerinin anizotropisi, toz duvarların, toz halindeki gazın basıncı etkisi altında, haznenin yüzeyi ile odanın yüzeyi ile sıkı bir şekilde temas etmesini sağlamak için, kompozit malzemenin esnekliğini radyal doğrultuda korumayı mümkün kılar.
Astarın antifriksiyonu ve aşırı basınç özellikleri, dış yüzeyine, 10 GPa temas yüküne ve ICE pistonlarının çalışma sıcaklığına dayanabilecek eşit hacimli binder ve dolgu maddesi fraksiyonları ile bir polimid-grafit kaplama (kalınlık ~ 1 um) uygulanarak sağlanır.
Sermetin yoğunluğu 3,2 g / cm3, eksenel doğrultuda gerilme direnci: 20 ° C - 1250 MPa'da, 400 ° C - 410 MPa'da ve radyal doğrultuda gerilme direnci ile: 20 ° C - 210 MPa, XNUM ° C'de - 400 MPa, eksenel doğrultuda gerilme altında bağıl uzama: 70 ° C'de -% 20, 1,5 ° C'de -% 400, radyal doğrultuda gerilme sırasında bağıl uzama: 3 ° C ile -% 20, 25 ° C - 400 ile % erime noktası - 60 ° C
Çelik üzerindeki sürtünme önleyici kaplamanın kayma sürtünme katsayısı, 0,05 MPa ve daha yüksek bir temas yüküne sahip 30'tir.
Sermet manşonlarının teknolojik üretim süreci, pirinç manşonların (döküm kütükleri, altıda soğuk çekme) imalat işlemindeki işlemlerin sayısına kıyasla daha az sayıda işlemden (fiber ile metalin karıştırılması, döküm manşonlar, sıcak yaka ve dulce haddeleme, pirinç, sürtünme önleyici kaplama) oluşur koridorlar, soğuk tırtıl ve dulz).
Kartuşun pirinç kovanının ağırlığı 5,56х45 mm, 5 gramına eşittir, sermet kovanın ağırlığı 2 gramdır. Bir gram bakırın maliyeti 0,7 ABD cent, alüminyum - 0,2 US cent, dağınık alüminyum oksit fiberlerin maliyeti - 1,6 US cent, astardaki ağırlıkları 0,4 gramını geçmez.
Aday mermi
6B45-1 ve ESAPI sınıfı ordu kurşun geçirmez yeleklerinin kullanımıyla bağlantılı olarak, 10 veya daha fazla metre mesafede çelik çekirdekli tabanca mermi ile delinmeyen, tungsten karbür tozları (% 20) ve sinterlenmiş alaşımlı bir çekirdek ile mermi kullanımına geçilmesi planlanmaktadır. (95%) belirli bir 5 g / cc gravite değerine sahip, kurşun veya bizmut ile ağırlıklandırılması gerekmiyor.
Mermi kabuğunun ana malzemesi, 90 g / cc, erime noktası - 10 ° C, çekme dayanımı - 8,8 MPa, sıkıştırma dayanımı - 950 MPa, sertlik -% 440% bakır ve% 520 çinkodan oluşan tompaktır. 145 MPa, uzama -% 3 ve çelikte sürtünme katsayısı - 0,44.
İlk mermi hızının 1000'e yükselmesi ve saniyede daha fazla metre ve 2000'e ateş oranının artması ve dakika başına daha fazla atış (AH-94 ve HK G-11) nedeniyle, büyük termoplastik aşınmadan dolayı mermi kovanı gereksinimlerini karşılamak için bırakılmış bakır alaşımının çelik üzerinde sürtünme katsayısının yüksek olmasından dolayı delik. Öte yandan, bakır kurşun kayışlarının yapımında sürtünme katsayısı 0,1 seviyesinde olan plastik (polyester) yerine topçu mermileri bilinmektedir. Bununla birlikte, plastik kayışların çalışma sıcaklığı, bükülmeye başlamadan önce küçük kolların gövdelerinin azami sıcaklığının yarısı olan 200 ° C'yi geçmez.
Bu nedenle, PM-0,5 polimid tipinde bir eşit yoğunlukta fraksiyonlar ve toplam 69 g / cc, gerilme mukavemetinde 1,5 MPa kuvveti olan koloidal grafit içeren, tamamen metal çekirdekli umut verici bir kurşun için bir zarf olarak bir polimer kompozitin (kalınlık ~ 90 mm) kullanılması önerilmektedir. 230 MPa sıkıştırma, 330 MPa sertliği, 350 MPa temas yükü, maksimum çalışma sıcaklığı 400 ° C ve 0,05 çeliğinde kayan sürtünme katsayısı.
Kabuk, poliimid oligomer ve grafit partiküllerinin karıştırılması, karışımın gömülü parçalarla bir kalıba sıkılması (merminin çekirdeği ve karışımın sıcaklık polimerizasyonu) ile oluşturulur. Kabuğun ve merminin çekirdeğinin yapışması, poliimidin basınç ve sıcaklık etkisi altında çekirdeğin gözenekli yüzeyine nüfuz etmesi ile sağlanır.
Perspektif teleskopik kartuş
Şu anda, küçük silahlı bir kartuşun en ilerici form faktörünün, bir merminin preslenmiş bir mermi yükü içine yerleştirilmesiyle teleskopik olduğu düşünülmektedir. Daha düşük kütle yoğunluğuna sahip klasik granül şarj yerine yoğun taşların kullanılması, kartuşun uzunluğunu ve silahın alıcısının ilgili zarfını azaltmak için bir buçuk katına izin verir.
Teleskopik kartuşlar kullanan küçük kollu modellerin (G11 ve LSAT) yeniden yükleme mekanizmasının (ayrılabilir namlu haznesi) tasarım özellikleri nedeniyle, mermileri kovanın kenarlarının altındaki itme yükünün içine sokulmuştur. İkincil itici gaz dolumunun açık ucu kir ve nemden korur, ateşlendiğinde ön obtüratörün rolünü de oynatan plastik kapağı korur (mermi kırıldıktan sonra çıkarılabilir haznenin ve namlunun eklemini bloke ederek). DM11 teleskopik kartuşların askeri birlikteliği uygulaması gösterdiği gibi, merminin mermi girişinde mermi girişinde durmasını sağlamayan bu kartuş konfigürasyon yöntemi, ateşlendiğinde mermi bozulmalarına ve buna bağlı olarak doğruluk kaybına yol açmaktadır.
Teleskopik kartuşun belirtilen çalışma sırasını sağlamak için, itici şarjı iki parçaya ayrılır - doğrudan kapsül ve merminin tabanı arasına yerleştirilmiş nispeten düşük yoğunluklu (daha yüksek yanma oranına sahip) birincil şarj ve doğrudan konsantreli olarak yerleştirilmiş, nispeten daha yüksek yoğunluklu (düşük yanma oranına sahip) sekonder şarjı Merminin etrafında. Kapsül delindikten sonra, birincil yük önce tetiklenir, bir mermiyi namlu deliğine iter ve ikincil şarj için mermiyi namlu deliğine hareket ettiren bir destek basıncı oluşturur.
İkincil şarj pullarını kartuşun içinde tutmak için, astarın açık ucunun kenarları kısmen yuvarlanır. Mermi, kartuşta ikincil şarj kontrolörüne bastırarak tutulur. Kurşunun tüm uzunluk boyunca kovanın boyutlarına yerleştirilmesi, kartuşun uzunluğunu azaltır, ancak aynı zamanda, kovanın çapındaki bir artışa yol açan, kurşunun ogival kısmı etrafında kovanın doldurulmamış bir hacmini oluşturur.
Bu eksiklikleri gidermek için, her tür yeniden yükleme mekanizmasına sahip klasik ayrılabilir bir hazne haznesi (manuel, gaz motoru, hareketli hazne, yarı-serbest cıvata, vb.) Ve ateşleme yöntemiyle klasik kollarla kullanılmak üzere tasarlanmış yeni bir teleskopik kartuş düzeni. ön veya arka dişliler).
Önerilen kartuş, hareketli kısmıyla astarın dışına taşan ve böylece merminin namlu girişine dayanan bir mermi ile donatılmıştır. Plastik bir kapak yerine iticinin açık ucu, ateşlendiğinde yanacak neme dayanıklı vernik ile korunmaktadır. Bilinen teleskopik kartuşlara kıyasla önerilen kartuşun uzunluğundaki bir miktar artış, astarın içindeki doldurulmamış hacimlerin ortadan kaldırılması nedeniyle çapındaki bir azalma ile telafi edilir.
Genel olarak, önerilen teleskopik kartuş, piyade piyade mühimmatındaki kartuş sayısını dörtte bir artıracak ve ayrıca malzeme tüketimini, zahmetli ve kartuşların üretim maliyetlerini azaltacaktır.