RU128307U1 - Armor-piercing cartridge with lively head of the heart - Google Patents

Abstract

Патрон бронебойный с оживальной головной частью сердечника, содержащий пулю, имеющую оболочку, сердечник, состоящий из головной и хвостовой частей, 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%, имеет твердость HRA не ниже 85,0 единиц, предел прочности на сжатие не менее 4000 МПа, предел прочности на изгиб не менее 2000 МПа, твердый сплав сердечника имеет коэффициент интенсивности напряжений Kне ниже 8 МПа м, головная часть сердечника выполнена конусообразной формы, длина которой равна (0,52-2,41)d, и имеет контактную площадку, диаметр которой равен (0,018-0,25)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, хвостовая часть сердечника имеет фаску или радиус закругления до 0,15d, 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, отличающийся тем, что головная часть сердечника в виде конуса выполнена оживальной формой с радиусом оживало, равным (0,87-13,28)d.An armor-piercing cartridge with an animated head of the core, 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 length of the bullet is (3.52-4.60) d , the length of the bullet core is (2.36-3.48) d, while the core is made of a hard alloy with a tungsten carbide content of 85-96% by mass, has a hardness of HRA of at least 85.0 units, and a compressive strength of at least 4000 MPa, bending strength not less than 2000 MPa, core alloy and has a stress intensity factor K not lower than 8 MPa m, the head part of the core is cone-shaped, the length of which is (0.52-2.41) d, and has a contact pad whose diameter is (0.018-0.25) d, the tail part has the shape of a cylinder, or a truncated cone, or a cylinder and a truncated cone interconnected, with a smaller diameter of the truncated cone equal to (0.69-0.86) d, a larger diameter of the truncated cone of the tail portion equal to the diameter of the cylinder and the diameter of the head of the core and equal (0.70-0.86) d, and the length of the shank cylinder is (0, 01-3.58) d, the tail of the core has a chamfer or a radius of curvature of up to 0.15d, 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 the mass of the core is (0.34 -0.62) mass of the bullet, characterized in that the head part of the core in the form of a cone is made in the shape of a cone with a radius revived equal to (0.87-13.28) d.

Description

Полезная модель 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 utility model relates to ammunition, in particular to automatic and rifle cartridges, having a hard alloy core with high breakdown action, designed to destroy 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 sleeves (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 powder propellant charge is 45-55 kgf / dm2, the loading density is 0.5-0.6 g / cm3, the weight coefficient of the bullet is 20-24 g / cm3, (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 повышенной пробиваемости, патент RU 2438092. Патрон 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 2000 МПа, 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, a 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 К_1C не ниже 8 МПа м ^1/2, 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.Known cartridge increased penetration, patent RU 2438092. The 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, the cartridge is characterized by parameters such as bullet length, length core, while the length of the bullet is (3.52-4.60) d, the length of the core of the bullet is (2.36-3.48) d, while the core is made of a hard alloy with a tungsten carbide content of 85-96% by weight having a hardness of HRA not lower than 85.0 units, tensile strength of bending no less than 2000 MPa, the head 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, the smaller diameter of the truncated the 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 the bullet caliber, the core surface is completely or partially rough not more than Ra 1.6, and the mass of the core is (0.34-0.62) the mass of the bullet. 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 radius of curvature pointed part no more than 0.3 mm and the tail part of the heart ika and / or head part has a coating formed from one 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 не разрушенным. 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 образование 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 insufficient over-penetration ability of the core when it penetrates metal armor with increasing caliber of the bullet, while the core remains not destroyed. 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 this mechanism of destruction of metal armor, the core remains intact, but its block 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 impact site.

Наиболее близким по техническому решению к достигаемому техническому результату является патрон бронебойный, содержащий 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 2000 МПа, 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, 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 К_1C не ниже 8 МПа м ^1/2, 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. (Решение о выдаче патента на полезную модель по заявке №2012147316 от 07.12.2012 г.).The closest technical solution to the technical result is an 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 length of the bullet is (3.52- 4.60) d, the length of the bullet core is (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 a HRA hardness of at least 85.0 units, tensile strength bending no less than 2000 MPa, ce head the bottom plate is cone-shaped, the length of which is (0.52-2.41) 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 - 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 the mass of the core is ra outside (0.34-0.62) of the mass of the bullet, while the head of the cone-shaped core has a contact pad whose diameter is (0.018-0.25) d, where d is the caliber of the bullet. In addition, the hard alloy has a compressive strength of at least 4000 MPa, a stress intensity factor of 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 radius to 0.15d, tail of the core / Or head part has a coating formed from one physical or chemical methods of metal deposition. (The decision to grant a patent for a utility model by application No. 2012147316 of December 7, 2012).

Недостатком известного решения является недостаточная запреградная поражающая способность патрона при пробитии им металлической брони.A disadvantage of the known solution is the lack of backward damaging ability of the cartridge when it penetrates metal armor.

Задача данного технического решения повышение поражения живой силы, укрытой в легкобронированной военной технике и открыто расположенной в бронежилетах.The objective of this technical solution is to increase the defeat of manpower, sheltered in lightly armored military equipment and openly located in body armor.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в увеличение запреградной скорости твердосплавного сердечника при пробитии металлической брони и увеличения 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 upon breaking through metal armor and increasing the damaging effect of the cartridge by fragmented fragments of armor formed by the core when leaving the armor.

Указанный технический результат достигается заявляемым патроном бронебойным с оживальной головной частью сердечника, 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 сжатие не менее 4000 МПа. предел прочности на изгиб не менее 2000 МПа, твердый сплав сердечника имеет коэффициент интенсивности напряжений K_1C не ниже 8 МПа м ^1/2, головная часть сердечника выполнена конусообразной формы, длина которой равна (0,52-2,41)d и имеет контактную площадку, диаметр которой равен (0,018-0,25)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, хвостовая часть сердечника имеет фаску или радиус закругления до 0,15d, 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 в виде конуса выполнена оживальной формой с радиусом оживало равным (0,87-13,28)d.The specified technical result is achieved by the claimed armor-piercing cartridge with an animated head part of the core, containing a bullet having a shell, a core consisting of a head and a tail part, 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 core is (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 a HRA hardness of at least 85.0 units, tensile strength compression not less than 4000 MPa. the bending strength is not less than 2000 MPa, the hard alloy of the core has a stress intensity factor K _{1C of} not less than 8 MPa m ^1/2 , the head of the core is cone-shaped, the length of which is (0.52-2.41) d and has a contact a pad whose diameter is (0.018-0.25) d, the tail portion is in the form of a cylinder, or a truncated cone, or interconnected cylinder and a truncated cone, the smaller diameter of the truncated cone being (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 shank cylinder is (0.01-3.58) d, the tail of the core has a chamfer or a radius of curvature up to 0.15d, where d is the diameter of the caliber bullets, the surface of the core, in whole or in part, has a roughness of not more than Ra 1.6, and the mass of the core is equal to (0.34-0.62) the mass of the bullet, while the head of the core in the form of a cone is made in the shape of a cone with a radius animated equal to (0, 87-13.28) d.

Изменение соотношений конструктивных параметров вышеуказанных пределов заметно повлияет на характеристики патрона.Changing the ratios of the structural parameters of the above limits will significantly affect the characteristics of the 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.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.

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.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 К_1С с не ниже 8 МПа м ^1/2, 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 s not lower than 8 MPa m ^1/2 , allows to withstand high contact loads at the moment of impact at the point of contact with the barrier. 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 core layer, bringing its surface to a roughness of Ra 1.6 and lower, 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, improve accuracy and increase the range of damage in general.

Снижение хрупкого разрушения сердечника, при пробитии брони, достигается за счет выполнения сердечника оптимального по свойствам твердого сплава и геометрической формы. Изготовление сердечника в виде тела вращения, соединенных между собой головной части, длина которой равна (0,52-2,4 l)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, 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.Reducing the brittle fracture of the core, when breaking through the armor, is achieved by performing the core of the optimal hard alloy properties and geometric shape. The manufacture of a core in the form of a body of revolution, interconnected head part, the length of which is (0.52-2.4 l) d, 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, which allows Optimal geometrical dimensions of the core, allowing 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 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 с металлической преградой происходит значительное повышение температуры, и давления за короткий промежуток времени. Авторами 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, мы получаем стабильные результаты по пробитию брони, так как каждый раз повторяется один и тот же механизм пробития с образованию ПАС в первой стадии пробития брони и хрупким разрушение 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, запреградной поражающее действие. Авторами предлагаемого технического решения установлен смешанный 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, реализуется механизма разрушения менее энергоемкий, а именно, хрупкий механизм разрушения тыльной стороны. 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 внедрения 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 движении за преградой брони с большой скоростью.At the point of contact with the metal barrier, a significant increase in temperature and pressure occurs in a short period of time. The authors experimentally established that at the contact point there appear areas 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, whose diameter is (0.018-0.25) d, we obtain 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 brittle destruction of the back of the armor plate in the second stage of breaking through the plate. When implementing such a mechanism of penetration, brittle destruction of the core does not occur, it retains its shape a, the implementation of less energy-intensive, brittle destruction, preserves its kinetic energy, and, therefore, damaging effect. The authors of the proposed technical solution established a mixed mechanism of destruction of the armor, when at the first stage of penetration of the core into the armor an energy-intensive mechanism of penetration by piercing with molten metal is realized, and at the second stage of passage of the armor core, when the core leaves the armor, the destruction mechanism is less energy-intensive, namely, fragile destruction mechanism of the back side. 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 of the pointed core and the core with the contact pad are identical, energy-intensive mechanisms of penetration by puncture with molten metal are implemented. With the further introduction of the core with the 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 Publishing House. 2004. - p. 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 fragments of destruction, the core continues to move beyond the armor barrier at high speed.

Смешанный механизм пробития брони, реализуется при наличии у сердечника в головной части контактной площадки, диаметр которой равен (0.018-0,25)d. Проведенные исследования внутренней поверхности пулевого отверстия в броне полученные при пробитии патроном прототипа и предлагаемого технического решения показали, что при наличии контактной площадки, диаметр которой равен (0.018-0,25)d, внутренняя поверхность пулевого отверстие имеет различные зоны по отражательной способности на входном и выходном кратерах отверстия. При этом зона хрупкого разрушения полученная при стрельбе патроном имеющего сердечник с головной частью в виде конуса оживальной формой с радиусом оживало равным (0,87-13,28)d больше, чем патроном имеющим сердечник в виде конуса образованного прямой линией.The mixed mechanism of penetration of armor is realized if the core has a contact area in the head of the contact area, the diameter of which is (0.018-0.25) d. Studies of the inner surface of the bullet hole in the armor obtained by penetrating the prototype and the proposed technical solution showed that in the presence of a contact pad, the diameter of which is (0.018-0.25) d, the inner surface of the bullet hole has different zones of reflectivity at the input and outlet crater holes. In this case, the brittle fracture zone obtained by firing a cartridge with a core with a cone-shaped head in an animated shape with a radius animated is equal to (0.87–13.28) d more than a cartridge having a cone-shaped core formed by a straight line.

В случае (прототип) в зоне, в которой происходит откол частиц металлической брони, имеются отогнутые по ходу движения сердечника лепестки из металла брони. Аналогичный механизм разрушения наблюдается при пробитии брони сердечником с головной частью в виде конуса оживальной формой с радиусом оживало равным (0,87-13,28)d. В данном случае, на выходе из отверстия, наблюдается большая зона хрупкого разрушения. Предельные значения радиуса оживало определены экспериментально. При выполнении головной части в виде оживального конуса с радиусом оживало равным (0,87-13,28)d при пробитии брони, происходит более быстрое нарастание сжимающего давления в начальный момент внедрения головной части в броню, что приводит к хрупкому разрушению головной части сердечника. Разрушения не происходит, если твердый сплав из которого изготовлен сердечник, не имеет необходимые высокие физико-механические свойства.In the case of (prototype), in the zone in which the spallation of the particles of metal armor occurs, there are petals made of armor metal bent along the core. A similar mechanism of destruction is observed when armor is pierced by a core with a conical head in the form of a cone in an animated shape with a radius animated equal to (0.87–13.28) d. In this case, at the exit from the hole, there is a large area of brittle fracture. The limit values of the radius animated are determined experimentally. When the head part is made in the form of a lively cone with a radius animated equal to (0.87-13.28) d when the armor is broken through, a more rapid increase in compressive pressure occurs at the initial moment of introduction of the head part into the armor, which leads to brittle destruction of the head part of the core. Destruction does not occur if the hard alloy of which the core is made does not have the necessary high physical and mechanical properties.

Запредельное изменение (0,87-13,28)d параметров радиуса оживало головной части сердечника патрона 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.A prohibitive change (0.87–13.28) in the d parameters of the radius enlivened the head of the cartridge core leads to a significant deterioration in combat performance, a decrease in the prohibitive speed of the carbide core when metal armor is broken, and a decrease in the prohibitive effect of fragmentation of armor formed by the core of the cartridge when exiting the armor .

На фиг.1 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 1 shows 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 - bullet, steel sleeve 2, propellant powder charge 3 and the igniter 4 with non-rust composition 5.

На фиг.2 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 выпоолнена в виде конуса оживальной формой с радиусом оживало равным R₁=(0,87-13,28)d. 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., длина цилиндра хвостовика равна (0,01-3,58)d. Соотношения конструктивных параметров патрона определены в зависимости от калибра патрона. Длина l₀ сердечника 8 равна l₀=(2,36-3,48)d, длина головной части l₁ сердечника 8.1 равна l₁=(0,52-2,41)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 2 presents the bullet 1, consisting of a bimetallic shell 6, a lead shirt 7 and a carbide core 8. The core 8 consists of a head portion 8.1 and a tail portion 8.2. The head part 8.1 is made in the form of a cone in an animated shape with a radius animated equal to R ₁ = (0.87-13.28) d. The tail part 8.2 consists of either a cylinder 8.2.1, or a truncated cone 8.2.2, or a cylinder 8.2.1 and a truncated cone 8.2.2 connected to each other, has a chamfer or a radius of curvature of 8.2.3 to 0.15d., the length of the shank cylinder is (0.01-3.58) d. The ratio of the design parameters of the cartridge is determined depending on the caliber of the cartridge. The length l _{0 of} core 8 is l ₀ = (2.36-3.48) d, the length of the head part l _{1 of} core 8.1 is l ₁ = (0.52-2.41) d, The larger diameter D _{1 of the} truncated shank cone is the diameter of the cylinder and the diameter of the head of the core is equal to D ₁ = (0.70-0.86) d, the smaller diameter D _{2 of the} truncated cone is D ₂ = (0.69-0.86) d. The head part of the cone-shaped core has a contact pad, the diameter of D _{3 of} which is equal to D ₃ = (0.018-0.25) d. The core surfaces in whole or in part (either the head part or the tail part) are additionally ground to a roughness not higher than Ra 1.6.

Для подтверждения высокого запреградного поражающего действия предлагаемого патрона бронебойного с оживальной головной частью сердечника проводили сравнительные стрельбы с патронами калибра 7,62 с твердосплавным сердечником, изготовленным по прототипу. В качестве пробиваемого материала использовалась бронеплита марки 2П толщиной 10 мм на удалении 250, 280 и 300 метров. Оценивали количество пробитий при 10 зачетных попаданиях. Стрельба велась из пулемета «Печенег» с оптическим прицелом.To confirm the high barrage damaging effect of the proposed armor-piercing cartridge with an animated head part of the core, comparative firing was conducted with 7.62 caliber 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 250, 280 and 300 meters. The number of penetrations was estimated at 10 credits. Shooting was carried out from the Pecheneg machine gun with an optical sight.

В таблице предоставлены результаты сравнительных испытаний.The table provides the results of comparative tests.

Таблица.Table. Тип сердечникаCore type Количество пробитий бронеплиты при 10 попаданияхThe number of penetrations of the armor plate with 10 hits 250 м250 m 280 м280 m 300 м300 m Прототип.Prototype. 100%one hundred% 88 55 Патрон с сердечник конической головной частьюChuck with a conical head core Предлагаемое техническое решение.The proposed technical solution. 100%one hundred% 88 77 Патрон с сердечником конической головной частью в виде оживального конуса с радиусом оживало равным (0,87-13,28)d.A cartridge with a core with a conical head in the form of a lively cone with a radius animated equal to (0.87-13.28) d.

Как видно из результатов сравнительных испытаний, предлагаемый патрон имеет более высокую пробивную способность (количество пробитий на 300 м) по сравнению с прототипом.As can be seen from the results of comparative tests, the proposed cartridge has a higher breakdown ability (number of penetrations per 300 m) compared to the prototype.

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.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 (1)

Патрон бронебойный с оживальной головной частью сердечника, содержащий пулю, имеющую оболочку, сердечник, состоящий из головной и хвостовой частей, 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%, имеет твердость HRA не ниже 85,0 единиц, предел прочности на сжатие не менее 4000 МПа, предел прочности на изгиб не менее 2000 МПа, твердый сплав сердечника имеет коэффициент интенсивности напряжений K_1C не ниже 8 МПа м^1/2, головная часть сердечника выполнена конусообразной формы, длина которой равна (0,52-2,41)d, и имеет контактную площадку, диаметр которой равен (0,018-0,25)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, хвостовая часть сердечника имеет фаску или радиус закругления до 0,15d, 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, отличающийся тем, что головная часть сердечника в виде конуса выполнена оживальной формой с радиусом оживало, равным (0,87-13,28)d.

An armor-piercing cartridge with an animated head of the core, 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 length of the bullet 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 a hard alloy with a tungsten carbide content of 85-96% by mass, has a hardness of HRA of at least 85.0 units, and a compressive strength of at least 4000 MPa, bending strength not less than 2000 MPa, core alloy and has a stress intensity factor K _{1C of} at least 8 MPa m ^1/2 , the head of the core is cone-shaped, the length of which is (0.52-2.41) d, and has a contact pad whose diameter is (0.018-0.25 ) d, the tail portion is in the form of a cylinder, or a truncated cone, or a cylinder and a truncated cone interconnected, with a smaller diameter of the truncated cone equal to (0.69-0.86) d, a larger diameter of the truncated cone of the tail part is equal to the diameter of the cylinder and the diameter the head of the core and is equal to (0.70-0.86) d, and the length of the cylinder of the shank ra by (0.01-3.58) d, the tail of the core has a chamfer or a radius of curvature up to 0.15d, where d is the diameter of the bullet’s 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 (0.34-0.62) the mass of the bullet, characterized in that the head part of the core in the form of a cone is made in the shape of a cone with a radius revived equal to (0.87-13.28) d.

Images