Оптимальна ли бутылочная гильза?

Почти все патроны для длинноствольного оружия имеют гильзу бутылочной формы (редкое исключение, напр., маломощный .30 M1 carbine 7.62x33 military-memory.com )
Однако у этой формы много недостатков, они перечислены здесь (подчеркнуто красным цветом)

К этому можно добавить, что использование гильзы без бутылочности заметно увеличит емкость магазина (применительно к 5,56 х 45---с 30 до 39-40 патронов)
Примерный вид цилиндрической гильзы равного объема в сравнении с исходной 5,56 х 45 показан ниже:

Длина ее увеличивается в 1,67 раза, зато уменьшается диаметр и значительно уменьшается количество операций при изготовлении.
Цилиндрическая гильза патрона 7,63 х 39 будет иметь длину ок. 54мм, а патрона 5,45 х39---ок .66мм

Интересно было бы узннать мнение участников Форума по этому вопросу.

С уважением, Donkey

При условии налаженного и отработанного производства бутылочных гильз, и, тем более, широкого спектра оружия под него, все кажущиеся преимущества цилиндрической гильзы нивелируются.
Ну а чисто гипотетически:
Низкая механическая прочность.
Удлинение рабочих механизмов оружия и патронника, как следствие - общее увеличение габаритов оружия и ни какой выгоды в его массе и затраченном на производстве материале.
По массе, гильзы одинакового объема будут иметь минимальную разницу.
Более продолжительный процесс вытяжки - лишние техпроцессы.
И что главное - все эти вопросы были пройдены еще на стадии разработки новых видов оружия и боеприпасов, и в результате имеем.. .

Эт-та тема исхожена до нас.. . Всё упирается в процесс сгорания пороха в гильзе. Он должен сгореть прежде, чем пуля прошла несколько сантиметров, иначе эффективность газового двигателя, которым является огнестрельное оружие, сильно падает. В бутылочной гильзе сгорает быстрее.
Это уже поняли потом, а сначала определили эмпирически, что высоких скоростей пули достичь легче при гильзе бутылочной формы.
Итого: для скоростей 400м/с и более эффективна бутылочная гильза, а менее - цилиндрическая. Что мы и наблюдаем, разглядывая различные пули для пистолетов и винтовок .

Есть ещё много факторов в пользу бутылочной гильзы, но этот мне кажется одним из основных.

В патроннике застрянет и так её там и порвёт.
Чего думать-то, приличные люди (С) уже давно внедряют телескопические боеприпасы, да с подачей напрошив

а какой магазин нужен под такую длинномерную гильзу ?! Это ж будет как у подводного автомата который стрелами пуляет магазин по размерам.

Чем толще гильза, тем меньше (относительно пороха и патрона) она весит - объем по квадрату (площади сечения), а стенка по 1-й (длине окружности).
А вообще, при заданной толщине стенки и дна легко можно найти оптимальное отношение длины к диаметру.

Спасибо за ответы.

Уважаемый Two, действительн, сейчас, когда производство давно (в некоторых случаях больше 100 лет) налажено, я не хотел сказать, что имеет смысл делать винтовки под цилиндрические патроны. Но меня интересовало, почему с самого начала практически все оружейники остановились на такой сложной форме, притом, что у нее так много отрицательных особенностей (если верить автору пособия Кириллову)

Уважаемый HUNTER_SEEKER, а не могли бы Вы осветить эту проблему подробнее?
Кириллов пишет, что, чем мощнее патрон, тем большн должен быть коэффициент бутылочности гильзы, но никак этого не объясняет, приводя только пример----патрон германского ПТР PzB39
Где-то еще (может быть, на аде ру.?) я встречал упоминание о том, что в короткой гильзе порох горит быстрее.
Не знаете ли Вы, есть ли тут строгая зависимость и как она выражается?

Уважаемый в_2_к, порвет, ИМХО, с одинаковым успехом и бутылочную, и цилиндрическую гильзу, при условии недостаточной жесткости запирания.
По поводу того, что металлическая гильза устарела, совершенно с Вами согласен, но, боюсь, производители боеприпасов заморят своими кознями проект LSAT, как раньше винтовку G-11...

Уважаемый AleX413, проводил я уже эти подсчеты, минимальная площадь поверхности получается при соотношениях диаметра и высоты цилиндра 1:1 при заданном объеме (картинка).
А Кириллов пишет, что масса при увеличении бутылочности растет (патрон 318, напр., весил 84г при калибре 7,92мм)

Но меня интересовало, почему с самого начала практически все оружейники остановились на такой сложной форме, притом, что у нее так много отрицательных особенностей

Ну так при желании можно найти много отрицательных особенностей в чем угодно. Некоторые(вполне очевидные) я вам привел. Конструирование оружия это всегда поиск компромиссов. А компромисс - убийца мечты. Просто бутылочная форма дает оптимальное сочетание необходимых характеристик, таких как соотношение длинны к объему.
И при всем авторитете авторов писаний, не стоит канонизировать все их утверждения, т.е. не не принимать на веру, а не придавать чрезмерного значения, у них ведь тоже есть свои взгляды.

чем мощнее патрон, тем большн должен быть коэффициент бутылочности гильзы

Это необходимо для более надежной экстракции гильзы из патронника.

А Кириллов пишет, что масса при увеличении бутылочности растет

Ну так растет потому что увеличиваются размеры дна гильзы, а там львиная доля массы всей гильзы.

автор ты теплотехнику не учил в универе? сужение - горлышко гильзы - это сопло, возникает разность давлений и происходит более быстрое истечение среды.. . твой вариант удлинённой гильзы цилиндрической формы не будет работать с такой же эффективностью с равным количеством пороха в гильзе.. . пуля потеряет скоростные, а следовательно и мощностные характеристики.. . лучше используй комбинированное сопло и попробуй приделать его к гильзе, если удастся, то пороха потребуется меньше, соответственно гильзу можно будет укоротить не в ущерб производительности.. .

я считал подобное, длинна получилась поболее. может я просто слишком толстую гильзу заложил? или автор статьи забыл заложить толщину гильзы?

автор ты теплотехнику не учил в универе? сужение - горлышко гильзы - это сопло, возникает разность давлений и происходит более быстрое истечение среды...

ИМХО, чушь. Сопло имеет смысл, если собираешься метать саму среду (т.е. делать реактивный двигатель), а не пулю с ее помощью. Пуля метается давлением, а не динамическим ударом, а давление в пороховых газах распространяется намного быстрее движения пули вне независимости от перемещений среды (где-то приводилась цифра около 3 км/с).

Кириллов пишет, что, чем мощнее патрон, тем большн должен быть коэффициент бутылочности гильзы, но никак этого не объясняет

ИМХО, при равном объеме у короткого и широкого цилиндра площадь боковой поверхности меньше, чем у длинного и тонкого. Отсюда - меньше трение при экстракции, и в то же время выше прочность при тех же стенках.

ИМХО, чушь. Сопло имеет смысл, если собираешься метать саму среду (т.е. делать реактивный двигатель), а не пулю с ее помощью. Пуля метается давлением, а не динамическим ударом, а давление в пороховых газах распространяется намного быстрее движения пули вне независимости от перемещений среды (где-то приводилась цифра около 3 км/с).

сам себе противоречишь.. . метается выходным давлением из сопла. среда - это газ, жидкость тд тп. в нашем случае это пороховые газы

сам себе противоречишь.. . метается выходным давлением из сопла. среда - это газ, жидкость тд тп. в нашем случае это пороховые газы

Уважаемый HUNTER_SEEKER, а не могли бы Вы осветить эту проблему подробнее?
Кириллов пишет, что, чем мощнее патрон, тем большн должен быть коэффициент бутылочности гильзы, но никак этого не объясняет, приводя только пример----патрон германского ПТР PzB39
Где-то еще (может быть, на аде ру.?) я встречал упоминание о том, что в короткой гильзе порох горит быстрее.
Не знаете ли Вы, есть ли тут строгая зависимость и как она выражается?

Ни строгой зависимости, ни выражения вы не найдёте. Процесс сгорания пороха в гильзе, со всеми волнами давления, отражающимися от стенок весьма сложен. Без эксперимента результат можно получить только копьютерным моделированием. Могу указать на одну вещь из результатов этих моделирований: в гильзе поверхности в 90 и 45 градусов по направлению истечения газов являются нежелательными. Ни в одной гильзе вы таких не найдёте, хотя это и было установлено эмпирически. При таких углах часто формируются ударные волны, которые крайне отрицательно действуют на живучесть оружия и целостность гильзы.
Оптимальным считается, если как можно раньше НАЧИНАЕТ гореть весь порох в объёме. С точки зрения теории, оптимальной является близкая внутри к сферической гильза, с запалом прямо центре порохового заряда .
Смотрим довольно близкий к шарообразному Грендель http://www.6mmbr.com/65grendel.html
Что до снарядов с длинными цилиндрическими и почти цилиндрическими гильзами -- они таки были:
20x99R для ШВАК. 750 м/с. Отказались. Часто рвалась гильза.
40x304R 790-850 м/с. Неплохой для того времени. Но для такой длинной гильзы пушку пришлось сделать слишком сложной, и постоянно были какие-то проблемы.
75x350R 505-570 м/с. Небольшая скорость и массивная гильза. Цикл отката пушки, пользовавшей этот патрончик, был 2 секунды.

Можно сделать длинную гильзу и засунуть туда прогрессивный порох-макарону.
По мере продвижения пули в стволе, макарона сгорая изнутри, будет
давать почти постоянное давление в стволе, что значительно увеличит начальную
скорость пули и увеличит ресурс ствола, так как на старте не обязательно поднимать давление до максимального.
Можно также уменьшить массу патронника.
Но это только догадка и не более.

Originally posted by Donkey:
Уважаемый в_2_к, порвет, ИМХО, с одинаковым успехом и бутылочную, и цилиндрическую гильзу, при условии недостаточной жесткости запирания.
По поводу того, что металлическая гильза устарела, совершенно с Вами согласен, но, боюсь, производители боеприпасов заморят своими кознями проект LSAT, как раньше винтовку G-11...

Я имел в виду - от излишнего трения в патроннике порвёт при экстракции. Продольный разрыв, когда часть гильзы в патроннике остаётся, а та что с закраиной отрывается - а вы видимо подумали о поперечном, как в пистолете-пулемёте со слишком лёгким затвором (случай нежёсткого запирания как раз) ?..

Ну а что до козней, то - поживём-увидим.. . я почему-то так думаю, что годов до навскидку 2050-х ничего кроме вариантов на тему 5,56 и 7,62 НАТО мы так и не увидим нового и интересного.. . там конечно и объективных проблем немало ой как - всё же современный патрон к ОО существует уже 150 лет без особых изменений не зря, но и бизнес конечно тоже не дремлет, как-бы.

будет
давать почти постоянное давление в стволе, что значительно

что значительно снизит конечную скорость пули. ведь именно резкий старт обуславливает такие большие скорости. дальше идёт уже только доразгон.

Можно сделать длинную гильзу и засунуть туда прогрессивный порох-макарону.

Вы чуток не поняли. Напоминаю написанное мною же:

Оптимальным считается, если как можно раньше НАЧИНАЕТ гореть весь порох в объёме.

Т.е. можно хоть макаронины, хоть как угодно, но порох должен как можно быстрее начать гореть во всём объёме. Если существенная часть его продолжит гореть в канале ствола, то это неэффективность, ускоренный износ ствола и вообще не комильфо.
Идеальное в этом смысле решение представляет собой телескопическая амуниция: порох поджигается практически весь ещё до того, как снаряд выходит из гильзы. У неё вообще много плюсиков, её выбрали отнюдь не только для компактности хранения и уменьшения массы .

[QУОТЕ][Б]Он должен сгореть прежде, чем пуля прошла несколько сантиметров, иначе эффективность газового двигателя, которым является огнестрельное оружие, сильно падает... . [/Б][/QУОТЕ]
__________

В оптимальном варианте порох должет гореть до тех пор пока пуля находится в стволе, но.. . сгорать раньше, чем пуля покинет ствол.. .

В оптимальном варианте порох должет гореть до тех пор пока пуля находится в стволе, но.. . сгорать раньше, чем пуля покинет ствол...

Да, к такому стремятся в орудиях и длинных винтовках. Хотя в современных танковых пушках пришли к тому, что проще обеспечить как можно более быстрое сгорание всего пороха, а на ствол для укрепления наложить кожух. Но все сходятся в одном -- НАЧАТЬ гореть весь объём пороха должен как можно раньше. В идеале -- мгновенно. В некоторых скоростных патрончиках для ускорения ентого процесса аж запальную трубочку концом выводят в центр порохового заряда .

В танках кожух не для прочности, для поддержки температуры,
дабы ствол не перекосило от резкого охлаждения дождиком.

В танках порох-макарона сгорает не весь в патроннике, сгорает в процессе движения
снаряда, насколько я догадываюсь, иначе, зачем его делать прогрессивного горения.
А для быстрого воспламенения в гильзе есть мешочек с неким зарядом,
который вспыхивает белым светом как магний (лично поджигал).

Гильзу-порох-макарону можно сделать так.
Внутреннюю пустоту пластифицированной макароны заполнить другим составом -
мгновенного воспламенения.
Состав вспыхнув, позволит быстрее воспламениться внутренней поверхности макароны,
которая, расширяясь при горении, будет давать типа постоянное давление при продвижении пули.
Причем состав мгновенного действия, должен быть в солидном объеме.
Возьмем Мосина.
Сделаем баальшую бутылочную гильзу. Засунем в нее макарону. В полость макароны
засыпим весь порох Мосинского патрона.
Порох сгорит весь на старте и даст штатный толчок пуле.
Оставшуюся работу доделает более медленная макарона, добавив свои три копейки.
Итого - скорость пули винтаря можно увеличить до 1200мс и выше.
Опять же в теории.

сам себе противоречишь.. . метается выходным давлением из сопла. среда - это газ, жидкость тд тп. в нашем случае это пороховые газы

Сопло не увеличивает давления. Оно создает перепад как раз в сторону его уменьшения - оно преобразует давление в скорость, т.е. разгоняет среду ее собственным давлением. Давление при этом как раз падает.
А какой смысл разгонять в сопле среду, если она все равно не сможет двигаться быстрее пули, которая в силу своей массы двигается много медленнее потока пороховых газов?
Сопло имеет смысл в конструкции некоторых минометов, где мина разгоняется не давлением газов, а динамическим ударом газовой струи. Но в таких конструкциях при нанесении на ствол перфорации (в целях эксперимента) дульная скорость мины снижается процентов на 20 - представьте себе, чтьо останется от скорости пули, если перфорировать ствол винтовки, и убедитесь, что это не тот случай.

Originally posted by abc55:
В танках кожух не для прочности, для поддержки температуры,
дабы ствол не перекосило от резкого охлаждения дождиком.

В танках порох-макарона сгорает не весь в патроннике, сгорает в процессе движения
снаряда, насколько я догадываюсь, иначе, зачем его делать прогрессивного горения.
А для быстрого воспламенения в гильзе есть мешочек с неким зарядом,
который вспыхивает белым светом как магний (лично поджигал).

Гильзу-порох-макарону можно сделать так.
Внутреннюю пустоту пластифицированной макароны заполнить другим составом -
мгновенного воспламенения.
Состав вспыхнув, позволит быстрее воспламениться внутренней поверхности макароны,
которая, расширяясь при горении, будет давать типа постоянное давление при продвижении пули.
Причем состав мгновенного действия, должен быть в солидном объеме.
Возьмем Мосина.
Сделаем баальшую бутылочную гильзу. Засунем в нее макарону. В полость макароны
засыпим весь порох Мосинского патрона.
Порох сгорит весь на старте и даст штатный толчок пуле.
Оставшуюся работу доделает более медленная макарона, добавив свои три копейки.
Итого - скорость пули винтаря можно увеличить до 1200мс и выше.
Опять же в теории.

Уважаемый abc55, посмотрите

Уже существует

думаю надо разделить внутреннюю и внешнюю формы цилиндрической гильзы.
1. У патрона дробовика она и внутренняя и внешняя цилиндр.
2. У патрона ЛСАТ (как гильзовом так и безгильзовом вариантах) внешняя цилиндр внутренняя бутылочная (скат формируется колпачком в котором находится пуля).

цилиндрическая гильза при выступающей пуле (да еще например заостренной) актуальна при относительно малом соотношении толщины гильзы к ее высоте и следовательно относительно малом объеме пороха, т.е. например: пистолетные патроны, выстрелы для гранатомета.

А патроны с цилиндрической гильзой (как внешне так и внутренней формой) и полностью утопленной пулей могут стать актуальны если с гильзы будет снята функция сохранения прочностных характеристик в момент экстракции=подвижный или секционный патронник и выталкивание (а не вытягивание как обычно происходит сейчас) стрелянной гильзы.

у того же ЛСАТ гильзового гильза хоть и состоит из 2-х компонентов (стакан-гильза и колпачек) но видимо формируется за несколько меньшее число процессов. Там однокомпонентный пластик обрабатываемый методом экструзии. То есть 1-3 операции на каждый элемент (выдавили, обрезали) +сборка патрона.

На рисунке в первом сообщении всё показано.
Бутылочная форма гильзы это компромисс между калибром пули, объёмом гильзы и длиной патрона.
Формулы и прочие рассуждения - детали.

Разница может быть только в эстетическом взгляде.
7,62х54, .303 Бритиш, 7,92х57, 30-06 Спр...

а что спорить то)
410 калибр как пример патрона с длинной гильзой

410 калибр как пример патрона с длинной гильзой

И длиннее бывали, см. 7,92х107. Но тут требования к прочности помягче, т.к. рассчитано на ручную перезарядку

Originally posted by theTBAPb:

И длиннее бывали, см. 7,92х107. Но тут требования к прочности помягче, т.к. рассчитано на ручную перезарядку

А вот советский экспериментальный "карандаш" 7,62мм (рядом 7,62*54R) 30-х годов (фото из журнала "Мастер ружье")

Если я правильно посчитал, то длина гильзы больше 142мм!

Вот только как этот залипший карандаш вытаскивать из патронника?
досыл-экстракт будет длиииннный

Порох надо новый, порох!Чего там химики делают, спят,что-ли?Тогда можно будет гильзу от 7,65 браунинг совместить с пулей от АК-7,62,чтоб при сохранении прежней начальной скорости получить маленький патрон с цилиндрической гильзой.

Originally posted by abc55:
Вот только как этот залипший карандаш вытаскивать из патронника?
досыл-экстракт будет длиииннный

Про этот патрон ничего толком не известно, кроме того, что предназначался он для экспериментального авиационного пулемета, так и не пошедшего в серию. Это сообщил ув.Vovan-Lawer в "Истории оружия"
Снимок единственный, больше я нигде не видел.
А против есть "залипания" разные разные способы, напр., цилиндрический патронник с перештамповкой гильзы, но не знаю, был ли он там применен.
"досыл-экстракт .. . длиииннный" для авиационного пулемета, конечно, не чень хорошо.. .

Originally posted by Акадак:
Порох надо новый, порох!Чего там химики делают, спят, что-ли?Тогда можно будет гильзу от 7,65 браунинг совместить с пулей от АК-7,62,чтоб при сохранении прежней начальной скорости получить маленький патрон с цилиндрической гильзой.

Уважаемый Акадак, ИМХО, химики не спят, но увеличить в 10 раз удельную энергию пороха не могут.
Другой путь (без пороха) предлагает Валентин ПОДВЫСОЦКИЙ
http://n-t.ru/tp/ts/oo.htm . Он обещает нам с объема гильзы 9мм ПМ снять 9кДж энергии, даже больше, чем в 7кЖд в автоматном патроне (расчеты его я не порверял).
Вобщем, совсем как Вы хотели.
Но статья Подвысоцкого вызывает много сомнеий и вопросов. Напр., насколько полезен для внутренней поверхности ствола кислород при температуре 4000-5000 град?

Donkey, спасибо за любопытную статью.
Офф: Навскидку сразу приходят мысли по усовершенствованию этой конструкции.
Раз большая часть кислорода в таком патроне служит не окислителем, а рабочим телом, можно горючий металлоэлемент и потребный для его горения кислород поместить в тонкостенной ампуле, занимающей часть зарядной каморы, а остальной объем заполнить инертным рабочим телом (в т.ч. возможно применение легких газов) под тем же давлением. И от электросхемы можно отказаться, применив капсюль, в котором тонкодисперсный порошок металла перемешан с инициирующим составом, и при сгорании последнего разогревается и вбрасывается в кислородную капсулу.

Интересная ссылка, идея правда старая, в детстве в 70-е годы что-то похожее читал или в "Наука и жизнь" или в "Изобретатель и рационализатор".Сложно пока. А вот химики именно спят, или заняты производством амфетаминов и прочих хороших таблеток и им не до пороха :-).Высокомощный порох уже есть вообще-то,используется во всяких наших спецстрелялках. На макетах таких патронов видно, что пороха там вдвое меньше, чем в штатных боеприпасах (разрезанный макет патрона ПСС ) ВВ использовать вместо пороха что-то вроде серии микровзрывов в гильзе. Никому не надо сейчас, вот ничего и не слышно. Хотя наверняка где-то кто-то такие разработки ведет.

от пороха нужна не температура и энергия (это пути достижения скажем так), а объем газов при горении. Температура в 5000 градусов + кислород скорее всего приведет к тому что оружие сгорит (метал горит этот дядя сам пляшет от этой печки). Не металлические материалы будут либо хрупкими либо не достаточно прочными.

зы гуглим "вики порох"

Если я правильно посчитал, то длина гильзы больше 142мм!

свободный затвор?

Долго думал, где здесь порох. Горит сам "футляр" для пули?

Видимо для наглядности футляр на фото пластиковый.
А в гильзе футляр - пластифицированный порох.

Тогда можно будет гильзу от 7,65 браунинг совместить с пулей от АК-7,62,

Так ,где то здесь же на Ганзе было,патрон ТТ догнали до характеристик,7,62Х39.Куда вы их разгонять собираетесь ,пули.Или вы рассматриваете внутреннею баллистику ,а внешняя типа и на фиг не сдалась.

Кто в курсе, в каких формах гильзах создаётся большие давления в бутылочных типа тт или в гильзах, как в макарове?