Веретенные пули

Левый ряд - овалоиды, правый ряд - овалоидоподобные тела вращения, желтым цветом отмечены наиболее аэродинамически совершенные тела

Клсд - коэффициент лобового сопротивления движению относительно сферического тела

тип боеприпаса - бронебойный с запреградным действием по мягким тканям
снаряжение - SLAP патрон с бутылочной гильзой
стабилизация в полете - аэродинамическая
баллистический коэффициент - повышенный за счет уменьшения волнового сопротивления и отсутствия донного сопротивления
поражающий элемент - подкалиберный
поддон - сегментный кольцевой
материал пули - термоупрочненная сталь типа У12А
материал поддона - текстолит или композит
максимальная начальная скорость - 1420 м/с
минимальная скорость устойчивого полета - 400 м/с
масса - 1/2 массы калиберной пули
шаг нарезов ствола для усреднения производственных дефектов формы пули - от 1 до 10 метров
калибр боеприпаса - 5,45х39, 5,56х45, 7,62х51, 7,62х54, 8,6х70, 10,3х77, 12,7х99, 12,7х108, 9,6x53, 16 калибр, 12 калибр

Originally posted by TTX:

БК = К * (D2 - D1) : (V1 - V2)

Сборка веретенная пуля / кольцевой сегментный поддон:
- передняя фаска поддона служит для центрирования сборки в пульном входе ствола;
- готовые нарезы на части внешней поверхности поддона служат для монтажа сборки с последующей накаткой нарезов в дульце гильзы

Известия высших учебных заведений
Черная металлургия
Том 62, N9 2019
К.А.Минков, А.Н.Минков, А.А.Хлыбов
ВЫБОР ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЙ НАГРЕВА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ СОВМЕЩЕННОГО ПРОЦЕССА БОРИРОВАНИЯ И ОБЪЕМНОЙ ЗАКАЛКИ КРУПНЫХ ШТАМПОВ ИЗ СТАЛИ 5ХНМ
fermet.misis.ru

1) Бронебойный сердечник из металлокерамического композита карбида вольфрама с кобальтом ВК8 имеет твердость 4 ГПа и прочность на изгиб 2 ГПа.
2) Бронебойный сердечник из термоупрочненной стали У12А имеет твердость 2,4 ГПа и прочность на изгиб 1,7 ГПа.
3) Бронебойный сердечник из термоупрочненной борированной стали У12А имеет поверхностную твердость 18 ГПа на глубину 0,6 мм, твердость цементированного подслоя 6,3 ГПа, твердость сердцевины 2,4 ГПа и прочность на изгиб 1,7 ГПа.

Паста (обмазка) для локальной защиты стали от борирования - авторское свидетельство SU 1735432.

Шлифовальный круг с рабочей поверхностью гиперболического профиля, патент RU 2401191

Формообразование гиперболоидных поверхностей при помощи дисковых и концевых фрез
cyberleninka.ru

Чистота поверхности деталей при холодной объемной штамповке (ХОШ) достигает 6-8 классов (0,8 - 0,4 мкм) по ГОСТ 2789-73. Точность деталей в плане соответствует точности изготовления штампа, отклонения по высоте не превышают 0,02 - 0,05 мм

Одноосное объемное прессование

Важен заявленный ими результат - точность изготовления деталей в плане совпадает с точностью штампа, допуск на изготовление деталей по длине равен от 0,02 до 0,05 мм, шероховатость поверхности деталей составляет от 0,4 до 0,8 мкм.

Пуля патрона 7Н14

Пуля LM-105 длиной 105 мм калибра .338 Lapua Magnum, масса 19 грамм

Распределение давления вдоль тела пули LM-119 длиной 119 мм калибра .375 Chey Tac в полете на скорости 900 м/с

Начальная скорость: ЛПС - 820 м/с; 10/4,5 - 1250 м/с; 7,92/5 - 1420 м/с.

Дульная энергия: ЛПС - 3227 Дж; 10/4,5 - 3359 Дж; 7,92/5 - 4032 Дж.

Дальность прямого выстрела (БК2/БК1 х V2/V1): ЛПС - 420 м; 10/4,5 - 615 м; 7,92/5 - 852 м.

Дистанция 3-кратного падения скорости пули (9-кратного уменьшения кинетической энергии) с учетом БК: ЛПС (273 м/с, М 0,82) - 1200 м, 10/4,5 (416 м/с, М 1,26) - 1200 м, 7,92/5 (473 м/с, М 1,43) - 1800 м.

В интервале снижения скорости от 1420 до 396 м/с (М1,2) дальность полета пули калибра 7,92/5х54 мм в режиме аэродинамической стабилизации составит 2000 метров - см. зависимость коэффициента головного аэродинамического сопротивления от числа Маха и удлинения головной части тела, для веретенной пули удлинение равно 5

Угленаполненный полифениленсульфид для литья под давлением
Терморан Т-клид ПФС УВ-30 (Россия):
текучесть расплава - от 4 до 8 г/мин
технологическая усадка продольная/поперечная - 0,25/0,45%
прочность на изгиб - 250 МПа
прочность на растяжение - 180 Мпа
удлинение при разрыве - 1%
ударная вязкость по Шарпи без надреза - 30 кДж/кв.м

Схема литья деталей из ПФС (минимальная толщина стенок от 0,5 до 0,8 мм)

olenta.ru

Композит из 65% PEEK, 30% углеволокна и 5% LCP со сниженной вязкостью расплава за счет формирования ковалентной связи между ароматическими кольцами LCP и молекулами PEEK:
прочность при растяжении - 230 МПа
стоимость PEEK - 12 рублей/грамм

Ирвин Барр запутался в двух соснах - в огнестрельном оружии должна использоваться или стреловидная пуля по всей форме (коническая головная часть, цилиндрическое древко, лопастное оперение) или веретенная пуля (например, в виде тела Сирса-Хаака, уже известного на момент издания монографии Барра), которая сама по себе не нуждается в головном конусе и хвостовом оперении (при полете на сверхзвуке, вестимо).
Поскольку ТТЗ всех американских конкурсов на разработку оружия под стреловидные пули были направлены на снижение импульса отдачи оружия чуть ли не до нуля, то в конечном счете в дело пошли классические стрелки массой 0,65 грамма, а не подкалиберные веретенные пули, которые в американском стрелочном калибре (чуть более 5 мм) весят порядка 2 грамм, но имеют импульс отдачи на уровне 4-граммовой калиберной пули современного патрона 5,56х45 мм.

Кроме целеполагания, финны и американцы ошиблись еще и в форме ведущего устройства веретенообразного поражающего элемента - для его ведения в стволе вполне достаточен простой и легкий одноопорный кольцевой поддон (как в моей конструкции), а не финско-американские двухопорные кракозябры.

Поэтому наша бронебойно-убойная веретенная пуля с гиперболической образующей поверхности, максимальной весовой отдачей, увеличенной поперечной нагрузкой и наивысшим баллистическим коэффициентом рулит

Учите геометрию - кольцевой поддон в районе миделя веретенной пули удерживается за счет расклинивания между внешней выгнутой поверхностью пули и внутренней цилиндрической поверхностью ствола.
Об удержании за счет трения можно говорить, если обе поверхности цилиндрические.

Если стрелки SPIW - не классика жанра, то что же тогда?

TTX:
А откуда Барр или финны в середине прошлого века могли знать, что на сверхзвуке центр давления тонкого тела (так в аэродинамике называются профиль с большим отношением длины к высоте) сдвигается к задней кромке тела?

Они могли взять и посчитать. И в аэродинамической трубе продуть. И просто экспериментальным путём установить. Собственно, уже то, что ни немцы из СЕТМЕ, ни автор пулек LM, ни деятели из Франкфордского арсенала не стали делать то, что вы описали, а везде отпиливали заднюю часть веретена, уже должно было навести вас на мысль о том, что это не просто так )))

TTX:
Учите геометрию - кольцевой поддон в районе миделя веретенной пули удерживается за счет расклинивания между внешней выгнутой поверхностью пули и внутренней цилиндрической поверхностью ствола.
Об удержании за счет трения можно говорить, если обе поверхности цилиндрические.

Я вам уже писал о попытках удерживать ведущее устройство на коническом участке стрелы. На первой версии СПЭЛ Ширяева были неглубокие канавки, в которые впрессовывалось ведущее устройство, и это не помогло.

TTX:
Если стрелки SPIW - не классика жанра, то что же тогда?

Артиллерийские стреловидные снаряды с гребёнкой. И Барр, и Ширяев знали, что так можно, и оно работает. Но Барр от них отказался из-за того, что на таких мелких стрелках, какие диктовала выбранная конь-цепция оружЫя будуЮщего, с гребёнкой были бы проблемы, и хотел сделать конь-струкцию как можно более технологичной, Ширяев же алкал технологичности.

В сборке головной поддон-стреловидная пуля поддон тянет стрелку (площадь поперечного сечения поддона больше площади поперечного сечения древка стрелки). В сборке мидельный поддон-веретенная пуля последняя толкает поддон (поскольку соотношение поперечных сечений прямо противоположное), который играет роль обтюратора пороховых газов.

Я уже говорил в другой теме, что не надо для подкалиберных пуль копировать конструкцию подкалиберных артиллерийских снарядов, поскольку эффект масштаба - страшная сила.

TTX:
В первой половине прошлого века даже сверхзвковых аэродинамических труб с перфорированными стенками (чтобы не было переотражения ударных волн) еще не было, не говоря уж о компьютерном моделировании аэродинамики тонких тел.

Были как минимум сверхзвуковые аэродинамические трубы и компы, вычислявшие траектории полёта снарядов и последствия ядерных взрывов. Так что и для веретена могли бы чего-нибудь посчитать.

TTX:
В сборке головной поддон-стреловидная пуля поддон тянет стрелку (площадь поперечного сечения поддона больше площади поперечного сечения древка стрелки). В сборке мидельный поддон-веретенная пуля последняя толкает поддон (поскольку соотношение поперечных сечений прямо противоположное), который играет роль обтюратора пороховых газов.

Это всего лишь значит, что газы выдавят веретено из ведущего устройства вперёд.

TTX:
Я уже говорил в другой теме, что не надо для подкалиберных пуль копировать конструкцию подкалиберных артиллерийских снарядов, поскольку эффект масштаба - страшная сила.

СПЭЛ с гребёнками работают, и в толкающих ведущих устройствах тоже. Остальные не очень.

Vigilante:
газы выдавят веретено из ведущего устройства вперёд

Кроме латуни в качестве конструкционного материала для кольцевого поддона можно использовать текстолит на основе стеклянной или углеродной тканной (объемного плетения) или нетканной структуры. Из текстолита изготавливается трубчатая заготовка, нарезаемая на кольца. Кольца фрезеруются изнутри (по образующей поверхности веретенной пули) и снаружи (готовые нарезы и передняя фаска), после чего разрезаются на два продольных сегмента.

В качестве конструкционного материала также можно использовать высоконаполненный композит из стеклянной или углеродной фибры и полимерной матрицы, например, из полифениленсульфида. Из композита экструдируется трубчатая заготовка, которая нарезается на кольца, фрезеруемые и разрезаемые на сегменты.

Для уменьшения трения текстолитового или композитного поддона в канале ствола сегменты поддона можно подвергать прямому фторированию в среде азота с фтором, после чего коэффициент трения скольжения снизится до 0,1 (в три раза меньше, чем у латуни).

TTX:
На поддон тоже давят пороховые газы. Нагрузка, передаваемая от пули к поддону, равна силе трения поддона о поверхность гладкого ствола, которое составляет менее 1/10 от давления пороховых газов или ~300 втмосфер.

Во-во, большое сумнение возникает поэтому, что силы трения достаточно, чтобы сдержать давление.

TTX:
Что явно недостаточно, чтобы смять выступ высотой 0,5 мм и протяженностью 10 мм на внутренней поверхности латунного поддона калибра 7,92/5 мм.

При таких данных площадь поперечного сечения ВУ больше, чем у миделя пули, и тогда по вашим словам выходит, что это ВУ тянет пулю, а не пуля толкает ВУ. Тогда получится как у советских СПЭЛ с соединением с ВУ за счёт силы трения - пулька под действием инерции не поспевает за ВУ, деформирует его, и то слетает с пули.

Поддон диаметром 7,92 мм действительно будет работать ведущим элементом в сборке веретенная пуля диаметром 5 мм/кольцевой поддон.

Для работы веретенной пули в качестве ведущего элемента можно сократить диаметр канала ствола: при его диаметре в 7 мм площадь поперечного сечения кольцевого поддона в районе миделя составит 18,8 кв.мм, а площадь поперечного сечения пули - 19,6 кв.мм.

С точки зрения обтюрации пороховых газов первый вариант выгоден в нарезном стволе (задняя часть поддона будет распираться пороховыми газами), второй вариант выгоден в гладком стволе с гофрированным дульцем/краем гильзы (поддон будет прижиматься пулей к каналу ствола своей передней ненарезной частью).

При соотношении диаметров пули 5:7 можно уже сделать пульку Герлиха, только с длиннющим оживалом в 4-5 калибров, и не париться с веретеном - некоторый проигрыш в обтекании может быть компенсирован тем, что отсутствует паразитная масса, и поэтому при равной метаемой массе поперечная нагрузка выше.

Зачем делать сложную пулю Герлаха с двумя юбками (которые все равно оторвет при пробитии преграды и они станут паразитной массой), когда можно сделать простую пулю в форме веретена, вся метаемая масса которой участвует в пробитии преграды? Текстолитовый кольцевой поддон по любому будет легче двух стальных юбок.
Плюс невозможность термоупрочнения пуль Герлаха из-за коробления тонкостенных юбок и необходимость использовать дорогой конический ствол с малым ресурсом вместе дешевого цилиндрического ствола с большим ресурсом.