Разработка и натурные испытания глушителей звука выстрела стрелкового оружия со сферическими перегородочными элементами
В настоящей статье приведена информация о глушителях звука выстрела стрелкового оружия, в конструкции которых используются сферические перегородочные элементы. Даны сведения о запатентованных изделиях этого типа начиная с 1910 года, когда впервые был выдан патент на конструкцию глушителя с такими ос...
Saved in:
| Published in: | Техническая механика |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України
2015
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88515 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Разработка и натурные испытания глушителей звука выстрела стрелкового оружия со сферическими перегородочными элементами / Н.А. Коновалов, О.В. Пилипенко, А.Д. Скорик,В.И. Коваленко, Д.В. Семенчук, С.П. Михайлов // Техническая механика. — 2015. — № 1. — С. 3-14. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859774468063232000 |
|---|---|
| author | Коновалов, Н.А. Пилипенко, О.В. Скорик, А.Д. Коваленко, В.И. Семенчук, Д.В. Михайлов, С.П. |
| author_facet | Коновалов, Н.А. Пилипенко, О.В. Скорик, А.Д. Коваленко, В.И. Семенчук, Д.В. Михайлов, С.П. |
| citation_txt | Разработка и натурные испытания глушителей звука выстрела стрелкового оружия со сферическими перегородочными элементами / Н.А. Коновалов, О.В. Пилипенко, А.Д. Скорик,В.И. Коваленко, Д.В. Семенчук, С.П. Михайлов // Техническая механика. — 2015. — № 1. — С. 3-14. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Техническая механика |
| description | В настоящей статье приведена информация о глушителях звука выстрела стрелкового оружия, в конструкции которых используются сферические перегородочные элементы. Даны сведения о запатентованных изделиях этого типа начиная с 1910 года, когда впервые был выдан патент на конструкцию глушителя с такими основными существенными отличительными признаками. В хронологической последовательности описано устройство запатентованных глушителей и особенности их функционирования, как их представляют авторы запатентованных изобретений. Приведена информация о разработанном авторами тестовом глушителе со сферическими перегородками, и представлены результаты анализа публикаций, в которых учтены особенности газодинамических процессов в глушителе. Приведено описание штатной конструкции и работы глушителя со сферическими перегородочными элементами, на которую авторы направили заявку на изобретение. Сделаны выводы по проведенной работе и полученным результатам, и намечено направление дальнейших исследований.
В цій статті наведена інформація про глушники звуку пострілу стрілецької зброї, в конструкції яких використовуються сферичні перегородкові елементи. Дано відомості про запатентовані глушники такого типу починаючи з 1910 року, коли вперше було видано патент на конструкцію глушника з такими основними суттєвими відмітними ознаками. В хронологічній послідовності описано будову запатентованих глушників та особливості їх функціонування, як їх уявляють автори запатентованих винаходів. Приведено інформацію про розроблений авторами тестовий глушник зі сферичними перегородковими елементами та результати аналізу публікацій, в яких враховано особливості газодинамічних процесів в глушнику. Описано штатну конструкцію та роботу глушника зі сферичними перегородковими елементами, на яку автори направили заявку на винахід. Зроблено висновки по проведеній роботі та отриманих результатах, та намічено напрям подальших дослідних робіт.
The paper presents information about sound suppressors for small arms using spherical baffles. Data on patented products of this type are reported, beginning in 1910, when the sound suppressor design with such basic essential features was first patented. The design of patented sound suppressors and special features of their operation in accordance with inventors’ description are considered in an orderly sequence. Information about the test sound suppressor with spherical baffles developed by the authors and the results of the analysis of publications considering special features of gas dynamic processes in the sound suppressor are presented. A standard design and the operation of the sound suppressor with spherical baffles are described. The authors filed a patent application for this design. Conclusions relative to studies performed and the results obtained are reached and ways of further investigations are directed.
|
| first_indexed | 2025-12-02T08:37:41Z |
| format | Article |
| fulltext |
3
УДК S33.6:534.83:443(048.8)
Н. А. КОНОВАЛОВ, О. В. ПИЛИПЕНКО, А. Д. СКОРИК, В. И. КОВАЛЕНКО,
Д. В. СЕМЕНЧУК, С. П. МИХАЙЛОВ
РАЗРАБОТКА И НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ГЛУШИТЕЛЕЙ ЗВУКА
ВЫСТРЕЛА СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ СО СФЕРИЧЕСКИМИ
ПЕРЕГОРОДОЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
В настоящей статье приведена информация о глушителях звука выстрела стрелкового оружия, в
конструкции которых используются сферические перегородочные элементы.
Даны сведения о запатентованных изделиях этого типа начиная с 1910 года, когда впервые был вы-
дан патент на конструкцию глушителя с такими основными существенными отличительными признаками.
В хронологической последовательности описано устройство запатентованных глушителей и особенности
их функционирования, как их представляют авторы запатентованных изобретений.
Приведена информация о разработанном авторами тестовом глушителе со сферическими перегород-
ками, и представлены результаты анализа публикаций, в которых учтены особенности газодинамических
процессов в глушителе.
Приведено описание штатной конструкции и работы глушителя со сферическими перегородочными
элементами, на которую авторы направили заявку на изобретение.
Сделаны выводы по проведенной работе и полученным результатам, и намечено направление даль-
нейших исследований.
В цій статті наведена інформація про глушники звуку пострілу стрілецької зброї, в конструкції яких
використовуються сферичні перегородкові елементи.
Дано відомості про запатентовані глушники такого типу починаючи з 1910 року, коли вперше було
видано патент на конструкцію глушника з такими основними суттєвими відмітними ознаками. В хроноло-
гічній послідовності описано будову запатентованих глушників та особливості їх функціонування, як їх
уявляють автори запатентованих винаходів.
Приведено інформацію про розроблений авторами тестовий глушник зі сферичними перегородко-
вими елементами та результати аналізу публікацій, в яких враховано особливості газодинамічних процесів
в глушнику.
Описано штатну конструкцію та роботу глушника зі сферичними перегородковими елементами, на
яку автори направили заявку на винахід.
Зроблено висновки по проведеній роботі та отриманих результатах, та намічено напрям подальших
дослідних робіт.
The paper presents information about sound suppressors for small arms using spherical baffles.
Data on patented products of this type are reported, beginning in 1910, when the sound suppressor design
with such basic essential features was first patented. The design of patented sound suppressors and special fea-
tures of their operation in accordance with inventors’ description are considered in an orderly sequence.
Information about the test sound suppressor with spherical baffles developed by the authors and the results
of the analysis of publications considering special features of gas dynamic processes in the sound suppressor are
presented.
A standard design and the operation of the sound suppressor with spherical baffles are described. The au-
thors filed a patent application for this design.
Conclusions relative to studies performed and the results obtained are reached and ways of further investi-
gations are directed.
Ключевые слова: глушители звука выстрела, сферические перегоро-
дочные элементы, эффективность, функционирование.
Основными конструктивными элементами преобразования энергии газов
выстрела, обеспечивающими эффективное снижение уровня звука глушите-
лями, служат перегородки, установленные в полости корпуса, которые обра-
зуют ряд расширительных камер и определяют протекание термогазодина-
мических процессов в глушителе.
Коновалов Н. А., Пилипенко О. В., Скорик А. Д., Коваленко В. И.,
Семенчук Д. В., Михайлов С. П., 2015
Техн. механика. – 2015. – № 1.
4
Используются перегородочные элементы
различных форм и конструкций: плоские и
конические поверхности, клиновые рассекате-
ли-завихрители, геликоидальные конструкции,
сложные составные преобразователи.
Применяются для этой цели и тонкостен-
ные сферические перегородки с центральными
отверстиями для пролета пули, которые внут-
ри и между собой образуют расширительные
камеры.
Информация о том, какие преимущества
имеют глушители со сферическими перегоро-
дочными элементами, в каких случаях отдавать
им предпочтение и каковы последствия этого
для характеристик глушителя, авторам не стала
известной даже после всеобъемлющего патент-
но-информационного поиска.
Аналитический обзор рассмотренной ин-
формации дал следующие результаты.
Перегородочные элементы сферической
формы используются редко (по сравнению, например, с плоскими или кони-
ческими перегородками). Основные схемы их компоновки в полости корпуса
представлены на рис. 1. Сферические перегородочные элементы устанавли-
ваются в полости корпуса вершинами против направления (рис. 1.1), либо по
направлению стрельбы (рис. 1.2), образуют двояковыпуклые линзоподобные
элементы (рис. 1.3) или полные сферы (рис. 1.4).
Первый известный авторам глушитель со сферическими перегородочны-
ми элементами описан в патенте США № 959.400 с приоритетом от
24.05.1910 года, выданном J. H. Stinson [1] (рис. 2). Он включает однотипные
сферические перегородочные элементы 1, которые выпуклой частью ориен-
тированы в направлении стрельбы, в каждом из них в отверстии для пролета
пули установлены трубчатые элементы 2, которые формируют поток газов в
расширительных камерах 3, образованных двумя смежными сферическими
перегородками. Автор так описывает работу этого глушителя: «При выстреле
из винтовки, оснащенной этим глушителем, устремляющиеся наружу поро-
ховые газы тормозятся в последовательных точках с помощью выпуклых го-
Рис. 1
Рис. 2
5
Рис. 3
ловок, и их направление изменяется с движе-
ния вперед до закручивающегося движения
назад, что уменьшает скорость газов и позво-
ляет им постепенно выходить без какого-то
значительного звука» [1].
Глушитель звука выстрела по патенту
США № 1.854.974 с приоритетом от
29.11.1930 года [2] (рис. 3) не имеет традици-
онного для глушителя выстрела корпуса и
представляет собой четыре сферических пе-
регородочных элемента 1, скрепленных
стержнями 2. Выпуклой стороной сфериче-
ские поверхности установлены против
направления стрельбы, а на срезе ствола
установлен базовый конструктивный элемент
3 с узлом крепления к стволу оружия, в кото-
ром выполнена сферическая расширительная
камера 4 и к которому через три стержня 2
крепятся четыре сферических перегородоч-
ных элемента.
Передние сферы конструктивных элемен-
тов спрофилированы относительно задних
предыдущей перегородки так, что радиальное
сечение пространства между ними умень-
шается к периметру колец.
Перегородочные элементы сферической формы используются и в кон-
струкции глушителя по заявке РСТ/ЕР 2013/058451 от 24.04.2012 (WO
2013/160330 А1) (рис. 4) [3]. Он также не имеет традиционного корпуса и от
ранее описанного глушителя отличается, по существу, только конструктив-
ным выполнением рассекателя (преобразователя) энергии пороховых газов,
что подтверждается сравнением рис. 3 и рис. 4.
Промежутки уменьшаются по направлению к внешним концам, но самая
малая свободная площадь промежутков должна быть больше, чем площадь
поперечного сечения канала ствола.
а б
Рис. 4
6
Глушитель по патенту Франции № 864.735 с приоритетом от 10.04.1940
(рис. 5) [4] включает перегородочные элементы 1, причем «каждая перего-
родка или чашка имеет выгну-
тую форму по направлению к
огнестрельному оружию, пре-
пятствует вибрациям этих пе-
регородок и дополнительно
способствует поглощению
звуковых волн».
Патентом предусмотрены
разные модификации базового
варианта глушителя (количество камер, перегородок и их взаимное располо-
жение) в зависимости от огневой мощности оружия (энергии боеприпаса), с
которым глушитель используется. Также можно модифицировать форму пе-
регородок в соответствии с потребностями эффективного использования
глушителя.
Используются перегородочные элементы в глушителе по патенту США
№ 4.907.488 с приоритетом от 29.03.1988 [5] (рис. 6).
Надульная часть глушителя состоит из нескольких камер 1 и полусфери-
ческих экранов 2 (перегородок), которые направляют часть газов и звуковых
волн по иному от основных газов и звуковых волн, более длинному пути. По-
том они сходятся в расширительной камере. Две волны с несовпадающими
фазами сталкиваются и гасят друг друга.
Расстояние между полусферическими экранами установлено такое, что
звук выстрела должен трансформироваться в ультразвук. Использование по-
лусферических экранов с центрально размещенными отверстиями и отвер-
стиями на внешней части этих экранов в глушителе по этому патенту харак-
терно тем, что волны газа и звука, проходя через центральное отверстие глу-
шителя, наталкиваются на смежную с центральным отверстием поверхность,
Рис. 5
Рис. 6
Рис. 7
7
поскольку она почти перпендикулярна оси глушителя и, таким образом, вол-
ны газа и звука перенаправляются назад под углом, почти перпендикулярным
этой поверхности, а отклоненная волна ударяется о поверхность повернутого
вперед смежного экрана.
Полусферическая поверхность перегородок, по мысли автора, обеспечи-
вает такую конструкцию глушителя, при которой необходимая задержка во
времени для изменения фа-
зы давления достигается в
конструкции меньших раз-
меров, чем для перегородок
иной формы.
Описанные принципы
работы глушителя и кон-
струкция перегородочных
элементов использованы
также в техническом решении по Европейскому патенту ЕР 2615 403А2 (по
заявке № 1315 04243 от 07.01.2013) (рис. 7) [6]. В корпусе глушителя перед
срезом ствола установлен плоский упрочненный дисковый перегородочный
элемент 1 с отверстием для пролёта пули, а за ним по направлению выстрела
– сферические перегородочные элементы 2, в каждом из которых выполнены
по четыре дренажных отверстия 3. Корпус глушителя замыкается передним
фланцем 4, имеющим профиль внутренней поверхности, обеспечивающей
создание встречного потока газов основному потоку.
Сферические перегородочные элементы также используются в глушителе по
заявке США (pub. us.2007/0266 844A1) с приоритетом от 26.02.2007 [7] (рис. 8).
На входе в глушитель (после пламегасителя) образована расширительная
камера 1, на выходе из которой установлен упрочненный конструктивный пере-
городочный элемент, выполненный в виде части сферы 2, выпуклой стороной
повернутой к срезу ствола, который воспринимает основную термогазодинами-
ческую нагрузку и за которым поток газа становится дозвуковым (трансзвуко-
вым). За ним расположено несколько сферических перегородочных элементов с
отверстиями для пролета пули и перетекания газа из камеры в камеру 3.
Рис. 8
Рис. 9
8
Используются перегородочные элементы со сферической поверхностью
и в техническом решении, описанном в W0 2014 / 120 401A2 по заявке
№ PCT/US 2014 / 010668 от 08.01.2014 (рис. 9) [8]. Расширитель-
преобразователь энергии пороховых газов выполнен в виде блока перегоро-
док 1, имеющих сферические
поверхности 2, установленного
на выходе из корпуса глуши-
теля 3. Первый перегородоч-
ный элемент блока 4 выполнен
коническим, а последующие
имеют сферические поверхно-
сти, обращенные выпуклостью
к срезу ствола и перфориро-
ванные отверстиями 5.
Замкнутые (полные) сфе-
рические перегородочные эле-
менты и их возможное разме-
щение в корпусе глушителя
приведены в [9]. В этом же ис-
точнике приведено изображение эскизов конструкции российского глушите-
ля для автоматов Калашникова – ПБС-6 (хотя сведения об изготовлении и
использовании такого глушителя во всех доступных источниках информации
отсутствуют) (рис. 10) [9].
Из приведенных эскизов следует, что в качестве основных элементов
рассекателя-преобразователя пороховых газов ПБС-6 было намерение ис-
пользовать шесть линзообразных, созданных каждая из двух сферических
элементов, перегородок.
На рис. 11 [9] приведены варианты размещения перегородочных элемен-
тов в виде полных сфер в полости корпуса глушителя с целью выбора опти-
мальной конструкции в отношении массы глушителя и его эффективности.
Рис. 10
Рис. 11
9
Преимущества глушителя, варианты которого приведены на рис. 11,
сложно оценить из-за следующего:
– не определены соотношения (или номиналы) размеров конструктивных
элементов, которые влияют на основные характеристики глушителя;
– не приведена информация о наиболее эффективном количестве сфери-
ческих элементов и их размещении;
– не предусмотрены конструктивные элементы, которые обеспечивали
бы наиболее эффективное использование объемов расширительных камер;
– не отмечено, как ликвидируются технические сложности по обеспече-
нию необходимой ориентации сфер в цилиндре, поскольку их контакт пред-
ставляет собой одну линию-окружность;
– не приведены (не определены), не изображены конструктивные эле-
менты, которые обеспечивают турбулизацию потока, формирование и столк-
новение струй пороховых газов, организацию встречного потока возле вы-
ходного отверстия глушителя.
Из результатов анализа приведенной информации, авторы с целью опре-
деления реальных возможностей и характеристик глушителя звука выстрела
со сферическими перегородочными элементами разработали, изготовили и
провели серию натурных испытаний глушителей, типовая конструкция одно-
го из которых приведена на рис. 12. Основная исследуемая особенность кон-
струкции – наличие сферических перегородочных элементов в количестве
четырех, образующих пять расширительных камер. Первые по ходу пули две
расширительные камеры равны по объему, объем остальных уменьшается к
выходу из глушителя.
В результате проведенных натурных испытаний с использованием бое-
припасов различной энергетики следует:
– эффективность снижения уровня звука выстрела глушителя соответ-
ствует этому показателю для лучших ранее разработанных приборов сниже-
ния уровня звука выстрела (ПСУЗВ) при сопоставимых габаритно-массовых
характеристиках;
– уменьшилась стоимость глушителя за счет использования прогрессив-
ных технологических процессов при изготовлении конструктивных элемен-
тов и глушителя в целом;
– влияние на автоматику оружия, точность и кучность стрельбы, эксплу-
атационные характеристики не изменились.
С целью повышения эффективности разработанной конструкции и
надежности её работы, авторы продолжили поиски более рационального
устройства глушителя звука выстрела с использованием сферических перего-
родочных элементов.
Рис. 12
10
Авторы пришли к выводу, что расширительная камера на входе пороховых
газов выстрела в полость корпуса обеспечивает наиболее эффективное преобра-
зование энергии потому, что давление и температура газов на срезе ствола при
выстреле имеют наибольшие величины и их трансформация практически не за-
висит от того, размещены или нет какие-либо конструктивные элементы на входе
в полость корпуса. Этот доказанный теоретически и в натурных стрельбах факт
привел к выводу: 25 – 30 процентов объема полости корпуса на входе в нее поро-
ховых газов выстрела могут быть свободными от любых конструктивных эле-
ментов, что практически не влияет на характеристики глушителя. В связи с этим
авторы приняли решение в разрабатываемой конструкции на входе в глушитель
образовать расширительную камеру, которая имеет объем, равный 25 – 30 про-
центам от общего объема полости корпуса.
На выходе из первой расширительной камеры необходимо установить
конструктивный элемент (элементы), которые бы эффективно снижали ско-
рость пороховых газов выстрела до трансзвуковой (дозвуковой).
При выборе формы и конструктивных признаков этого элемента авторы
руководствовались соображениями, которые следуют, например, из [10].
Осевая сила при обтекании тела вращения равна
midxp SqCX ,
где xC – полный коэффициент осевой силы, q – скоростной напор невоз-
мущенного потока, midS – площадь миделя обтекаемого тела.
Как видно из рис. 2.3.3. и 2.3.5 этого источника информации, при
трансзвуковых скоростях (М 1) коэффициенты осевой силы для конуса и
сферы почти равны, но при переходе к сверхзвуковым скоростям коэффици-
ент сопротивления сферы увеличивается в два раза, а конуса – в 7 – 8 раз.
Таким образом, для эффективного торможения сверхзвукового потока
необходимо использовать конический перегородочный элемент, причем оп-
тимальный угол при его вершине, обращенный против направления стрель-
бы, должен составлять 60 – 90, а для обеспечения перетекания газов с дрос-
селированием через боковую поверхность конуса в ней необходимо выпол-
нить отверстия, продольные оси которых перпендикулярны боковой поверх-
ности конуса [11].
Далее по направлению стрельбы за коническим перегородочным элемен-
том авторы предложили с интервалом 0,4 – 0,5 величины калибра оружия, с
которым используется глушитель, установить три тонкостенных перегоро-
дочных элемента, выполненные из секторов сферических оболочек, каждый
из которых переходит в цилиндрическую оболочку с внешним диаметром,
равным внутреннему диаметру полости корпуса, причем оптимальные радиу-
сы сферических оболочек составляют 1,2 радиуса внутренней полости корпу-
са, а длину цилиндрической части тонкостенной оболочки выполнить равной
0,1 радиуса.
Для эффективного использования сферичности перегородочных элемен-
тов в каждом из них выполняется не менее 12 радиальных отверстий, равно-
мерно расположенных на сферической поверхности. Такой выбор основных
конструктивных размеров тонкостенных оболочек и их размещение дает
возможность уравнять внутренние объемы тонкостенных оболочек и объемы
расширительных камер, образованных внутренней поверхностью полости
11
корпуса и внешними поверхностями оболочек. Как показал натурный экспе-
римент, это наиболее эффективное соотношение этих объемов с целью полу-
чения оптимальных характеристик глушителя.
Авторы предложили также увеличить эффективность использования по-
тока пороховых газов, движущихся вдоль внутренней цилиндрической по-
верхности полости его корпуса, выполнением в конструктивных элементах
конической и сферических перегородок, касающихся внутренней поверхно-
сти корпуса, по шесть пазов, равномерно размещенных по внешним окруж-
ностям поперечных сечений конструктивных элементов перегородок, причем
в направлении полета пули каждая группа пазов смещена относительно
предыдущей на 30.
Такие конструктивные признаки глушителя со сферическими перегоро-
дочными элементами реализованы в результате анализа опубликованных
теоретических и экспериментальных работ, в том числе ранее выполненных
авторами [12 – 23].
На рис. 13 приведен продольный разрез предложенного авторами с учетом
изложенных соотношений глушителя с первым коническим и тремя последова-
тельно установленными сферическими перегородочными элементами.
На рис. 14 приведен чертеж этого глушителя без корпуса и аксонометри-
ческие проекции рассекателей – перегородочных элементов, конического и
сферического.
Глушитель состоит из узла крепления к стволу оружия с входным флан-
цем 1, цилиндрического пустотелого корпуса 2 радиусом R, выходного флан-
ца 3, расширительной камеры 4 и осесимметричного перегородочного эле-
мента в виде усеченного корпуса 5, перфорированного отверстиями 6, про-
дольные оси которых перпендикулярны боковой поверхности конуса, за ним
с интервалом = 0,4 – 0,5 величины калибра оружия, с которым используется
глушитель, установлены три тонкостенных сферически-цилиндрических
элемента одинаковой конструкции 7, причем внешние радиусы оболочек
RRоб 21, , внешний радиус цилиндрических частей оболочек
цR равен R ,
каждая оболочка перфорирована равномерно размещенными по ее поверх-
Рис. 13
Рис. 14
12
ности двенадцатью радиальными отверстиями 8, по их оси, совпадающей с
продольной осью глушителя, выполнены отверстия для пролета пули 9.
В конструктивных элементах конического и сферических перегородоч-
ных элементов, касающихся внутренней поверхности корпуса глушителя,
равномерно по внешним окружностям их поперечных сечений выполнено по
шесть пазов 10 и 11, причем каждая группа пазов повернута относительно
предыдущей на 30.
Глушитель работает следующим образом. При прохождении пули по
стволу оружия со сверхзвуковой скоростью впереди нее образуется отошед-
шая ударная волна, которая через узел крепления глушителя к стволу оружия
1 достигает первой расширительной камеры 4 глушителя. За пулей со сверх-
звуковой скоростью двигаются пороховые газы, имеющие высокую темпера-
туру и давление. Часть газов прорывается между пулей и стенкой ствола и
обгоняет ее.
Когда пуля входит в глушитель (рис. 15), газы заполняют первую расши-
рительную камеру 4 (рис. 13). Основные характеристики течения пороховых
газов в камере обусловлены образованием ударных волн при выходе сверх-
звукового высокотемпературного потока газов выстрела при внезапном рас-
ширении канала (канал ствола – полость корпуса глушителя). После выхода
из ствола фронт изначально плоской ударной волны искривляется в результа-
те взаимодействия с веером волн разрежения.
После достижения фронтом ударной волны внутренней поверхности
корпуса глушителя, он отражается и формируется сильная поперечная удар-
ная волна. Процесс установления течения в полости корпуса глушителя при-
водит к возникновению нестационарных ударных волн, давление на фронте
которых выше давления в потоке, а также зон разрежения, давление в кото-
рых ниже атмосферного.
Эти ударные волны обусловливают пульсирующий характер изменения
давления в корпусе глушителя.
Как видно из рис. 15, образуются условно четыре газовых потока: І – по-
ток вдоль внутренней поверхности корпуса глушителя; центральный поток ІІ
через отверстия для пролета пули вслед за пулей, область турбулизации по-
тока в сферических перегородочных элементах ІІІ и встречный поток ІV пе-
ред входом газа в выходной фланец.
Поток І движется через пазы 10 и 11 (рис. 13) к заднему фланцу и после
прохождения каждой группы пазов наталкивается на сферическую поверх-
ность, что обеспечивает уменьшение его энергии, а перед выходным флан-
цем он движется к оси глушителя по встречной для потока ІІ траектории, что
обеспечивает их столкновение, турбулизацию и гашение энергии.
Рис. 15
13
Основная масса газа протекает через конический перегородочный эле-
мент, и после этого его скорость становится дозвуковой (трансзвуковой).
Каждый сферический перегородочный элемент образует узел – турбули-
затор, который формирует радиальные струи газа и обеспечивает их столкно-
вение. Такая газодинамическая картина наблюдается как в фазе заполнения,
так и в фазе истечения газа из глушителя, что значительно повышает эффек-
тивность снижения уровня звука выстрела.
Таким образом, авторы в настоящей статье приводят информацию о
начальном этапе разработки глушителей звука выстрела стрелкового оружия,
в конструкции которых используются сферические перегородочные элемен-
ты. Показано, как полной мерой использовать преимущества перегородочных
элементов конической и сферической формы. Авторы обеспечили изготовле-
ние (рис. 16) и натурные испытания указанных глушителей для различных
образцов ручного огнестрельного оружия калибра 5,45; 5,56 и 7,62 мм. Эти
глушители показали эффективность около 36 дБ при конкурентных габарит-
но-массовых характеристиках. Кроме того, они обеспечивают полное гаше-
ние пламени выстрела, в ночных условиях имеют меньшую тепловую замет-
ность из-за более низкой температуры корпуса, ствола оружия и выходящих
из глушителя газов.
Однако, для определения характеристик оружия и выстрела, при которых
предпочтительно использование глушителей со сферическими перегородоч-
ными элементами, требуются дальнейшие теоретические и эксперименталь-
ные работы и совершенствование конструкции таких глушителей.
На разработанную конструкцию авторы подали заявку на изобретение [24].
1. Patent 959400 USA, Int. Cl. F41A21/30. Gun Muffler / Janus Henry Stinsan. – 503830 ; Filed : 23.06.1909 ;
Pub. Date : 24.05.1910. – 3 p.
2. Patent 1854974 USA, Int. Cl. F41A21/30, F41A21/00. Silence / Samuel Bernat. – 505382 ; Filed : 29.12.1930 ;
Pub. Date : 19.04.1932. – 3 p.
3. Patent 2013/160330 A1 World Patent, Int. Cl. F41A21/30. Attentuatears de bruit pur mortier / Destuz Anne,
Hubert Vincent, Salignon Denis. – РСТ/ЕР 201305845 ; Filed : 24.04.2013 ; Pub. Date : 31.10.2013.
4. Patent 864735 France, Int. Cl. F41A21/30. Dispositif silencieux et anti-flammes posis armes a feu / M. Edouard
Pister. – Filed : 10.04.1940 ; Pub. Date : 03.05.1941. – 6 p.
Рис. 16
14
5. Patent 4907488 USA, Int. Cl. F41F17/12. Device for Silencing Firearms and Cannon / Oswald F. Seberger. –
175039 ; Filed : 29.03.1988 ; Pub. Date : 13.03.1990. – 7 p.
6. Patent 2615403 A2 European, Int. Cl. F41A21/30, F41A21/32, F41A21/34. Mounting Apparatus for Firearm
Sound Suppressor / Dueck Barry W. – 13150424 ; Filed : 07.01.2013 ; Pub. Date : 17.07.2013, Bulleting
2013/29. – 30 p.
7. Patent 2007/0266844 A1 USA, Int. Cl. F41A21/30. Sound Suppressors for Firearms / Barry W. Dueck. – US
11/711430 ; Filed : 26.02.2007 ; Pub. Date : 22.11.2007. – 7 p.
8. Patent 2014/120401A2 World Patent, МПК F41A21/30. Suppressors Assembly for a Firearm / Daniel, Marvin C.,
Thompson, Dewayne Lee. – РСТ/US 2014/010668 ; Filed : 08.01.2014 ; Pub. Date : 07.08.2014.
9. Замкнутые (полные) сферические перегородочные элементы (10.06.2009) [Электронный ресурс]. – Ре-
жим доступа к ресурсу : http://www.silencertalk. com/forum/viewtopic.php?1=40014.
10. Краснов Н. Ф. Основы аэродинамического расчета. Аэродинамика летательных аппаратов: учебное
пособие для студентов вузов / Н. Ф. Краснов. – М : Высшая школа, 1981. – 496 с.
11. Глушитель звука выстрела стрелкового оружия с коническими перегородочными элементами /
Н. А. Коновалов, О. В. Пилипенко, Г. А. Поляков, Г. А. Стрельников, А. Д. Скорик, А. Н. Авдеев // Техни-
ческая механика. – 2011. – №1. – С. 86 – 98.
12. Математическое моделирование газодинамического процесса работы прибора снижения уровня звука
выстрела / Н. А. Коновалов, Ю. А. Кваша, А. Д. Кулик, В. И. Коваленко, Н. И. Лахно, А. Д. Скорик //
Техническая механика. – 1999. – № 1. – С. 13 – 17.
13. Математическая модель быстропротекающих процессов в приборах снижения уровня звука выстрела с
учетом двумерности течения в канале прибора / Н. А. Коновалов, В. И. Коваленко, Н. И. Лахно,
О. В. Пилипенко, А. Д. Скорик // Техническая механика. – 2005. – № 1. – С. 77 – 88.
14. Экспериментальное исследование течения газа в плоской модели глушителя звука выстрела стрелкового ору-
жия с применением методов визуализации / Н. А. Коновалов, А. И. Астапов, О. В. Пилипенко, Г. А. Поляков,
С. В. Тынына, А. Д. Скорик, А. Д. Чаплиц // Техническая механика. – 2007. – №2. – С. 142 – 150.
15. Разработка средств и методов визуализации течения газа в приборах снижения звука выстрела стрел-
кового оружия / Н. А. Коновалов, О. В. Пилипенко, Г. А. Стрельников, Г. А. Поляков, А. Д. Скорик,
А. Д. Чаплиц, А. И. Астапов // Авиационно-космическая техника и технология. – 2009. – №2 (59). –
С. 53 – 61.
16. Исследование течения газа в приборах снижения звука выстрела стрелкового оружия методом визуализа-
ции / Н. А. Коновалов, О. В. Пилипенко, Г. А. Поляков, А. Д. Скорик, Г. А. Стрельников, А. Д. Чаплиц,
А. И. Астапов // Оптические методы исследования потоков : X Юбилейная Международная научно-
техническая конференция : сб. трудов. – М. : Издательский дом МЭИ, 2009. – С. 474 – 477.
17. Визуализация картины течения газа в полости прибора снижения уровня звука выстрела [Элек-
тронный ресурс] / Н. А. Коновалов, О. В. Пилипенко, А. Д. Скорик, Г. А. Стрельников, С. П. Михайлов,
В. И. Коваленко, А. Д. Чаплиц, А. И. Астапов // Оптические методы исследования потоков : ХI Межд.
науч-технич. конференция : труды конференции. – Электрон. дан. – М. : МЭИ (ТУ), 2011. – 1 электрон.
опт. диск (CD-ROM). – Доклад №66, 10 с. – ISBN 978-5-9902974-1-8 – № гос. регистрации 0321101669.
18. Пат. на винахід № 98164 Україна, МПК G01M 9/00, F41A 21/30. Спосіб візуалізації газових потоків
при моделюванні процесів в приладах зниження рівня звуку пострілу / Коновалов М. А., Пилипен-
ко О. В., Скорік О. Д., Стрельніков Г. О., Чаплиць О. Д., Семенчук Д. В., Астапов А. І. ; заявник і патен-
товолодар Інститут технічної механіки НАН України і НКА України. – a 2010 04890 ; заявл.
23.04.2010 ; опубл. 25.04.2012, Бюл.№ 8. – 6 с.
19. Термогазодинамические процессы в приборах снижения уровня звука выстрела стрелкового оружия /
Н. А. Коновалов, О. В. Пилипенко, Г. А. Поляков, А. Д. Скорик, А. Д. Чаплиц // Техническая механика. –
2012. – № 4. – С. 13 – 26.
20. Хлебников В. С. Об аэродинамическом сопротивлении пары тел при и сверхзвуковом обтекании /
В. С. Хлебников // Известия АН СССР. Механика жидкости и газа. – 1990. – №3. – С. 152.
21. Хлебников В. С. Картина сверхзвукового обтекания пары тел и перестройка течения между ними /
В. С. Хлебников // Известия РАН. Механика жидкости и газа. – 1994. – №1. – С. 158 – 165.
22. Пилюгин Н. И. Исследование трехмерного течения при сверхзвуковом обтекании двух тел /
Н. И. Пилюгин, В. С. Хлебников // Прикладная механика и техническая физика. – 2001. – Т. 42, №4. –
С. 52 – 61.
23. Хлебников В. С. Осесимметричное сверхзвуковое обтекание тела с протоком, расположенного в следе /
В. С. Хлебников // Труды ЦАГИ. – 1987. – Вып. 2370. – С. 13 – 20.
24. Заявка а 201410885 Україна, МПК F41 21/30. Глушник звуку пострілу стрілецької зброї зі сферичними
перегородковими елементами / Коновалов М. А., Пилипенко О. В., Скорік О. Д., Коваленко В. І., Піхоте-
нко С. В., Яковлєв О. А. ; заявник і патентоволодар Інститут технічної механіки НАНУ і ДАКУ. – заявл.
06.10.2014.
Институт технической механики Получено 18.11.14,
Национальной академии наук Украины и в окончательном варианте 15.01.15
Государственного космического агентства Украины,
Днепропетровск
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-88515 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1561-9184 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T08:37:41Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інститут технічної механіки НАН України і НКА України |
| record_format | dspace |
| spelling | Коновалов, Н.А. Пилипенко, О.В. Скорик, А.Д. Коваленко, В.И. Семенчук, Д.В. Михайлов, С.П. 2015-11-16T11:54:47Z 2015-11-16T11:54:47Z 2015 Разработка и натурные испытания глушителей звука выстрела стрелкового оружия со сферическими перегородочными элементами / Н.А. Коновалов, О.В. Пилипенко, А.Д. Скорик,В.И. Коваленко, Д.В. Семенчук, С.П. Михайлов // Техническая механика. — 2015. — № 1. — С. 3-14. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. 1561-9184 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88515 S33.6:534.83:443(048.8) В настоящей статье приведена информация о глушителях звука выстрела стрелкового оружия, в конструкции которых используются сферические перегородочные элементы. Даны сведения о запатентованных изделиях этого типа начиная с 1910 года, когда впервые был выдан патент на конструкцию глушителя с такими основными существенными отличительными признаками. В хронологической последовательности описано устройство запатентованных глушителей и особенности их функционирования, как их представляют авторы запатентованных изобретений. Приведена информация о разработанном авторами тестовом глушителе со сферическими перегородками, и представлены результаты анализа публикаций, в которых учтены особенности газодинамических процессов в глушителе. Приведено описание штатной конструкции и работы глушителя со сферическими перегородочными элементами, на которую авторы направили заявку на изобретение. Сделаны выводы по проведенной работе и полученным результатам, и намечено направление дальнейших исследований. В цій статті наведена інформація про глушники звуку пострілу стрілецької зброї, в конструкції яких використовуються сферичні перегородкові елементи. Дано відомості про запатентовані глушники такого типу починаючи з 1910 року, коли вперше було видано патент на конструкцію глушника з такими основними суттєвими відмітними ознаками. В хронологічній послідовності описано будову запатентованих глушників та особливості їх функціонування, як їх уявляють автори запатентованих винаходів. Приведено інформацію про розроблений авторами тестовий глушник зі сферичними перегородковими елементами та результати аналізу публікацій, в яких враховано особливості газодинамічних процесів в глушнику. Описано штатну конструкцію та роботу глушника зі сферичними перегородковими елементами, на яку автори направили заявку на винахід. Зроблено висновки по проведеній роботі та отриманих результатах, та намічено напрям подальших дослідних робіт. The paper presents information about sound suppressors for small arms using spherical baffles. Data on patented products of this type are reported, beginning in 1910, when the sound suppressor design with such basic essential features was first patented. The design of patented sound suppressors and special features of their operation in accordance with inventors’ description are considered in an orderly sequence. Information about the test sound suppressor with spherical baffles developed by the authors and the results of the analysis of publications considering special features of gas dynamic processes in the sound suppressor are presented. A standard design and the operation of the sound suppressor with spherical baffles are described. The authors filed a patent application for this design. Conclusions relative to studies performed and the results obtained are reached and ways of further investigations are directed. ru Інститут технічної механіки НАН України і НКА України Техническая механика Разработка и натурные испытания глушителей звука выстрела стрелкового оружия со сферическими перегородочными элементами Article published earlier |
| spellingShingle | Разработка и натурные испытания глушителей звука выстрела стрелкового оружия со сферическими перегородочными элементами Коновалов, Н.А. Пилипенко, О.В. Скорик, А.Д. Коваленко, В.И. Семенчук, Д.В. Михайлов, С.П. |
| title | Разработка и натурные испытания глушителей звука выстрела стрелкового оружия со сферическими перегородочными элементами |
| title_full | Разработка и натурные испытания глушителей звука выстрела стрелкового оружия со сферическими перегородочными элементами |
| title_fullStr | Разработка и натурные испытания глушителей звука выстрела стрелкового оружия со сферическими перегородочными элементами |
| title_full_unstemmed | Разработка и натурные испытания глушителей звука выстрела стрелкового оружия со сферическими перегородочными элементами |
| title_short | Разработка и натурные испытания глушителей звука выстрела стрелкового оружия со сферическими перегородочными элементами |
| title_sort | разработка и натурные испытания глушителей звука выстрела стрелкового оружия со сферическими перегородочными элементами |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88515 |
| work_keys_str_mv | AT konovalovna razrabotkainaturnyeispytaniâglušiteleizvukavystrelastrelkovogooružiâsosferičeskimiperegorodočnymiélementami AT pilipenkoov razrabotkainaturnyeispytaniâglušiteleizvukavystrelastrelkovogooružiâsosferičeskimiperegorodočnymiélementami AT skorikad razrabotkainaturnyeispytaniâglušiteleizvukavystrelastrelkovogooružiâsosferičeskimiperegorodočnymiélementami AT kovalenkovi razrabotkainaturnyeispytaniâglušiteleizvukavystrelastrelkovogooružiâsosferičeskimiperegorodočnymiélementami AT semenčukdv razrabotkainaturnyeispytaniâglušiteleizvukavystrelastrelkovogooružiâsosferičeskimiperegorodočnymiélementami AT mihailovsp razrabotkainaturnyeispytaniâglušiteleizvukavystrelastrelkovogooružiâsosferičeskimiperegorodočnymiélementami |