Nell'articolo "La cartuccia sovietica dimenticata 6x49 mm contro la cartuccia 6,8 mm NGSW" abbiamo considerato uno dei possibili modi per rispondere al programma americano NGSW in caso di implementazione di successo. Possibili modi di evoluzione delle armi leggere nella Federazione Russa in caso di evidente fallimento del programma NGSW, abbiamo discusso in precedenza nell'articolo "L'evoluzione della mitragliatrice in URSS e in Russia nel contesto del programma americano NGSW ".
Uno dei compiti prioritari per le armi di piccolo calibro promettenti, che è indicato come motivo per l'emergere del programma NGSW, è l'apparizione nelle forze armate di Russia e Cina di armature personali esistenti e promettenti (NIB).
Nonostante la loro apparente semplicità, le armi di piccolo calibro sono incredibilmente efficaci nell'uccidere i soldati nemici, come dimostrano le statistiche mediche dei più grandi conflitti militari del XX secolo, mentre il costo di riequipaggiare le forze armate con armi di piccolo calibro anche complesse e costose è solo un piccola frazione del costo dei costi finanziari per altri tipi di armi. …
Come abbiamo discusso in precedenza, ci sono due modi principali per aumentare la penetrazione dell'armatura di una munizione: aumentare la sua energia cinetica e ottimizzare la forma e il materiale del nucleo di munizioni / munizioni (ovviamente, non stiamo parlando di munizioni esplosive, cumulative o avvelenate). Un proiettile o un nucleo per esso è fatto di leghe ceramiche di elevata durezza e densità sufficientemente elevata (per aumentare la massa), possono essere resi più duri e più forti, ma più densi - difficilmente. Aumentare la massa di un proiettile aumentandone le dimensioni è inoltre praticamente impossibile nelle dimensioni accettabili delle armi leggere a mano. Rimane un aumento della velocità del proiettile, ad esempio a quello ipersonico, ma anche in questo caso gli sviluppatori devono affrontare enormi difficoltà sotto forma di mancanza di propellenti necessari, usura della canna estremamente rapida e rinculo elevato che agisce sul tiratore.
Tuttavia, ci sono diversi modi per aumentare la penetrazione dell'armatura di un proiettile: l'uso di proiettili di calibro inferiore e canne affusolate.
Proiettili di sottocalibro
Dalla metà del XX secolo è stata condotta una ricerca attiva sulla possibilità di utilizzare proiettili sub-calibro (proiettili sub-calibro piumati, OPP) nelle armi di piccolo calibro. Prima di ciò, la creazione di proiettili sotto-calibro piumati perforanti (BOPS) era considerata una direzione più popolare e promettente, che, in effetti, è stata confermata dalla loro creazione e operazione di successo fino ad oggi.
I lavori sul BOPS in URSS iniziarono nel 1946 e dal 1960 NII-61 studiò la possibilità di utilizzare il BOPS in cannoni automatici a fuoco rapido sotto la guida di A. G. Shipunov. Parallelamente, in questo momento, erano in corso lavori per creare una nuova munizione automatica di calibro 5, 45 mm, in relazione alla quale è stato proposto ad A. G. Shipunov di sviluppare una cartuccia con un OPP per armi leggere.
Il progetto di bozza è stato sviluppato nel più breve tempo possibile da D. I. Shiryaev. Tuttavia, la ricerca teorica non è stata confermata sperimentalmente. Il vero coefficiente balistico dei proiettili a forma di freccia si è rivelato due volte peggiore di quello calcolato, il pallet pressato è caduto dal proiettile, la produzione di cartucce con OPP ha richiesto lunghe operazioni di tornitura, fresatura, lavorazione dei metalli e successivo assemblaggio manuale.
Nel 1962 furono effettuati test per l'effetto letale dei proiettili a forma di freccia, che, come si è scoperto, era inferiore non solo ai requisiti dei militari per le munizioni promettenti, ma anche alle cartucce standard esistenti.
Nel 1964, il lavoro sui proiettili a forma di freccia fu ripreso da I. P. Kasyanov e V. A. Dal 1965, il giovane designer Vladislav Dvoryaninov è stato nominato esecutore responsabile della promettente cartuccia.
Nel processo di progettazione di una nuova cartuccia, sono state implementate soluzioni che aumentano l'effetto distruttivo: un piatto nella parte anteriore dell'OPP per fornire un momento di ribaltamento quando colpisce i tessuti densi e una scanalatura trasversale lungo la quale il braccio è stato piegato sotto l'azione di il momento di ribaltamento.
Il compito più difficile era aumentare la precisione del fuoco con proiettili piumati di calibro inferiore al livello di precisione dei proiettili sparati da canne rigate. Era necessario eliminare l'influenza dei settori dei pallet sull'OPP al momento della loro separazione dopo aver lasciato il bagagliaio. Nel 1981, i test delle cartucce sperimentali 10/4, 5 mm con OPP nell'OTK TsNIITOCHMASH hanno mostrato una precisione di 88-89 mm con requisiti non superiori a 90 mm.
Va sottolineato separatamente che l'intensità del lavoro di produzione di una cartuccia sperimentale con OPP era solo 1,8 volte superiore all'intensità del lavoro di produzione di una cartuccia di fucile standard da 7,62 mm e la risorsa di canne di mitragliatrice a pareti lisce quando si sparava con questa cartuccia superato i 32mila scatti. Per fare un confronto: la risorsa della canna del calibro AK-74 5, 45x39 mm è di 10.000 colpi, la mitragliatrice PKM di calibro 7, 62x54R di 25.000 colpi
Contemporaneamente allo sviluppo della versione principale 10/4, 5 mm, una cartuccia 10/3, 5 mm a un proiettile con una velocità iniziale di un OPP di 1360 m / s e una cartuccia a tre proiettili di 10/2, sono stati sviluppati 5 mm, che potrebbero essere utilizzati come cartuccia singola per un fucile d'assalto e una mitragliatrice leggera.
Una cartuccia a proiettile singolo 10/3, 5 mm potrebbe essere utilizzata a lunghe distanze di tiro, mentre l'uso di una cartuccia a tre proiettili fornirebbe un maggiore effetto letale e di arresto a brevi distanze. Come abbiamo detto nell'articolo “Non puoi smettere di uccidere. Dove mettere una virgola?”, Se consideriamo l'effetto di arresto come la dipendenza della probabilità di morte dal momento in cui il proiettile colpisce il bersaglio, quindi colpire più munizioni contemporaneamente con un'alta probabilità fornirà un maggiore probabilità di distruzione di organi vitali e, di conseguenza, il tasso di morte.
Le cartucce con OPP non sono mai state accettate in servizio. Formalmente, la priorità è stata data alla più classica cartuccia 6x49 mm per armi rigate, di cui abbiamo parlato nell'articolo "Cartuccia sovietica dimenticata 6x49 mm contro cartuccia NGSW 6,8 mm". A quel tempo, le caratteristiche della cartuccia 6x49 mm soddisfacevano pienamente i requisiti dell'esercito, mentre il suo sviluppo in produzione sarebbe stato di un ordine di grandezza più semplice rispetto alle cartucce con OPP. Inoltre, alcuni test hanno indicato una potenziale mancanza di cartucce con OPP - una diffusione troppo forte dei pallet, che potrebbe colpire i propri soldati situati di fronte al tiratore. D'altra parte, è stato suggerito che questi test sono stati utilizzati come motivo formale per dare la priorità alla cartuccia 6x49 mm, poiché i test precedenti non hanno mostrato problemi significativi con la diffusione del pallet.
Tuttavia, il crollo dell'URSS ha tracciato una linea sia sull'argomento delle cartucce con OPP, sia sull'argomento per la cartuccia 6x49 mm.
Per maggiori dettagli sulla storia della creazione di munizioni sub-calibro per armi leggere, vedere l'articolo "Proiettili a forma di freccia: un percorso di false speranze o una storia di occasioni mancate?" (parte 1 e parte 2).
Canna affusolata
Nell'articolo “Calibro 9 mm e azione di arresto. Perché 7, 62x25 TT è stato sostituito con 9x18 mm PM? " menzionato "il proiettile di Gerlich" come esempio di creazione di una cartuccia di piccolo calibro con parametri estremamente dannosi.
Inizialmente, l'idea di utilizzare una canna affusolata apparteneva al professore tedesco Karl Puff, che nel 1903-1907 sviluppò un fucile per proiettile con cintura per armi da fuoco rigate, con una piccola conicità della canna. Negli anni '20 e '30, questa idea fu perfezionata dall'ingegnere tedesco Gerlich, che riuscì a creare un'arma con caratteristiche eccezionali.
In uno dei campioni sperimentali del sistema Hermann Gerlich, il diametro del proiettile era di 6, 35 mm, il peso del proiettile era di 6, 35 g, mentre la velocità iniziale del proiettile raggiungeva 1740-1760 m / s, l'energia della volata era di 9840 J. A una distanza di 50 m, il proiettile Gerlich ha sfondato una corazza d'acciaio spessa 12 mm, un foro di 15 mm di diametro e in un'armatura più spessa ha creato un imbuto di 15 mm di profondità e 25 mm di diametro. Un normale proiettile di fucile Mauser da 7,92 mm ha lasciato solo una piccola depressione di 2-3 mm su tale armatura.
La precisione del sistema Gerlich ha anche superato significativamente i normali fucili dell'esercito: a una distanza di 100 metri, 5 proiettili del peso di 6,6 g si inseriscono in un cerchio con un diametro di 1,7 cm e, sparando a 1000 metri, 5 proiettili del peso di 11,7 g sono caduti in un cerchio con un diametro di 26,6 g. cm A causa dell'elevata velocità del proiettile, non è stato praticamente influenzato dal vento, dall'umidità, dalla temperatura dell'aria. La traiettoria di volo piatta ha reso più facile la mira.
L'arma del sistema Hermann Gerlich non si diffuse, principalmente a causa della bassa risorsa della canna, pari a circa 400-500 colpi. Un'altra possibile ragione, molto probabilmente, è la complessità e l'alto costo di produzione sia dei proiettili stessi che delle armi.
Tecnologie di un promettente fucile automatico (fucile d'assalto)
Perché abbiamo bisogno di proiettili sub-calibro piumati e una canna affusolata in un promettente armi leggere?
Diversi fattori determinanti sono importanti qui:
1. I proiettili sub-calibro piumati possono essere accelerati a velocità significativamente più elevate rispetto ai proiettili rigati, senza aumentare l'usura della canna.
2. L'arma del sistema Gerlich può aumentare significativamente la velocità del proiettile, infatti, a velocità ipersoniche, mentre si può presumere che il motivo principale dell'usura dell'arma del sistema Gerlich fosse in precedenza la presenza di rigature in esso.
Sulla base di ciò, si può presumere che un proiettile sotto-calibro piumato e una canna affusolata possano essere combinati in un promettente armi leggere. Il ruolo degli anelli otturatori, deformabili programmabilmente nel processo di sparo, sarà svolto dal pallet di un proiettile piumato di sottocalibro di una certa configurazione. Allo stesso tempo, è possibile ottenere la sopravvivenza della canna, che corrisponde o supera gli indicatori delle armi leggere moderne esistenti
Molto probabilmente, il formato più ottimale per una cartuccia promettente sarà una munizione telescopica, in cui il proiettile è completamente annegato in una carica di polvere. In effetti, ci sono due accuse in esso. La carica di espulsione viene innescata per prima, spingendo il proiettile / proiettile dalla manica nella canna e riempiendo lo spazio vuoto con i prodotti della combustione della carica di espulsione, dopo di che viene accesa la carica principale ad alta densità.
Una cartuccia telescopica con un proiettile completamente incassato offrirà agli sviluppatori un ampio campo per gli esperimenti, offrirà opportunità per creare l'automazione delle armi di piccolo calibro, diverse da quelle implementate per le armi con munizioni classiche.
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Per ottimizzare la densità del posizionamento delle munizioni nel caricatore delle armi, le cartucce promettenti possono essere realizzate non solo rotonde, ma anche quadrate o triangolari in sezione trasversale.
Il caso del manicotto, molto probabilmente, sarà realizzato in polimero, questo ridurrà la massa della cartuccia, mantenendola al livello delle cartucce a basso impulso di 5, 45x39 mm, quindi, impedirà una diminuzione del carico di munizioni di i combattenti.
La proliferazione e il miglioramento dei computer, nonché dei software specializzati, possono portare all'emergere di munizioni di calibro inferiore, significativamente diverse nel layout da quelle sviluppate durante il periodo sovietico.
Variando la massa dell'OPP nell'intervallo 2, 5-4, 5 grammi e la velocità dell'OPP nell'intervallo 1250-1750 m / s, è possibile ottenere un'energia iniziale nella regione di 3000-7000 J Per le cartucce a tre proiettili, l'energia iniziale sarà di conseguenza 1500-2000 J per un elemento che colpisce, con la massa di un elemento 1,5 grammi. Sulla base della tabella sopra, rispetto all'energia e alla forza di rinculo di varie munizioni, il rinculo può essere previsto nell'intervallo dalla cartuccia 7, 62x39 mm alla cartuccia 7, 62x54R. Allo stesso tempo, può essere prodotta una linea di munizioni con vari tipi di equipaggiamento progettati per il combattimento in varie situazioni tattiche.
Ad esempio, se la battaglia viene combattuta in un'area aperta, con la sconfitta predominante di bersagli a lunga distanza, vengono utilizzate cartucce a proiettile singolo con un'energia di circa 6000-7000 J, che sono più efficaci quando si spara a fuoco singolo. Se c'è una battaglia nelle aree urbane, dove è necessario sfondare un gran numero di ostacoli (duval, pareti relativamente sottili di edifici, boschetti di vegetazione), vengono utilizzate cartucce a proiettile singolo con un'energia di 3000-4500 J, che sono più efficaci quando si spara a raffica. Se non è richiesta la penetrazione di ostacoli, ma è necessario garantire la massima densità di fuoco a distanza ravvicinata, vengono utilizzate munizioni a tre proiettili.
Ciò ti consentirà di ottenere un vantaggio rispetto alle armi sviluppate nell'ambito del programma NGSW nell'intera gamma di intervalli di utilizzo delle armi, in varie situazioni tattiche.
Velocità RPM fino a 1360 m / s sono state ottenute nella fase di sviluppo di questo argomento da Vladislav Dvoryaninov, durante l'era sovietica. Ciò significa che la combinazione di nuovi propellenti e una canna conica può consentire di raggiungere velocità OOP dell'ordine di 2000 m / s. Con una tale velocità iniziale dell'OPP, tra i colpi e il colpire il bersaglio a una distanza di 500 metri, passeranno circa 0,3 secondi, il che semplificherà notevolmente le riprese e ridurrà l'impatto di fattori esterni sull'OPP
La produzione del nucleo dell'OPP da una lega a base di carburo di tungsteno in combinazione con l'alta velocità e il diametro ridotto dell'OPP garantirà la penetrazione di tutti i NIB esistenti e potenziali.
Per ridurre l'attrito e ridurre l'usura della canna, il vassoio OPP può essere realizzato con moderni materiali polimerici, ad esempio quelli utilizzati per la fabbricazione della cinghia principale nei nuovi proiettili russi per cannoni automatici da 30 mm.
Nonostante l'assenza di scanalature e l'uso di pallet OPP realizzati con materiali polimerici, l'elevata velocità del proiettile e la pressione nella canna, in combinazione con la conicità della canna, possono richiedere l'attuazione di misure per aumentare la resistenza del proiettile canna di un promettente fucile automatico. E qui una canna liscia è un vantaggio significativo che semplifica le operazioni tecnologiche per la sua fabbricazione. Ad esempio, può essere implementata una combinazione di un cilindro in acciaio o anche titanio (di seguito leghe di titanio) con un inserto in lega di carburo di tungsteno.
Il grezzo della canna può essere preformato mediante stampa 3D, seguita da lavorazione su macchine ad alta precisione.
Scienziati dell'Università tecnica renano-Westfalia di Aquisgrana e del Fraunhofer Institute for Laser Technologies (Germania) hanno iniziato la ricerca sulla stampa 3D di polvere laser con carburo di tungsteno e leghe dure di carburo di cobalto. Per questo viene utilizzata una versione modernizzata di una stampante 3D laser, integrata da emettitori nello spettro del vicino infrarosso con una potenza fino a 12 kW, installati sopra l'area di lavoro e riscaldanti gli strati sinterizzati. Gli emettitori aumentano la temperatura dello strato superiore del materiale di consumo oltre 800 ° C, dopodiché entrano in gioco i laser di sinterizzazione.
Uno dei casi d'uso previsti per tali apparecchiature è l'integrazione di canali di raffreddamento direttamente negli strumenti e nelle parti prodotte. La produzione di tali strutture mediante sinterizzazione convenzionale è molto costosa o addirittura tecnicamente impossibile. La produzione di tali prodotti utilizzando la tecnologia di stampa 3D mediante sinterizzazione laser selettiva consente loro di essere dotati di cavità interne di forma complessa.
L'utilizzo della stampa 3D con carburo di tungsteno e acciaio/titanio consentirà la formazione di cavità interne lungo l'intera lunghezza della canna, che a sua volta provvederanno al suo efficace raffreddamento, ad esempio soffiando aria su tutta la lunghezza, o addirittura un analogo dei tubi di calore utilizzati nell'elettronica moderna.
La stampa 3D può essere utilizzata anche per realizzare le parti principali delle armi, sia in plastica che in metallo. Gli elementi del ricevitore possono essere realizzati con cavità nascoste per raffreddare l'arma e ridurne il peso. Gli elementi polimerici possono essere realizzati sotto forma di struttura a nido d'ape, sempre per ridurre il peso dell'arma, e/o per smorzare ulteriormente l'impulso di rinculo.
Un aumento del momento di rinculo rispetto alle armi leggere che utilizzano cartucce a basso impulso di calibro 5, 45x39 mm o 5, 56x45 mm richiederà un'implementazione completa dei sistemi di compensazione del rinculo a un livello accettabile.
Prima di tutto, può essere un silenziatore: un compensatore del freno di bocca (DTC) di tipo chiuso, simile a quelli che dovrebbero essere utilizzati nelle armi sviluppate nell'ambito del programma NGSW.
Gli schemi di automazione possono essere implementati anche con l'accumulo (spostamento) dell'impulso di rinculo, fornendo uno sparo accurato in brevi raffiche ad alta velocità, o altri sistemi avanzati di smorzamento / assorbimento del rinculo.
Interessante da considerare è lo schema proposto da Alexei Tarasenko con assorbimento vibrazionale del rinculo.
Problema non meno difficile dello sviluppo dell'arma stessa e della cartuccia per esso è l'organizzazione della produzione su larga scala di munizioni promettenti. La produzione di promettenti cartucce può basarsi sia sulla base delle classiche linee avanzate di rotori automatici, sia sulla base di nuove soluzioni tecnologiche, utilizzando stampanti 3D in grado di stampare con metallo e polimeri, robot delta ad alta velocità, scansioni ottiche ad alta precisione sistemi che consentono "al volo" di analizzare le munizioni ricevute e di ordinarle per classe di precisione.
Si può presumere che la produzione su larga scala di promettenti cartucce telescopiche non sia un compito irrisolvibile, almeno per il fatto che la Russia ha a lungo debuggato la produzione di BOPS da 30 mm per pistole automatiche, che sono anche lontane dall'essere prodotte in un unico copie. Parallelamente, il consorzio franco-britannico CTA International sta già producendo in serie munizioni telescopiche per il cannone automatico da 40 mm 40 CTAS, anche nella versione con BOPS, e negli Stati Uniti Textron si appresta a produrre cartucce telescopiche per piccoli armi nell'ambito del programma NGSW.
Inoltre, non preoccuparti della carenza di tungsteno per questi scopi: le sue riserve sono piuttosto grandi in Russia e più che grandi nella vicina Cina, con la quale abbiamo ancora relazioni con i partner abbastanza uniformi.
Per quanto riguarda l'alto costo di armi e munizioni promettenti, questo è abbastanza normale per le nuove tecnologie. In definitiva, tutto si basa sul criterio del rapporto costo-efficacia, che mostra quanto il complesso di armi-cartucce promettente sia superiore ai modelli esistenti. Nella fase iniziale, le unità speciali sono dotate di armi promettenti, quindi le unità più belligeranti, parallelamente, vengono elaborati i processi di progettazione e tecnologici di produzione di armi e cartucce per ridurne i costi.
Senza questo, è quasi impossibile creare un rivoluzionario complesso di cartucce di armi. Ricordiamo come hanno reagito alla creazione delle prime mitragliatrici: dicono che è impossibile rilasciare così tante cartucce per fornire loro un esercito armato di mitragliatrici, e cosa questo ha portato in futuro.
La storia segue una spirale. Molti progetti e tecnologie che in precedenza erano scartati come irrealizzabili possono essere riesaminati, tenendo conto dell'emergere di nuovi materiali e processi tecnologici. È possibile che ripensare a un nuovo livello tecnologico la possibilità di utilizzare proiettili piumati sub-calibro in promettenti armi leggere in combinazione con la canna conica del sistema Gerlich consentirà di creare armi leggere significativamente superiori ai campioni esistenti realizzati secondo il schemi tradizionali e processi tecnologici.
