고급 소총 탄약
현재 세계의 주요 군대는 새로운 유형의 소형 개발을위한 프로그램을 실행하기 시작했습니다. оружия (러시아의 "Warrior"와 미국의 NGSAR). 유니 터리 카트리지 개발에 대한 1 세기 넘는 경험과 중급 및 저 충동 쇼에서 가장 유망한 솔루션은 새로운 유형의 탄약 개발입니다.
제 2 차 세계 대전의 결과에 따르면, 가장 소모적 인 형태의 탄약 (자동 소형 무기 탄약)의 설계를 개선하고 생산을위한 자원 기반을 확대 할 필요가 있다고 결론 지었다.
금속 슬리브와 카트리지
방위 산업에서 자동 무기가 장착 된 보병 부대가 포화되면 전통적으로 카트리지 황동 (카트리지 케이스 제작에 사용)과 툼백 (총알 껍질 생산에 사용됨)에 사용 된 구리 부족 현상이 발생했습니다.
자원 부족 문제에 대한 가장 효과적인 해결책은 연성 강철을 사용하여 전시관에서 부식을 방지하기 위해 구리로 양면 코팅하거나 코팅없이 소위 대리석을 생산하는 것입니다. 전후 기간에는 강철 라이너를 특수 래커로 코팅하는 기술을 습득하여 습기로부터 보호하고 챔버 내 마찰을 줄였습니다 (특정 온도 한계까지).
연강 및 구리 합금의 기술적 특성이 유사 함에도 불구하고 후자는 연성 및 내식성에 이점이 있습니다. 스틸 슬리브의 래커 코팅은 낮은 내마모성을 가지며 무기의 금속 부분과 접촉 할 때 재 장전하는 과정에서 손상되어 자동화 요소로 전달되어 비활성화 될 수 있습니다. 소성이 끝난 후 배럴에서 미사용 카트리지를 추출하는 경우, 라이너는 가열 된 표면에 접촉했을 때 연소로 인해 옻칠 코팅을 잃게됩니다. 그런 다음 신속하게 산화되고 카트리지는 더 이상 사용할 수 없게됩니다.
자동 무기로 무장 한 보병들에 의한 탄약 소비의 증가는 탄약의 무게를 줄임으로써 착용 가능한 탄약을 증가시키는 기초가되었다. 1970-ies가 시작될 때까지, 착용 가능한 탄약의 무게를 줄이는 주된 방향은 자동 화재의 정확성을 불편한 위치에서 높이려는 바람에 중급, 그리고 낮은 충격의 카트리지로 전환하는 것이 었습니다. AK-74 돌격 소총과 M-16 자동 소총을 착용 한 후, 착용 가능한 탄약의 무게를 줄이기위한이 예비 기가 소진되었습니다. 더 가벼운 화살 모양의 탄환을 사용하려는 시도는 바람의 증가를 나타냅니다.
현재 스틸 코어, 리드 셔츠 및 톰팍 쉘 (tompak shell)을 포함한 총알이 주요한 요소로 사용됩니다. 방어구 보급률을 높이기 위해 미 육군은 M80A1 EPR과 M855A1 모든 금속 탄환으로 전환했습니다. 납 셔츠는 툼팩 껍질과 강철 머리와 비스무트 꼬리가 달린 핵으로 이루어져 있습니다.
Bezgolovy 탄약
소련과 나토 국가의 1980-ies에서는 민소매 탄약으로 전환하여 클래식 카트리지의 높은 물질 소비 문제를 근본적으로 해결하려는 시도가있었습니다. 이 방향에서 가장 큰 발전은 Dynamit Nobel이 개발 한 DM11 카트리지리스 카트리지를 사용하여 HK G11 자동 소총을 제작 한 Heckler und Koch 독일 회사가 만들었습니다.
그러나 1000 시리즈의 HK G11 소총은 군함에서 구조적으로 분리되어 있음에도 불구하고 챔버의 케이스가없는 카트리지가 정기적으로 자발적으로 연소되어 군인들에게 위험한 것으로 나타났습니다. 결과적으로 독일 국경 수비대는 자동 발사 모드 사용을 먼저 금지 한 후 지나치게 복잡한 자동화 ( "뻐꾸기 시계")가있는 경우 순전히 자체 적재 무기로 사용하기 때문에 HK G11을 서비스에서 제외했습니다.
플라스틱 슬리브와 카트리지
작은 무기 탄약의 재료 소비를 줄이고 웨어러블 탄약을 증가시키기위한 다음 시도는 경량 소형 총을 제작하는 LSAT (Lightweight Small Arms Technologies) 프로그램에 따라 AAI (현재 Textron Systems, Textron Production Division)에 의해 미국 2000에서 수행되었습니다. 자동 탄환은 신축성있는 폼 팩터로 제작 된 황동 슬리브, 플라스틱 슬리브 및 캐솔이없는 카트리지와 탄약을 결합하도록 설계되었습니다.
민소매 카트리지는 분리 가능한 디자인 임에도 불구하고 배럴 챔버에서 자발적으로 발사 될 것으로 예상 되었기 때문에 LSAT 프로그램의 선택은 플라스틱 슬리브가있는 카트리지를 선호하여 이루어졌습니다. 그러나 탄약 비용을 줄이려는 욕구는 플라스틱의 종류를 잘못 선택하게 만들었습니다. 폴리 아미드는 모든 것을 제외하고는 가장 중요한 특성 인 폴리 아미드를 사용했기 때문에 최대 작동 온도는 섭씨 250를 넘지 않았습니다.
다시 1950-s에서는 필드 테스트의 결과에 따라 점포 변경을위한 중단이있는 연속 발사 조건에서 DP 기관총의 총구가 다음 값까지 가열됨을 확인했습니다.
150 샷 - 210 ° C
200 샷 - 360 ° C
300 샷 - 440 ° C
400 샷 - 520 ° C
다른 말로하면 격렬한 전투 상황에서 처음 200 개의 카트리지를 다 소모 한 후 조명 기관총의 총구가 폴리 아미드의 녹는 점에 도달하는 것이 보장됩니다.
이 상황과 관련하여 2016의 LSAT 프로그램이 폐쇄되었으며 CTSAS (Cases Telescoped Small Arms Systems) 프로그램이 신소재 기반의 신축성 카트리지를 개발하기 위해 그 기반 위에 출시되었습니다. 3 월 2017에서 firearmblog.com 온라인 판에 제공된 프로그램의 미국 관리자 코리 필립 (Cory Phillips)과의 인터뷰를 통해 최대 작동 온도가 400 ° C 인 가장 내열성 구조용 폴리머 인 폴리이 미드가 플라스틱 슬리브의 소재로 선택되었습니다.
폴리이 미드는 카트리지 케이스 재료로서 또 다른 가치있는 성질을 가지고 있습니다.이 레벨 이상으로 가열하면 용융없이 탄화되어 배럴 챔버를 오염시키지 않는 휘발성 물질을 방출하는 반면, 탄화물 표면은 소성 후 추출 될 때 탁월한 감 마재 역할을합니다. 슬리브 플랜지의 강도는 금속 플랜지를 제공합니다.
400 도의 온도는 배럴의 기술적 템퍼링 온도가 415에서 430까지이므로 작은 팔의 배럴을 가열하는 데 허용되는 한계입니다. 그 후 왜곡이 발생합니다. 그러나, 300 이상의 온도에서의 폴리이 미드의 인장 강도는 30 MPa까지 떨어지며, 이는 챔버 300 분위기에서의 압력, 즉 소형 무기의 현대 모델에서 분말 가스의 최대 압력 수준보다 작은 크기. 고전적인 디자인의 챔버에서 카트리지 케이스를 제거하려고하면 금속 플랜지가 떨어져 나옵니다. 램로드가 배럴에서 빠져 나옵니다.
고전적인 디자인 챔버에서 카트리지의 가열은 개방 볼트 (기관총)에서 발사하여 어느 정도 제어 할 수 있지만 닫힌 볼트 (자동 소총 및 자동 소총)로 강력한 사격 및 발사의 경우 400도 이상으로 가열하는 것은 거의 불가피합니다.
알루미늄 슬리브와 카트리지
구리 합금에 대한 또 다른 대안은 일련의 권총 카트리지의 카트리지에 사용되는 알루미늄 합금, 소총 카트리지의 파일럿 개발 및 30-mm GAU-8A 자동 대포에 연속 된 샷입니다. 구리를 알루미늄으로 대체하면 자원 기반의 한계를 제거하고 라이너 비용을 줄이며 25 %로 탄약의 무게를 줄여 결과적으로 착용 가능한 하중을 증가시킬 수 있습니다.
TsNIITOCHMASH의 1962에서 알루미늄 합금 슬리브 (GA 코드)가있는 구경 7,62x39 mm의 숙련 된 카트리지가 개발되었습니다. 라이너는 마찰 방지 흑연 코팅을 가지고있었습니다. 프라이머 컵은 전기 화학적 부식을 방지하기 위해 알루미늄 합금으로 만들어졌습니다.
그러나 이러한 외피의 사용은 430 ° C로 가열했을 때 알루미늄 및 그 합금이 공기 중에서 자기 발화한다는 유일한 부정적 특성에 의해 방지됩니다. 알루미늄의 연소열은 매우 높으며 30,8 MJ / kg에 해당합니다. 제품의 외부 표면은 지정된 온도로 가열 될 때 자체 점화가 일어나고 산화막의 공기 산소로의 침투성은 증가하거나 산화막이 손상된 경우 낮은 온도로 가열 될 때 발생합니다. 분말 가스의 압력 하에서 플라스틱 금속 슬리브의 변형에 의해 비 플라스틱 세라믹 산화막 (두께 ~ 0,005 μm)이 파괴되고, 강하게 소성되면서 산화막의 투과성이 달성됩니다. 카트리지는 화약 연소 중에 음수의 산소 밸런스가 유지되는 배럴에서 추출한 후 공기 중에서 만 자체 발화합니다.
따라서 알루미늄 슬리브는 9x18 PM 및 9x19 파라 구경의 권총 카트리지의 일부로만 배포되었으며, 챔버의 온도와 발사 강도는 이들 기관총, 자동 소총 및 기관총 중 어느 것과도 일치하지 않습니다.
알루미늄은 또한 경험있는 카트리지 6x45 SAW Long에서 사용되었으며, 슬리브에는 탄성 실리콘 라이너가 장착되어 금속 및 산화막의 균열을 강화합니다. 그러나이 결정은 카트리지의 선형 치수, 수신기의 관련 크기, 따라서 무기의 중량을 증가 시켰습니다.
30-mm 포병 30x173 GAU에 알루미늄 합금 셸이 장착되어 있습니다. 이것은 특별한 저 분자량 "콜드"추진제를 사용하여 가능하게되었습니다. 분말의 열 화학적 잠재력은 연소 온도에 직접적으로 비례하며 연소 생성물의 분자량에 반비례합니다. 고전적인 니트로 셀룰로오스 및 피 록시 크린 분말은 분자량이 25이고 연소 온도는 3000-3500 K이며, 새로운 분말의 분자량은 17-2000 κ의 연소 온도에서 2400와 동일합니다.
원추형 서멧 슬리브
알루미늄 슬리브와 함께 포병 발사를 사용하는 긍정적 인 경험을 통해이 금속을 소형 무기 카트리지의 껍질을위한 구조 소재로 간주 할 수 있습니다 (특수 던지기 구성이 없어도). 이 선택의 정확성을 확인하기 위해 황동 및 알루미늄 합금 라이너의 특성을 비교하는 것이 좋습니다.
황동 L68은 구리 68 %와 아연 32 %를 함유하고 있습니다. 밀도는 8,5 g / cm3, 경도 -150 MPa, 20 ° C에서의 인장 강도, 400 MPa, 인장시 연신율 - 50 %, 강철의 미끄럼 마찰 계수 - 0,18, 융점 -938 ° C, 취성 온도 영역 - 300에서 700 ° C까지
황동을 대체하기 위해 하중 하에서 부식 및 균열에 대한 합금의 저항성에 영향을주지 않으면 서 탄성, 열 및 주조 특성을 증가시키기 위해 마그네슘, 니켈 및 기타 화학 원소를 3 % 이하의 체적 율로 도핑 된 알루미늄을 사용하는 것이 제안된다. 합금의 강도는 1 %의 부피비로 산화 알루미늄 (직경 ~ 20 μm)이 분산 된 섬유로 보강하여 얻을 수 있습니다. 취약한 산화막을 전해에 의해 적용된 연성 구리 / 황동 코팅 (두께 ~ 5 μm)으로 대체하여 표면 자체 점화에 대한 보호가 제공됩니다.
수득 된 서멧 복합체는 서멧의 부류에 속하며, 보강 섬유를 슬리브의 축을 따라 배향시키기 위해 사출 성형에 의해 최종 생성물로 형성된다. 강도 특성의 이방성은 분말 가스의 압력 작용하에 라이너 벽이 챔버 표면과 밀접하게 접촉하도록 후자를 채우기 위해 반경 방향으로 복합 재료의가요 성을 보존하는 것을 가능하게한다.
라이너의 감압과 극한 압력 특성은 외부 표면에 폴리이 미드 - 흑연 코팅 (두께 ~ 10 μm)을 적용하여 1 GPa 접촉 하중과 ICE 피스톤의 작동 온도를 견딜 수있는 동일한 부피의 바인더 및 충진재로 이루어집니다.
서멧의 밀도는 3,2 g / cm3, 축 방향의 인장 강도 : 20 ° C - 1250 MPa, 400 ° C - 410 MPa 및 반경 방향 인장 강도 : 20 ° C - 210 MPa, 400 ° C - 70 MPa, X 축 방향의 인장시 상대 신장률 : 20 ° C - 1,5 %, 400 ° C - 3 %, 반경 방향 장력시 상대 신장 : 20 ° C - 25 %, 400 ° C - 60 융점 % - 1100 ℃
강철의 감 마막의 미끄럼 마찰 계수는 0,05이고 접촉 하중은 30 MPa 이상입니다.
서멧 슬리브 생산의 기술적 과정은 황동 슬리브 (주조 빌렛, 냉간 압연 6 종) 제조 공정의 작업 수에 비해 적은 수의 작업 (섬유, 주조 슬리브, 금형 및 주름의 열간 압연, 황동, 마찰 방지 코팅) 통로, 냉간 널링 및 덜츠).
카트리지 5,56 ⅩNUMX mm의 황동 슬리브의 무게는 45 g과 같고, 서멧 슬리브의 무게는 5 g입니다. 구리 1 그램의 비용은 2 US cent, 알루미늄 - 0,7 US cent, 분산 된 산화 알루미늄 섬유의 비용 - 0,2 US cent, 라이너에서의 무게는 1,6 그램을 초과하지 않습니다.
예상 총알
6B45-1 및 ESAPI 등급의 육군 방탄 조끼의 적용과 관련하여 10 이상의 거리에서 강철 코어가있는 권총 탄환에 의해 천공되지는 않지만 탄화 텅스텐 분말 (95 %)과 코발트의 소결 합금 코어를 사용하는 탄환으로 전환 할 계획입니다 (5 %) 비중이 15 g / cc이고, 납 또는 비스무트로 가중 될 필요가 없다.
총알 껍질의 주요 재료는 밀도 90 g / cc, 녹는 점 10 ° C, 인장 강도 8,8 MPa, 압축 강도 950 MPa, 경도 440 % 520 MPa, 연신율 - 145 % 및 강철의 미끄럼 마찰 계수 - 3.
총알의 초기 속도가 빨라지고 초당 미터가 증가하고 1000 및 분당 발사 속도가 증가하여 (AH-2000 및 HK G-94) 톰팍은 열가소성 마모가 커서 탄환 껍질 요구 사항을 충족하지 못했습니다 강재에 대한 구리 합금의 높은 미끄럼 마찰 계수로 인해 보어가 발생합니다. 한편 포병 포탄은 구리 납 벨트가 마찰 계수가 11 수준 인 플라스틱 (폴리 에스테르)으로 대체되는 구조로 알려져 있습니다. 그러나 플라스틱 벨트의 작동 온도는 0,1 ° C를 초과하지 않습니다.이 온도는 휨이 시작되기 전에 작은 팔의 트렁크의 최대 온도의 절반입니다.
따라서 총 밀도 0,5 g / cc, 인장 강도 69 MPa, 인장 강도 1,5 MPa를 갖는 PM-90 폴리이 미드와 콜로이드 그래파이트의 동량 부피를 함유하는 모든 금속 코어를 갖는 유망한 총알에 대한 포락선으로서 중합체 복합체 (두께 ~ 230 mm)를 사용하는 것이 제안된다 330 MPa 압축, 350 MPa 경도, 400 MPa 접촉 하중, 최대 작동 온도 0,05 ° C 및 XNUMX 강에서의 슬라이딩 마찰 계수.
쉘은 폴리이 미드 올리고머 및 흑연 입자를 혼합하고, 혼합물을 성형 부품을 갖는 주형 - 탄환의 코어 및 혼합물의 온도 중합 -로 압출시킴으로써 형성된다. 쉘과 탄환의 코어의 접착은 압력 및 온도의 작용하에 코어의 다공성 표면으로의 폴리이 미드의 침투에 의해 보장된다.
원근감있는 신축성있는 카트리지
현재 소형 무기 카트리지의 가장 진보적 인 폼 팩터는 압축 된 발사체 충전 안쪽에 탄환을 배치하여 신축성있는 것으로 간주됩니다. 부피 밀도가 낮은 고전적인 세분화 된 충전제 대신 고밀도 체커를 사용하면 1.5 배의 시간으로 카트리지의 길이와 무기 수신기의 관련 봉투를 줄일 수 있습니다.
텔레스코픽 카트리지를 사용하는 소형 암 모델 (G11 및 LSAT)의 리로드 메커니즘 (탈착식 배럴 챔버)의 설계 특징으로 인해 총알이 슬리브 가장자리 아래의 추진력의 추력으로 움푹 들어간다. 2 차 추진제의 먼지와 습기로부터의 열린 부분은 플라스틱 캡을 보호합니다. 플라스틱 캡은 또한 발사시 전면 밀폐 장치의 역할을합니다 (총알이 부러진 후 분리 가능한 챔버와 배럴의 조인트를 막음으로써). DM11 텔레스코픽 카트리지의 부대 사용이 보여지면서 총알이 총구 입구에서 멈추지 않도록하는이 카트리지 구성 방법은 발사시 탄환 왜곡 및 정확도 손실을 초래합니다.
텔레스코픽 카트리지의 특정 작동 순서를 보장하기 위해 추진력은 캡슐과 총알의 바닥 사이에 직접 위치한 상대적으로 낮은 밀도 (높은 연소 속도)와 동심원에 위치한 비교적 높은 밀도 (낮은 연소 속도)의 두 부분으로 나뉘어집니다 총알 주위. 캡슐이 찔린 후, 1 차 충전이 먼저 시작되어 총알을 총구 구멍으로 밀어 넣고 총알을 총구 구멍으로 이동시키는 2 차 충전에 대한 부스트 압력을 생성합니다.
카트리지 내부에 2 차 충전 체커를 유지하기 위해, 라이너의 개방 단부의 에지가 부분적으로 굴러갑니다. 총알은 2 차 충전 체커에 눌러 카트리지에 보관됩니다. 총알을 전체 길이에 따라 슬리브의 치수에 배치하면 카트리지의 길이는 줄어들지 만 동시에 총알의 사발 부분 주위에 슬리브가 채워지지 않아 카트리지의 직경이 증가합니다.
이러한 단점을 제거하기 위해 모든 종류의 재 장전 메커니즘 (수동, 가스 엔진, 이동 통, 세미 프리 볼트 등)과 함께 고전적인 비 착탈식 배럴 챔버가있는 소형 암에 사용하도록 설계된 신축 형 카트리지의 새로운 배치 및 전면 또는 후면 검색).
제안 된 카트리지에는 라이너를 넘어 라이너 부분까지 연장되는 탄환이 장착되어 총알의 총구 입구에 얹혀 있습니다. 플라스틱 캡 대신 추진제의 개방 끝 부분은 발화시 화상을 입히는 습기 방지 바니시로 보호됩니다. 알려진 텔레스코픽 카트리지와 비교하여 제안 된 카트리지 길이의 일부 증가는 라이너 내부의 채워지지 않은 용적을 제거함으로써 직경 감소로 보상됩니다.
일반적으로, 제안 된 텔레스코픽 카트리지는 보병 보병 탄약의 카트리지 수를 1/4로 늘릴 것이며, 또한 재료 소모, 노동력 및 카트리지 생산 비용을 감소시킬 것입니다.
제 2 차 세계 대전의 결과에 따르면, 가장 소모적 인 형태의 탄약 (자동 소형 무기 탄약)의 설계를 개선하고 생산을위한 자원 기반을 확대 할 필요가 있다고 결론 지었다.
금속 슬리브와 카트리지
방위 산업에서 자동 무기가 장착 된 보병 부대가 포화되면 전통적으로 카트리지 황동 (카트리지 케이스 제작에 사용)과 툼백 (총알 껍질 생산에 사용됨)에 사용 된 구리 부족 현상이 발생했습니다.
자원 부족 문제에 대한 가장 효과적인 해결책은 연성 강철을 사용하여 전시관에서 부식을 방지하기 위해 구리로 양면 코팅하거나 코팅없이 소위 대리석을 생산하는 것입니다. 전후 기간에는 강철 라이너를 특수 래커로 코팅하는 기술을 습득하여 습기로부터 보호하고 챔버 내 마찰을 줄였습니다 (특정 온도 한계까지).
연강 및 구리 합금의 기술적 특성이 유사 함에도 불구하고 후자는 연성 및 내식성에 이점이 있습니다. 스틸 슬리브의 래커 코팅은 낮은 내마모성을 가지며 무기의 금속 부분과 접촉 할 때 재 장전하는 과정에서 손상되어 자동화 요소로 전달되어 비활성화 될 수 있습니다. 소성이 끝난 후 배럴에서 미사용 카트리지를 추출하는 경우, 라이너는 가열 된 표면에 접촉했을 때 연소로 인해 옻칠 코팅을 잃게됩니다. 그런 다음 신속하게 산화되고 카트리지는 더 이상 사용할 수 없게됩니다.
자동 무기로 무장 한 보병들에 의한 탄약 소비의 증가는 탄약의 무게를 줄임으로써 착용 가능한 탄약을 증가시키는 기초가되었다. 1970-ies가 시작될 때까지, 착용 가능한 탄약의 무게를 줄이는 주된 방향은 자동 화재의 정확성을 불편한 위치에서 높이려는 바람에 중급, 그리고 낮은 충격의 카트리지로 전환하는 것이 었습니다. AK-74 돌격 소총과 M-16 자동 소총을 착용 한 후, 착용 가능한 탄약의 무게를 줄이기위한이 예비 기가 소진되었습니다. 더 가벼운 화살 모양의 탄환을 사용하려는 시도는 바람의 증가를 나타냅니다.
현재 스틸 코어, 리드 셔츠 및 톰팍 쉘 (tompak shell)을 포함한 총알이 주요한 요소로 사용됩니다. 방어구 보급률을 높이기 위해 미 육군은 M80A1 EPR과 M855A1 모든 금속 탄환으로 전환했습니다. 납 셔츠는 툼팩 껍질과 강철 머리와 비스무트 꼬리가 달린 핵으로 이루어져 있습니다.
Bezgolovy 탄약
소련과 나토 국가의 1980-ies에서는 민소매 탄약으로 전환하여 클래식 카트리지의 높은 물질 소비 문제를 근본적으로 해결하려는 시도가있었습니다. 이 방향에서 가장 큰 발전은 Dynamit Nobel이 개발 한 DM11 카트리지리스 카트리지를 사용하여 HK G11 자동 소총을 제작 한 Heckler und Koch 독일 회사가 만들었습니다.
그러나 1000 시리즈의 HK G11 소총은 군함에서 구조적으로 분리되어 있음에도 불구하고 챔버의 케이스가없는 카트리지가 정기적으로 자발적으로 연소되어 군인들에게 위험한 것으로 나타났습니다. 결과적으로 독일 국경 수비대는 자동 발사 모드 사용을 먼저 금지 한 후 지나치게 복잡한 자동화 ( "뻐꾸기 시계")가있는 경우 순전히 자체 적재 무기로 사용하기 때문에 HK G11을 서비스에서 제외했습니다.
플라스틱 슬리브와 카트리지
작은 무기 탄약의 재료 소비를 줄이고 웨어러블 탄약을 증가시키기위한 다음 시도는 경량 소형 총을 제작하는 LSAT (Lightweight Small Arms Technologies) 프로그램에 따라 AAI (현재 Textron Systems, Textron Production Division)에 의해 미국 2000에서 수행되었습니다. 자동 탄환은 신축성있는 폼 팩터로 제작 된 황동 슬리브, 플라스틱 슬리브 및 캐솔이없는 카트리지와 탄약을 결합하도록 설계되었습니다.
민소매 카트리지는 분리 가능한 디자인 임에도 불구하고 배럴 챔버에서 자발적으로 발사 될 것으로 예상 되었기 때문에 LSAT 프로그램의 선택은 플라스틱 슬리브가있는 카트리지를 선호하여 이루어졌습니다. 그러나 탄약 비용을 줄이려는 욕구는 플라스틱의 종류를 잘못 선택하게 만들었습니다. 폴리 아미드는 모든 것을 제외하고는 가장 중요한 특성 인 폴리 아미드를 사용했기 때문에 최대 작동 온도는 섭씨 250를 넘지 않았습니다.
다시 1950-s에서는 필드 테스트의 결과에 따라 점포 변경을위한 중단이있는 연속 발사 조건에서 DP 기관총의 총구가 다음 값까지 가열됨을 확인했습니다.
150 샷 - 210 ° C
200 샷 - 360 ° C
300 샷 - 440 ° C
400 샷 - 520 ° C
다른 말로하면 격렬한 전투 상황에서 처음 200 개의 카트리지를 다 소모 한 후 조명 기관총의 총구가 폴리 아미드의 녹는 점에 도달하는 것이 보장됩니다.
이 상황과 관련하여 2016의 LSAT 프로그램이 폐쇄되었으며 CTSAS (Cases Telescoped Small Arms Systems) 프로그램이 신소재 기반의 신축성 카트리지를 개발하기 위해 그 기반 위에 출시되었습니다. 3 월 2017에서 firearmblog.com 온라인 판에 제공된 프로그램의 미국 관리자 코리 필립 (Cory Phillips)과의 인터뷰를 통해 최대 작동 온도가 400 ° C 인 가장 내열성 구조용 폴리머 인 폴리이 미드가 플라스틱 슬리브의 소재로 선택되었습니다.
폴리이 미드는 카트리지 케이스 재료로서 또 다른 가치있는 성질을 가지고 있습니다.이 레벨 이상으로 가열하면 용융없이 탄화되어 배럴 챔버를 오염시키지 않는 휘발성 물질을 방출하는 반면, 탄화물 표면은 소성 후 추출 될 때 탁월한 감 마재 역할을합니다. 슬리브 플랜지의 강도는 금속 플랜지를 제공합니다.
400 도의 온도는 배럴의 기술적 템퍼링 온도가 415에서 430까지이므로 작은 팔의 배럴을 가열하는 데 허용되는 한계입니다. 그 후 왜곡이 발생합니다. 그러나, 300 이상의 온도에서의 폴리이 미드의 인장 강도는 30 MPa까지 떨어지며, 이는 챔버 300 분위기에서의 압력, 즉 소형 무기의 현대 모델에서 분말 가스의 최대 압력 수준보다 작은 크기. 고전적인 디자인의 챔버에서 카트리지 케이스를 제거하려고하면 금속 플랜지가 떨어져 나옵니다. 램로드가 배럴에서 빠져 나옵니다.
고전적인 디자인 챔버에서 카트리지의 가열은 개방 볼트 (기관총)에서 발사하여 어느 정도 제어 할 수 있지만 닫힌 볼트 (자동 소총 및 자동 소총)로 강력한 사격 및 발사의 경우 400도 이상으로 가열하는 것은 거의 불가피합니다.
알루미늄 슬리브와 카트리지
구리 합금에 대한 또 다른 대안은 일련의 권총 카트리지의 카트리지에 사용되는 알루미늄 합금, 소총 카트리지의 파일럿 개발 및 30-mm GAU-8A 자동 대포에 연속 된 샷입니다. 구리를 알루미늄으로 대체하면 자원 기반의 한계를 제거하고 라이너 비용을 줄이며 25 %로 탄약의 무게를 줄여 결과적으로 착용 가능한 하중을 증가시킬 수 있습니다.
TsNIITOCHMASH의 1962에서 알루미늄 합금 슬리브 (GA 코드)가있는 구경 7,62x39 mm의 숙련 된 카트리지가 개발되었습니다. 라이너는 마찰 방지 흑연 코팅을 가지고있었습니다. 프라이머 컵은 전기 화학적 부식을 방지하기 위해 알루미늄 합금으로 만들어졌습니다.
그러나 이러한 외피의 사용은 430 ° C로 가열했을 때 알루미늄 및 그 합금이 공기 중에서 자기 발화한다는 유일한 부정적 특성에 의해 방지됩니다. 알루미늄의 연소열은 매우 높으며 30,8 MJ / kg에 해당합니다. 제품의 외부 표면은 지정된 온도로 가열 될 때 자체 점화가 일어나고 산화막의 공기 산소로의 침투성은 증가하거나 산화막이 손상된 경우 낮은 온도로 가열 될 때 발생합니다. 분말 가스의 압력 하에서 플라스틱 금속 슬리브의 변형에 의해 비 플라스틱 세라믹 산화막 (두께 ~ 0,005 μm)이 파괴되고, 강하게 소성되면서 산화막의 투과성이 달성됩니다. 카트리지는 화약 연소 중에 음수의 산소 밸런스가 유지되는 배럴에서 추출한 후 공기 중에서 만 자체 발화합니다.
따라서 알루미늄 슬리브는 9x18 PM 및 9x19 파라 구경의 권총 카트리지의 일부로만 배포되었으며, 챔버의 온도와 발사 강도는 이들 기관총, 자동 소총 및 기관총 중 어느 것과도 일치하지 않습니다.
알루미늄은 또한 경험있는 카트리지 6x45 SAW Long에서 사용되었으며, 슬리브에는 탄성 실리콘 라이너가 장착되어 금속 및 산화막의 균열을 강화합니다. 그러나이 결정은 카트리지의 선형 치수, 수신기의 관련 크기, 따라서 무기의 중량을 증가 시켰습니다.
30-mm 포병 30x173 GAU에 알루미늄 합금 셸이 장착되어 있습니다. 이것은 특별한 저 분자량 "콜드"추진제를 사용하여 가능하게되었습니다. 분말의 열 화학적 잠재력은 연소 온도에 직접적으로 비례하며 연소 생성물의 분자량에 반비례합니다. 고전적인 니트로 셀룰로오스 및 피 록시 크린 분말은 분자량이 25이고 연소 온도는 3000-3500 K이며, 새로운 분말의 분자량은 17-2000 κ의 연소 온도에서 2400와 동일합니다.
원추형 서멧 슬리브
알루미늄 슬리브와 함께 포병 발사를 사용하는 긍정적 인 경험을 통해이 금속을 소형 무기 카트리지의 껍질을위한 구조 소재로 간주 할 수 있습니다 (특수 던지기 구성이 없어도). 이 선택의 정확성을 확인하기 위해 황동 및 알루미늄 합금 라이너의 특성을 비교하는 것이 좋습니다.
황동 L68은 구리 68 %와 아연 32 %를 함유하고 있습니다. 밀도는 8,5 g / cm3, 경도 -150 MPa, 20 ° C에서의 인장 강도, 400 MPa, 인장시 연신율 - 50 %, 강철의 미끄럼 마찰 계수 - 0,18, 융점 -938 ° C, 취성 온도 영역 - 300에서 700 ° C까지
황동을 대체하기 위해 하중 하에서 부식 및 균열에 대한 합금의 저항성에 영향을주지 않으면 서 탄성, 열 및 주조 특성을 증가시키기 위해 마그네슘, 니켈 및 기타 화학 원소를 3 % 이하의 체적 율로 도핑 된 알루미늄을 사용하는 것이 제안된다. 합금의 강도는 1 %의 부피비로 산화 알루미늄 (직경 ~ 20 μm)이 분산 된 섬유로 보강하여 얻을 수 있습니다. 취약한 산화막을 전해에 의해 적용된 연성 구리 / 황동 코팅 (두께 ~ 5 μm)으로 대체하여 표면 자체 점화에 대한 보호가 제공됩니다.
수득 된 서멧 복합체는 서멧의 부류에 속하며, 보강 섬유를 슬리브의 축을 따라 배향시키기 위해 사출 성형에 의해 최종 생성물로 형성된다. 강도 특성의 이방성은 분말 가스의 압력 작용하에 라이너 벽이 챔버 표면과 밀접하게 접촉하도록 후자를 채우기 위해 반경 방향으로 복합 재료의가요 성을 보존하는 것을 가능하게한다.
라이너의 감압과 극한 압력 특성은 외부 표면에 폴리이 미드 - 흑연 코팅 (두께 ~ 10 μm)을 적용하여 1 GPa 접촉 하중과 ICE 피스톤의 작동 온도를 견딜 수있는 동일한 부피의 바인더 및 충진재로 이루어집니다.
서멧의 밀도는 3,2 g / cm3, 축 방향의 인장 강도 : 20 ° C - 1250 MPa, 400 ° C - 410 MPa 및 반경 방향 인장 강도 : 20 ° C - 210 MPa, 400 ° C - 70 MPa, X 축 방향의 인장시 상대 신장률 : 20 ° C - 1,5 %, 400 ° C - 3 %, 반경 방향 장력시 상대 신장 : 20 ° C - 25 %, 400 ° C - 60 융점 % - 1100 ℃
강철의 감 마막의 미끄럼 마찰 계수는 0,05이고 접촉 하중은 30 MPa 이상입니다.
서멧 슬리브 생산의 기술적 과정은 황동 슬리브 (주조 빌렛, 냉간 압연 6 종) 제조 공정의 작업 수에 비해 적은 수의 작업 (섬유, 주조 슬리브, 금형 및 주름의 열간 압연, 황동, 마찰 방지 코팅) 통로, 냉간 널링 및 덜츠).
카트리지 5,56 ⅩNUMX mm의 황동 슬리브의 무게는 45 g과 같고, 서멧 슬리브의 무게는 5 g입니다. 구리 1 그램의 비용은 2 US cent, 알루미늄 - 0,7 US cent, 분산 된 산화 알루미늄 섬유의 비용 - 0,2 US cent, 라이너에서의 무게는 1,6 그램을 초과하지 않습니다.
예상 총알
6B45-1 및 ESAPI 등급의 육군 방탄 조끼의 적용과 관련하여 10 이상의 거리에서 강철 코어가있는 권총 탄환에 의해 천공되지는 않지만 탄화 텅스텐 분말 (95 %)과 코발트의 소결 합금 코어를 사용하는 탄환으로 전환 할 계획입니다 (5 %) 비중이 15 g / cc이고, 납 또는 비스무트로 가중 될 필요가 없다.
총알 껍질의 주요 재료는 밀도 90 g / cc, 녹는 점 10 ° C, 인장 강도 8,8 MPa, 압축 강도 950 MPa, 경도 440 % 520 MPa, 연신율 - 145 % 및 강철의 미끄럼 마찰 계수 - 3.
총알의 초기 속도가 빨라지고 초당 미터가 증가하고 1000 및 분당 발사 속도가 증가하여 (AH-2000 및 HK G-94) 톰팍은 열가소성 마모가 커서 탄환 껍질 요구 사항을 충족하지 못했습니다 강재에 대한 구리 합금의 높은 미끄럼 마찰 계수로 인해 보어가 발생합니다. 한편 포병 포탄은 구리 납 벨트가 마찰 계수가 11 수준 인 플라스틱 (폴리 에스테르)으로 대체되는 구조로 알려져 있습니다. 그러나 플라스틱 벨트의 작동 온도는 0,1 ° C를 초과하지 않습니다.이 온도는 휨이 시작되기 전에 작은 팔의 트렁크의 최대 온도의 절반입니다.
따라서 총 밀도 0,5 g / cc, 인장 강도 69 MPa, 인장 강도 1,5 MPa를 갖는 PM-90 폴리이 미드와 콜로이드 그래파이트의 동량 부피를 함유하는 모든 금속 코어를 갖는 유망한 총알에 대한 포락선으로서 중합체 복합체 (두께 ~ 230 mm)를 사용하는 것이 제안된다 330 MPa 압축, 350 MPa 경도, 400 MPa 접촉 하중, 최대 작동 온도 0,05 ° C 및 XNUMX 강에서의 슬라이딩 마찰 계수.
쉘은 폴리이 미드 올리고머 및 흑연 입자를 혼합하고, 혼합물을 성형 부품을 갖는 주형 - 탄환의 코어 및 혼합물의 온도 중합 -로 압출시킴으로써 형성된다. 쉘과 탄환의 코어의 접착은 압력 및 온도의 작용하에 코어의 다공성 표면으로의 폴리이 미드의 침투에 의해 보장된다.
원근감있는 신축성있는 카트리지
현재 소형 무기 카트리지의 가장 진보적 인 폼 팩터는 압축 된 발사체 충전 안쪽에 탄환을 배치하여 신축성있는 것으로 간주됩니다. 부피 밀도가 낮은 고전적인 세분화 된 충전제 대신 고밀도 체커를 사용하면 1.5 배의 시간으로 카트리지의 길이와 무기 수신기의 관련 봉투를 줄일 수 있습니다.
텔레스코픽 카트리지를 사용하는 소형 암 모델 (G11 및 LSAT)의 리로드 메커니즘 (탈착식 배럴 챔버)의 설계 특징으로 인해 총알이 슬리브 가장자리 아래의 추진력의 추력으로 움푹 들어간다. 2 차 추진제의 먼지와 습기로부터의 열린 부분은 플라스틱 캡을 보호합니다. 플라스틱 캡은 또한 발사시 전면 밀폐 장치의 역할을합니다 (총알이 부러진 후 분리 가능한 챔버와 배럴의 조인트를 막음으로써). DM11 텔레스코픽 카트리지의 부대 사용이 보여지면서 총알이 총구 입구에서 멈추지 않도록하는이 카트리지 구성 방법은 발사시 탄환 왜곡 및 정확도 손실을 초래합니다.
텔레스코픽 카트리지의 특정 작동 순서를 보장하기 위해 추진력은 캡슐과 총알의 바닥 사이에 직접 위치한 상대적으로 낮은 밀도 (높은 연소 속도)와 동심원에 위치한 비교적 높은 밀도 (낮은 연소 속도)의 두 부분으로 나뉘어집니다 총알 주위. 캡슐이 찔린 후, 1 차 충전이 먼저 시작되어 총알을 총구 구멍으로 밀어 넣고 총알을 총구 구멍으로 이동시키는 2 차 충전에 대한 부스트 압력을 생성합니다.
카트리지 내부에 2 차 충전 체커를 유지하기 위해, 라이너의 개방 단부의 에지가 부분적으로 굴러갑니다. 총알은 2 차 충전 체커에 눌러 카트리지에 보관됩니다. 총알을 전체 길이에 따라 슬리브의 치수에 배치하면 카트리지의 길이는 줄어들지 만 동시에 총알의 사발 부분 주위에 슬리브가 채워지지 않아 카트리지의 직경이 증가합니다.
이러한 단점을 제거하기 위해 모든 종류의 재 장전 메커니즘 (수동, 가스 엔진, 이동 통, 세미 프리 볼트 등)과 함께 고전적인 비 착탈식 배럴 챔버가있는 소형 암에 사용하도록 설계된 신축 형 카트리지의 새로운 배치 및 전면 또는 후면 검색).
제안 된 카트리지에는 라이너를 넘어 라이너 부분까지 연장되는 탄환이 장착되어 총알의 총구 입구에 얹혀 있습니다. 플라스틱 캡 대신 추진제의 개방 끝 부분은 발화시 화상을 입히는 습기 방지 바니시로 보호됩니다. 알려진 텔레스코픽 카트리지와 비교하여 제안 된 카트리지 길이의 일부 증가는 라이너 내부의 채워지지 않은 용적을 제거함으로써 직경 감소로 보상됩니다.
일반적으로, 제안 된 텔레스코픽 카트리지는 보병 보병 탄약의 카트리지 수를 1/4로 늘릴 것이며, 또한 재료 소모, 노동력 및 카트리지 생산 비용을 감소시킬 것입니다.
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