하위 구경 총알과 텅스텐 카바이드 원추형 배럴 : 작은 무기의 미래?
텔레스코픽 카트리지 (중앙)-40mm 자동 대포 40 CTAS (Cased Telescoped Armament System) 용 발사체
기사 "카트리지 6 mm NGSW에 대해 잊어 버린 소비에트 카트리지 49x6,8 mm" 우리는 성공적으로 구현 된 경우 미국 NGSW 프로그램에 응답하는 가능한 방법 중 하나를 조사했습니다. 작은 무기의 가능한 진화 경로 оружия NGSW 프로그램이 명백히 실패한 경우 러시아 에서이 기사의 앞부분에서 고려했습니다. "미국 NGSW 프로그램의 맥락에서 소련과 러시아에서 오토 마톤의 진화".
NGSW 프로그램의 출현 이유로 표시되는 유망한 소형 무기의 우선 과제 중 하나는 러시아와 중국의 군대에 등장하는 것입니다. 기존 및 미래의 개별 방호 수단 (NIB).
명백한 단순성에도 불구하고 작은 무기는 적군의 파괴에 매우 효과적입니다. XX 세기의 가장 큰 군사 갈등의 의료 통계동시에 복잡하고 값 비싼 소형 무기로 군대를 재 장비하는 비용은 다른 유형의 무기에 대한 재정 비용의 일부에 불과합니다..
우리가 이미 고려했듯이 이전탄약의 장갑 관통력을 높이는 두 가지 주요 방법이 있습니다 : 운동 에너지를 높이고 탄약 / 탄약 코어의 모양과 재료를 최적화합니다 (물론 폭발성, 누적 성 또는 독약에 대해서는 이야기하지 않습니다). 총알 또는 코어는 경도가 높고 밀도가 충분하여 (질량을 증가시키기 위해) 밀도가 높은 세라믹 합금으로 만들어져 더 단단하고 단단하며 밀도가 낮습니다. 총알의 크기를 늘려 총알의 질량을 늘리는 것은 권총의 허용 가능한 크기에서 거의 불가능합니다. 예를 들어, 초음속에 대한 총알 속도의 증가가 남아 있지만,이 경우에도 개발자는 필요한 화약 부족, 매우 빠른 배럴 마모 및 슈터에 대한 높은 반동의 형태로 엄청난 어려움에 직면 해 있습니다.
그럼에도 불구하고 총알의 장갑 관통력을 높이는 몇 가지 방법이 있습니다 : 하위 구경 총알과 원뿔형 트렁크 사용.
구경 총알
XNUMX 세기 중반부터 소형 무기에 하위 구경 총알 (깃털 하위 구경 총알, OPP)을 사용할 수 있는지에 대한 적극적인 연구가 진행되었습니다. 그 전에, 장갑 피어싱 깃털 하위 구경 포탄 (BOPS)의 제작은보다 인기 있고 유망한 방향으로 여겨졌으며, 실제로 제작 및 성공적인 운영으로 확인되었습니다.
소련의 BFPS에 대한 작업은 1946 년에 시작되었고 1960 년 이후 NII-61에서 A.G. Shipunov의지도하에 고속 발사 자동 총에 BFB를 사용할 가능성이 연구되었습니다. 동시에, A.G. Shipunov는 소형 무기 용 화기 카트리지를 개발하도록 요청받은 것과 같이 5,45mm 구경의 새로운 자동 무기를 개발하는 작업을 진행하고있었습니다.
예비 설계는 D.I. Shiryaev가 최대한 빨리 개발했습니다. 그러나 이론적 연구는 실험적으로 확인되지 않았습니다. 스윕 된 탄환의 실제 탄도 계수는 계산 된 탄도보다 XNUMX 배 더 나쁜 것으로 나타 났으며, 프레스 된 팔레트는 총알에서 찢어졌으며, OPP가있는 카트리지의 생산에는 힘든 터닝, 밀링, 자물쇠 제조 및 후속 수동 조립이 필요했습니다.
1962 년에 화살 모양의 총알의 치명적인 행동에 대한 테스트가 수행되었지만, 유망한 탄약에 대한 군대의 요구 사항뿐만 아니라 기존의 일반 카트리지보다 열등했습니다.
D.I. Shiryaev가 개발 한 깃털이 달린 하위 구경 총알이있는 카트리지 스케치. 스윕 된 총알의 첫 번째 버전의 사진 및 7,62–3의 처리 된 프로토 타입 1963 / 64mm 카트리지 모형
1964 년에 I.P. Kasyanov와 V.A. Petrov가 공중 탄환 작업을 재개했습니다. 10 년 이래로 젊은 디자이너 Vladislav Dvoryaninov는 유망한 카트리지의 임원으로 임명되었습니다.
새 카트리지를 설계하는 과정에서 치명적인 효과를 증가시키는 솔루션이 구현되었습니다. OPP 앞면의 평평한면은 밀집된 직물에 들어갈 때 팁을주는 순간을 제공하고, 발생하는 팁 순간의 영향으로 화살표가 구부러진 가로 홈을 제공합니다.
카트리지 및 페더 하위 구경 총알 V.N.Dvoryaninova 구경 10 / 4,5 mm
가장 어려운 작업은 하위 구경 깃털 총알로 발사의 정확도를 소총 배럴에서 발사되는 총알의 정확도 수준으로 높이는 것이 었습니다. 트렁크에서 출발 한 후 분리시 활주로에 대한 팔레트 섹터의 영향을 제거해야했습니다. 1981 년, OTK TSNIITOCHMASH에서 OPP를 사용한 실험용 10 / 4,5mm 카트리지의 테스트는 88mm를 초과하지 않는 요구 사항에서 89-90mm의 정확도를 보여주었습니다.
OPP로 실험용 카트리지를 제조하는 데 드는 노력은 표준 1,8mm 라이플 카트리지를 제조하는 데 드는 노력보다 7,62 배 높았으며이 카트리지를 발사 할 때 매끄러운 벽 기관총 배럴의 자원은 32 발을 초과했습니다. 비교를 위해 : 74x5,45 mm 구경의 AK-39 돌격 소총의 자원은 10000 발, PKM 기관총은 7,62x54R 구경 25000 발입니다.
주요 10 / 4,5mm 변형의 개발과 동시에 초기 OPP 속도가 10m / s 인 단일 불릿 3,5 / 1360mm 카트리지와 기관총 용 단일 카트리지로 사용할 수있는 10 불릿 카트리지 2,5 / XNUMXmm가 개발되었습니다. 그리고 가벼운 기관총.
OPP가 포함 된 실험 카트리지와 소총 트렁크 용 직렬 및 실험 카트리지의 비교 특성
단일 불렛 10 / 3,5mm 카트리지는 장거리에서 사용될 수 있지만, XNUMX 불릿 카트리지를 사용하면 가까운 거리에서 더 높은 파괴 및 정지 효과를 얻을 수 있습니다. 우리가 기사에서 말했듯이 “중지 할 수 없습니다. 쉼표를 어디에 두어야합니까? "탄환이 적시에 사망 확률의 의존성으로 간주되면, 총알이 목표물에 부딪히는 순간부터 동시에 여러 확률로 높은 확률로 탄약이 치명적인 장기에 손상을 입힐 확률이 높아져 사망 속도가 빨라집니다.
OPP와의 탄약은 결코 사용되지 않았다. 공식적으로, 우리는 기사에서 이야기 한 소총에 대한보다 고전적인 6x49 mm 카트리지에 우선 순위를 부여했습니다. "카트리지 6 mm NGSW에 대해 잊어 버린 소비에트 카트리지 49x6,8 mm". 그 당시 6x49mm 카트리지의 특성은 군대의 요구 사항을 완전히 충족시키는 반면 생산 개발은 AKI를 사용하는 카트리지보다 훨씬 간단합니다. 또한 일부 시험에서 AKP로 탄약이 부족한 것으로 나타났습니다. 팔레트가 너무 넓어 포수 앞에있는 자신의 병사를 때릴 수있었습니다. 반면에,이 테스트는 6x49mm 카트리지에 우선 순위를 부여하는 공식적인 이유로 사용되었다고 제안되었는데, 이전 테스트에서는 팔레트 확장에 큰 문제가 없었기 때문입니다.
1973 년과 1981 년에 실시 된 테스트에서 OPP가있는 카트리지 팔레트의 영역 확장 영역
그러나 소련의 붕괴는 AKP 카트리지의 주제와 6x49mm 카트리지의 주제에 대해 선을 그렸습니다.
세부 정보 역사 소형 무기에 대한 구경이 적은 탄약의 생성은“스윕 총알 : 잘못된 희망의 경로 또는 놓친 기회의 역사”기사에 설명되어 있습니다.일부 1 и 일부 2).
원추형 트렁크
기사 “9mm 구경 및 정지 동작. 7,62x25 TT가 9x18mm PM으로 대체 된 이유는 무엇입니까?” "Gerlich bullet"은 극도로 손상되는 매개 변수를 가진 작은 구경 카트리지를 만드는 예로 언급되었습니다.
초기 원뿔형 배럴을 사용한다는 아이디어는 1903 년에서 1907 년에 총기 소총을 소총으로 개발 한 독일 교수 칼 퍼프 (Karl Puff)의 아이디어였습니다. 1920 년대와 1930 년대에이 아이디어는 뛰어난 특성을 가진 무기를 개발 한 독일 엔지니어 Gerlich에 의해 완성되었습니다.
독일 Gerlich 시스템의 실험 샘플 중 하나에서 총알의 직경은 6,35 mm 였고 총알의 질량은 6,35 g 였고 총알의 초기 속도는 1740-1760 m / s, 총구 에너지-9840 J에 도달했습니다. 50m 거리에서 Gerlich 총알이 끊어졌습니다. 직경 12mm의 두께 15mm 구멍이있는 강철 갑옷 판, 두꺼운 갑옷에서는 깊이 15mm, 직경 25mm의 깔때기를 만들었습니다. 일반적인 7,92mm Mauser 소총 총알은 그러한 갑옷에 2-3mm의 작은 함몰 부 만 남았습니다.
Gerlich 시스템의 정확도는 기존의 육군 소총보다 훨씬 우수했습니다. 거리가 100 미터, 무게가 5g 인 총알이 6,6cm 인 원에 맞고, 1,7 미터를 촬영할 때 직경이 1000g 인 총알이 직경이 5 인 원에 놓인 경우 총알의 고속으로 인해 바람, 습도, 공기 온도의 영향을 거의받지 않았습니다. 평평한 비행 경로는 조준을 단순화했습니다.
독일 대전차 소총 sPzB 28의 Gerlich 총알 (껍질)이있는 탄약 20 / 188x41 mm의 이미지와 사진은 아래 Gerlich 총알의 일반적인 작업 다이어그램입니다.
독일 Gerlich 시스템의 무기는 약 400-500 라운드의 배럴 자원이 적기 때문에 주로 분배를 얻지 못했습니다. 또 다른 가능한 이유는 총알 자체와 무기 모두를 제조하는 복잡성과 높은 비용 때문입니다.
유망한 자동 소총 기술 (기관총)
유망한 소형 무기에 깃털 달린 하위 구경 총알과 원뿔형 배럴이 필요한 이유는 무엇입니까?
여기서 몇 가지 중요한 요소가 중요합니다.
1. 깃털이 달린 하위 구경 총알은 총신 마모를 증가시키지 않으면 서, 총알 탄환보다 실질적으로 더 높은 속도로 분산 될 수 있습니다.
2. Gerlich 시스템의 무기는 실제로 초음속으로 총알의 속도를 크게 증가시킬 수 있으며, Gerlich 시스템의 무기를 착용 한 주된 이유는 이전에 소총이 존재 한 것으로 가정 할 수 있습니다.
이를 바탕으로 유망한 소형 무기에는 깃털이 달린 하위 구경 총알과 원뿔형 배럴이 결합 될 수 있다고 가정 할 수 있습니다. 샷 중에 프로그램 가능하게 변형 된 폐색 링의 역할은 특정 구성의 페더 하위 구경 총알 팔레트에 의해 재생됩니다. 이 경우, 기존의 현대 소형 무기에 상응하거나 그보다 우수한 배럴 생존 성을 얻을 수있다.
가장 유망한 카트리지에 가장 적합한 형식은 텔레스코픽 탄약 일 것입니다. 발사체는 분말 충전물로 완전히 침몰됩니다. 실제로 두 가지 요금이 있습니다. 녹아웃 차지는 가장 먼저 발사되어 총알 / 발사체를 슬리브에서 배럴로 밀어 내고 녹아웃 차지의 연소 생성물로 빈 공간을 채운 후 고밀도의 주 충전이 점화됩니다.
깃털이 달린 하위 구경 총알을 가진 망원경 탄약
총알이 완전히 뚫린 텔레스코픽 카트리지는 개발자에게 실험을위한 넓은 범위를 제공하고, 고전 탄약을 사용하는 무기와는 다른 소형 무기의 자동화를 생성 할 수있는 기회를 제공합니다.
텔레스코픽 카트리지 하에서 NGSW 프로그램의 일부로 Textron에 의해 생성 된 수직 이동 챔버를 갖춘 프로토 타입 라이플 자동화
40mm 자동 대포 40 CTAS에 텔레스코픽 탄약을 공급하기위한 계획
]무기 저장소에서 탄약 밀도를 최적화하기 위해 고급 카트리지를 원형뿐만 아니라 단면이 사각형 또는 삼각형으로 만들 수도 있습니다.
Heckler & Koch의 독일 실험용 소총 G-11 용 케이스리스 텔레스코픽 탄약
회전식 피드 패턴을 가진 미국 디자이너 David Dardic를위한 삼각 탄약
쉘 케이스는 폴리머로 만들어 질 가능성이 있으며, 이는 카트리지의 질량을 감소시켜 카트리지를 5,45x39mm의 저 펄스 카트리지 레벨로 유지하여 전투기의 탄약이 감소되는 것을 방지합니다.
특수 소프트웨어뿐만 아니라 컴퓨터의 보급과 개선으로 인해 소련 시대에 개발 된 것과는 상당히 다른 배치의 하위 구경 탄약이 생길 수 있습니다.
총알 개념을 관리합니다. 아마도 유망한 관리되지 않는 OPP를 만드는 기초로 간주 될 수 있습니다
Alexander Vasiliev가 제안한 원뿔형 타격 요소가있는 텔레스코픽 카트리지 SPEAR의 개념
2,5-4,5 그램 범위의 OPP 질량과 1250-1750 m / s 범위의 OPP 속도를 변경하면 3000-7000 J 범위의 초기 에너지를 얻을 수 있습니다. 1500 탄 카트리지의 경우 초기 에너지는 각각 타격 당 2000-1,5 J입니다. 한 원소의 질량이 7,62 그램 인 원소. 다양한 탄약의 에너지와 반발력을 비교 한 위의 표를 기반으로 카트리지 39x7,62mm에서 카트리지 54xXNUMXR까지의 범위에서 리턴을 기대할 수 있습니다. 동시에, 다양한 전술 상황에서 전투를 위해 설계된 다양한 유형의 장비를 갖춘 탄약 라인이 출시 될 수 있습니다.
예를 들어, 장거리에서 대상을 일차적으로 격파 한 개방 된 지역에서 전투를 수행하는 경우 약 6000-7000 J의 에너지를 가진 단일 총알 카트리지가 사용되며, 이는 단일 화재로 촬영할 때 더 효과적입니다. 많은 장애물 (듀발, 상대적으로 얇은 건물 벽, 식물의 덤불)이 침투 해야하는 도시 건물에서 전투가 발생하면 3000-4500 J의 에너지를 가진 단일 총알 카트리지가 사용되어 버스트에서 발사 할 때 더 효과적입니다. 장애물의 침투가 필요하지 않지만 근거리에서 최대 화재 밀도를 보장 해야하는 경우 XNUMX 탄환 탄약이 사용됩니다.
이것은 다양한 전술적 상황에서 NGSW 프로그램하에 개발 된 무기보다 모든 범위의 무기에서 이점을 제공 할 것입니다.
소비에트 시대의 Vladislav Dvoryaninov는이 주제를 개발하는 단계에서 최대 1360m / s의 OPP 속도를 얻었습니다. 이것은 새로운 화약과 원뿔 모양의 배럴의 조합이 2000m / s 정도의 OOP 속도에 도달 할 수 있음을 의미합니다. AKP의 초기 속도를 사용하면 약 500 초가 샷과 0,3 미터 거리에서 목표물을 때리며 촬영을 크게 단순화하고 외부 요인이 AKP에 미치는 영향을 줄입니다.
텅스텐 카바이드를 기반으로 한 합금에서 OPP의 코어를 고속 및 작은 직경의 OPP와 함께 제조하면 모든 사람의 침투를 보장합니다. 기존의 유망한 NIB.
마찰을 줄이고 배럴 마모를 줄이기 위해 OPP 팔레트는 현대식 폴리머 재료로 만들어 질 수 있습니다. 예를 들어 30mm 자동 총을위한 새로운 러시아 포탄의 주요 벨트를 만드는 데 사용됩니다.
최고의 폴리머 소재 벨트를 갖춘 러시아 30mm 쉘
소총의 부족과 폴리머 재료로 만들어진 OPP 팔레트의 사용에도 불구하고 배럴의 테이퍼와 결합 된 총알의 고속 및 배럴 내 압력은 유망한 자동 소총의 배럴 강도를 높이기위한 조치가 필요할 수 있습니다. 그리고 여기서 부드러운 배럴은 제조에 대한 기술 작업을 단순화하는 중요한 이점입니다. 예를 들어, 텅스텐 카바이드에 기초한 합금으로 만들어진 인서트와 스틸 또는 티타늄 (이하 티타늄 합금으로 지칭 됨) 배럴의 조합이 실현 될 수있다.
사전 빌렛 준비는 3D 프린팅에 의해 형성 될 수 있으며, 그 후에 고정밀 기계에서 기계 가공이 가능합니다.
Rhenish-Westphalian Technical University of Aachen과 Fraunhofer Institute of Laser Technology for Germany (독일)의 과학자들은 텅스텐 카바이드와 코발트 카바이드를 이용한 레이저 파우더 3D 프린팅에 대한 연구를 시작했습니다. 이를 위해 업그레이드 된 3D 레이저 프린터 버전이 사용되며, 작업 영역 위에 설치되고 소결 층을 가열하는 최대 12 kW의 전력으로 근적외선 스펙트럼의 이미 터가 보완됩니다. 이미 터는 소모품의 상층 온도를 800 ° C 이상으로 올린 후 소결 레이저가 작동합니다.
이러한 장비의 사용을 위해 제안 된 시나리오 중 하나는 냉각 채널을 제조 된 도구 및 부품에 직접 통합하는 것입니다. 종래의 소결에 의한 이러한 구조의 제조는 매우 비싸거나 기술적으로 불가능하다. 선택적 레이저 소결에 의한 3D 프린팅 기술을 사용하여 이러한 제품을 제조하면 복잡한 모양의 내부 공동을 장비 할 수 있습니다.
복잡한 내부 구조를 가진 제품을 제조하는 데 3D 인쇄를 사용할 수 있습니다.
텅스텐 카바이드 및 스틸 / 티타늄과 함께 3D 프린팅을 사용하면 배럴의 전체 길이를 따라 내부 공동을 형성 할 수있어 전체 길이를 따라 공기를 불어 넣거나 현대 전자 제품에 사용되는 열 파이프와 같은 효과적인 냉각을 보장합니다.
히트 파이프는 내부에 끓는 액체가 적은 열전 도성 금속 (예 : 구리)으로 만들어진 매끄러운 벽 또는 다공성 폐쇄 형 파이프입니다 (초저온 용 액체 헬륨에서 고온 적용을위한 수은 또는 인듐, 대부분의 경우 암모니아, 물, 메탄올 및 에탄올이 사용됨). 열 전달은 액체가 튜브의 뜨거운 끝에서 증발하여 기화 열을 흡수하고 차가운 곳에서 다시 뜨거운 끝으로 이동하는 곳에서 응축되기 때문에 발생합니다. 액체가 모세관 힘의 작용하에 필러 기공을 따라 증발 영역으로 복귀하기 때문에 필러 (심지, 세라믹)가있는 히트 파이프는 모든 위치에서 작동 할 수 있습니다
3D 프린팅은 플라스틱과 금속의 주요 무기 제조에도 사용할 수 있습니다. 리시버의 요소는 숨겨진 공동으로 만들어 무기를 식히고 무게를 줄일 수 있습니다. 중합체 요소는 무기의 무게를 감소시키기 위해 및 / 또는 반동 운동량을 추가로 흡수하기 위해 벌집 구조의 형태로 제조 될 수있다.
5,45x39mm 또는 5,56x45mm 구경의 저 펄스 카트리지를 사용하는 소형 암에 비해 반동 운동량의 증가는 반동 보상 시스템을 수용 가능한 수준으로 포괄적으로 구현해야합니다.
우선, 소음기-NGSW 프로그램에서 개발 된 무기에 사용되는 것과 유사한 폐쇄 형의 총구 브레이크 보상기 (DTC)가 될 수 있습니다.
티타늄 합금 또는 Insonel 합금의 3D 프린팅으로 제조 된 XNUMXD Delta P 디자인 소음기
자동화 회로는 또한 고속의 짧은 버스트 또는 다른 고급 반동 감쇠 / 흡수 시스템에서 정확한 발사를 제공하는 반동 운동량의 누적 (오프셋)으로 구현 될 수 있습니다.
편향 반동 운동량을 가진 무기 : 자동 기계 AN-94, 자동 기계 TKB-0146, 소총 G11
알렉세이 타라 센코 (Alexei Tarasenko)가 고려해야 할 사항은 반동 진동 흡수 회로.
진동 흡수 흡수 시스템을 갖춘 타라 센코 오토 마톤의 개념
무기 자체와 카트리지의 개발보다 덜 어려운 문제는 유망한 탄약의 대규모 생산 조직입니다. 고급 카트리지의 생산은 고전적인 개선된 자동 회전 라인과 금속 및 폴리머, 고속 델타 인쇄가 가능한 3D 프린터를 사용하는 새로운 기술 솔루션을 기반으로 할 수 있습니다.로봇, 수신된 탄약을 실시간으로 분석하고 정확도 등급별로 분류하는 고정밀 광학 스캐닝 시스템.
깃털이 달린 하위 구경 총알 제조를위한 생산 라인 그리기
3D 프린터에서 플라스틱 총알 생산
유망한 텔레스코픽 카트리지의 대규모 생산은 적어도 개별 사본으로 판매되지 않는 자동 총을위한 30mm 구경 BOP의 생산이 오랫동안 디버깅되어 왔기 때문에 해결할 수없는 과제가 아니라고 가정 할 수 있습니다. 동시에 프랑스-영국 컨소시엄 CTA International은 이미 BPS 변형을 포함하여 40mm 40 CTAS 자동 대포를위한 망원경 탄약을 대량 생산하고 있으며, 미국에서는 Textron이 NGSW 프로그램에 따라 소형 무기 용 텔레스코픽 카트리지를 생산할 준비를하고 있습니다.
또한 이러한 목적으로 텅스텐이 부족한 것에 대해 걱정하지 마십시오. 러시아의 매장량은 상당히 크며 이웃 중국의 매장량은 훨씬 크며 여전히 파트너쉽이 원활합니다.
러시아 및 전세계 다른 국가에 매장량 및 텅스텐 생산량 분포
유망한 무기와 탄약의 높은 비용에 관해서는, 이것은 새로운 장비에있어 매우 정상입니다. 결국 모든 것이 비용 효율성 기준에 달려 있으며, 이는 무기 카트리지 단지가 기존 모델을 능가하는 방법을 보여줍니다. 초기 단계에서 특수 부대에는 유망한 무기가 장착되어 있으며 가장 많은 전투 부대가 병행되어 있으며 동시에 병기 및 탄약 제조를위한 디자인 및 기술 프로세스가 개선되어 비용이 절감됩니다.
이것이 없으면 획기적인 무기 카트리지 단지를 만드는 것이 거의 불가능합니다. 그들이 첫 소총의 생성에 대해 어떻게 반응했는지를 회상하십시오. 그들은 소총으로 무장 한 군대를 제공하기 위해 너무 많은 카트리지를 생산하는 것이 불가능하며, 이것이 미래에 무엇을 이끌 었는가를 말합니다.
역사는 나선형으로 만들어집니다. 이전에는 실현 불가능한 것으로 폐기 된 많은 디자인과 기술을 새로운 재료와 기술 프로세스의 출현을 고려하여 재검토 할 수 있습니다. 새로운 기술 수준에서 Gerlich 시스템의 원추형 배럴과 결합하여 유망한 소형 무기에 깃털이 달린 하위 구경 총알을 사용하는 가능성을 다시 생각하면 기존의 체계와 기술 프로세스에 따라 기존 모델보다 훨씬 우수한 소형 무기를 만들 수 있습니다.
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