En el artículo "Cartucho soviético olvidado 6x49 mm contra cartucho 6, 8 mm NGSW" consideramos una de las posibles formas de responder al programa estadounidense NGSW en caso de su exitosa implementación. Posibles formas de evolución de las armas pequeñas en la Federación de Rusia en caso de una falla obvia del programa NGSW, discutimos anteriormente en el artículo "La evolución de la ametralladora en la URSS y en Rusia en el contexto del programa estadounidense NGSW ".
Una de las tareas prioritarias para las armas pequeñas prometedoras, que se indica como la razón del surgimiento del programa NGSW, es la aparición en las fuerzas armadas de Rusia y China de armaduras personales (NIB) existentes y prometedoras.
A pesar de su aparente simplicidad, las armas pequeñas son increíblemente efectivas para matar soldados enemigos, como lo demuestran las estadísticas médicas de los conflictos militares más grandes del siglo XX, mientras que el costo de reequipar las fuerzas armadas con armas pequeñas, incluso complejas y costosas, es solo un una pequeña fracción del costo de los costos financieros de otros tipos de armas. …
Como comentamos anteriormente, hay dos formas principales de aumentar la penetración del blindaje de una munición: aumentar su energía cinética y optimizar la forma y el material del núcleo de munición / munición (por supuesto, no estamos hablando de munición explosiva, acumulativa o envenenada).). Una bala o un núcleo está hecho de aleaciones cerámicas de alta dureza y densidad lo suficientemente alta (para aumentar la masa), se pueden hacer más duras y fuertes, pero más densas, apenas. Aumentar la masa de una bala aumentando sus dimensiones también es prácticamente imposible en las dimensiones aceptables de las armas pequeñas de mano. Sigue habiendo un aumento en la velocidad de la bala, por ejemplo, a hipersónica, pero incluso en este caso, los desarrolladores se enfrentan a enormes dificultades en forma de falta de propulsores necesarios, desgaste del cañón extremadamente rápido y alto retroceso que actúa sobre el tirador.
Sin embargo, hay varias formas de aumentar la penetración de la armadura de una bala: el uso de balas de subcalibre y cañones cónicos.
Balas de subcalibre
Desde mediados del siglo XX se ha investigado activamente la posibilidad de utilizar balas de subcalibre (balas emplumadas de subcalibre, OPP) en armas pequeñas. Antes de eso, la creación de proyectiles de subcalibre emplumados perforantes (BOPS) se consideraba una dirección más popular y prometedora, que, de hecho, fue confirmada por su creación y operación exitosa hasta el presente.
El trabajo en BOPS en la URSS comenzó en 1946, y desde 1960, NII-61 estudió la posibilidad de usar BOPS en cañones automáticos de fuego rápido bajo el liderazgo de A. G. Shipunov. Paralelamente, en este momento, se estaba trabajando para crear una nueva munición automática de calibre 5, 45 mm, en relación con la cual se propuso a A. G. Shipunov desarrollar un cartucho con un OPP para armas pequeñas.
El borrador del diseño fue desarrollado en el menor tiempo posible por D. I. Shiryaev. Sin embargo, la investigación teórica no ha sido confirmada experimentalmente. El coeficiente balístico real de las balas en forma de flecha resultó ser dos veces peor que el calculado, la paleta prensada se cayó de la bala, la producción de cartuchos con OPP requirió mucho tiempo de torneado, fresado, mecanizado y posterior ensamblaje manual.
En 1962, se llevaron a cabo pruebas para determinar el efecto letal de las balas en forma de flecha, que, como resultó, era inferior no solo a los requisitos de los militares para municiones prometedoras, sino también a los cartuchos estándar existentes.
En 1964, I. P. Kasyanov y V. A. reanudaron el trabajo con balas en forma de flecha. Desde 1965, los jóvenes diseñadores Vladislav Dvoryaninov fueron nombrados ejecutores responsables del prometedor cartucho.
En el proceso de diseño de un nuevo cartucho, se implementaron soluciones que aumentan el efecto destructivo: un plano en el frente del OPP para brindar un momento de vuelco cuando golpea tejidos densos y un surco transversal a lo largo del cual se doblaba el brazo bajo la acción de el momento de vuelco.
La tarea más difícil fue aumentar la precisión del fuego con balas emplumadas de calibre inferior al nivel de precisión de las balas disparadas con cañones estriados. Se requería eliminar la influencia de los sectores de los pallets sobre el OPP en el momento de su separación luego de salir del maletero. En 1981, las pruebas de cartuchos experimentales de 10/4, 5 mm con OPP en el OTK TsNIITOCHMASH mostraron una precisión de 88-89 mm con requisitos de no más de 90 mm.
Se debe enfatizar por separado que la intensidad de trabajo de la fabricación de un cartucho experimental con OPP fue solo 1.8 veces mayor que la intensidad de trabajo de la fabricación de un cartucho de rifle estándar de 7,62 mm, y el recurso de los cañones de ametralladora de paredes lisas al disparar con este cartucho. superó los 32 mil disparos. A modo de comparación: el recurso del cañón del AK-74 calibre 5, 45x39 mm es de 10,000 rondas, la ametralladora PKM de 7, calibre 62x54R 25,000 rondas
Simultáneamente con el desarrollo de la versión principal de 10/4, 5 mm, un cartucho de una sola bala de 10/3, 5 mm con una velocidad inicial de un OPP de 1360 m / sy un cartucho de tres balas de 10/2, Se desarrollaron 5 mm, que podrían usarse como un solo cartucho para un rifle de asalto y una ametralladora ligera.
Se podría usar un cartucho de una sola bala de 10/3 y 5 mm a largos rangos de disparo, mientras que el uso de un cartucho de tres balas proporcionaría un efecto letal y de frenado más alto a distancias cortas. Como decíamos en el artículo “No puedes dejar de matar. ¿Dónde poner una coma?”, Si consideramos el efecto de frenado como la dependencia de la probabilidad de muerte del tiempo desde el momento en que la bala impacta en el objetivo, entonces impactar varias municiones al mismo tiempo con una alta probabilidad proporcionará una mayor probabilidad de destrucción de órganos vitales y, en consecuencia, la tasa de muerte.
Los cartuchos con OPP nunca se aceptaron en servicio. Formalmente, se dio prioridad al cartucho más clásico de 6x49 mm para armas de rifles, del que hablamos en el artículo "Cartucho soviético olvidado de 6x49 mm versus cartucho NGSW de 6, 8 mm". En ese momento, las características del cartucho de 6x49 mm cumplían plenamente con los requisitos de los militares, mientras que su desarrollo en producción sería un orden de magnitud más fácil que los cartuchos con OPP. Además, algunas pruebas indicaron una posible falta de cartuchos con OPP: una extensión demasiado fuerte de paletas, que podría golpear a sus propios soldados ubicados frente al tirador. Por otro lado, se sugirió que estas pruebas se utilizaran como una razón formal para dar prioridad al cartucho de 6x49 mm, ya que las pruebas anteriores no mostraron problemas significativos con la extensión del palet.
Sin embargo, el colapso de la URSS trazó una línea tanto en el tema de los cartuchos con OPP como en el tema del cartucho de 6x49 mm.
Para obtener más detalles sobre la historia de la creación de municiones de subcalibre para armas pequeñas, consulte el artículo "Balas en forma de flecha: ¿un camino de falsas esperanzas o un historial de oportunidades perdidas?" (parte 1 y parte 2).
Barril cónico
En el artículo “Calibre 9 mm y acción de frenado. ¿Por qué se reemplazó 7, 62x25 TT por 9x18 mm PM? " mencionó la "bala de Gerlich" como un ejemplo de cómo crear un cartucho de pequeño calibre con parámetros extremadamente dañinos.
Inicialmente, la idea de usar un cañón cónico perteneció al profesor alemán Karl Puff, quien en 1903-1907 desarrolló un rifle para bala con un cinturón para armas de fuego estriadas, con un pequeño cono del cañón. En las décadas de 1920 y 1930, esta idea fue refinada por el ingeniero alemán Gerlich, quien logró crear un arma con características sobresalientes.
En una de las muestras experimentales del sistema Hermann Gerlich, el diámetro de la bala fue de 6, 35 mm, el peso de la bala fue de 6, 35 g, mientras que la velocidad inicial de la bala alcanzó los 1740-1760 m / s, la energía de la boca fue de 9840 J. A una distancia de 50 m, la bala de Gerlich atravesó una placa de blindaje de acero de 12 mm de espesor, un agujero de 15 mm de diámetro, y en un blindaje más grueso hizo un embudo de 15 mm de profundidad y 25 mm de diámetro. Una bala de rifle Mauser ordinaria de 7,92 mm dejó solo una pequeña depresión de 2-3 mm en dicha armadura.
La precisión del sistema Gerlich también superó significativamente a los rifles del ejército ordinarios: a una distancia de 100 metros, 5 balas que pesaban 6,6 g cabían en un círculo con un diámetro de 1,7 cm, y al disparar a 1000 metros, 5 balas que pesaban 11,7 g cayeron en un círculo con un diámetro de 26,6 g. cm. Debido a la alta velocidad de la bala, prácticamente no se vio afectado por el viento, la humedad, la temperatura del aire. La trayectoria de vuelo plana facilitó la puntería.
El arma del sistema Hermann Gerlich no se generalizó, principalmente debido al bajo recurso del cañón, que asciende a aproximadamente 400-500 rondas. Otra posible razón, muy probablemente, es la complejidad y el alto costo de fabricar tanto las balas como las armas.
Tecnologías de un rifle automático prometedor (rifle de asalto)
¿Por qué necesitamos balas emplumadas de subcalibre y un cañón cónico en unas armas pequeñas prometedoras?
Varios factores determinantes son importantes aquí:
1. Las balas emplumadas de subcalibre se pueden acelerar a velocidades significativamente más altas que las balas estriadas, sin aumentar el desgaste del cañón.
2. El arma del sistema Gerlich puede aumentar significativamente la velocidad de la bala, de hecho, a velocidades hipersónicas, mientras que se puede suponer que la razón principal del desgaste del arma del sistema Gerlich era anteriormente la presencia de estrías en eso.
En base a esto, se puede suponer que una bala emplumada de subcalibre y un cañón cónico se pueden combinar en un arma pequeña prometedora. El papel de los anillos obturadores, programablemente deformables en el proceso de disparo, lo desempeñará el palé de una bala emplumada de subcalibre de una determinada configuración. Al mismo tiempo, se puede obtener la capacidad de supervivencia del cañón, que corresponde o supera los indicadores de las armas pequeñas modernas existentes
Lo más probable es que el formato más óptimo para un cartucho prometedor sea una munición telescópica, en la que el proyectil se ahoga por completo en una carga de pólvora. De hecho, tiene dos cargos. La carga de expulsión se activa primero, empujando la bala / proyectil desde la manga hacia el interior del cañón y llenando el espacio vacío con los productos de la combustión de la carga de expulsión, después de lo cual se enciende la carga principal de alta densidad.
Un cartucho telescópico con una bala completamente empotrada brindará a los desarrolladores un amplio campo para experimentos, brindará oportunidades para crear automatización de armas pequeñas, diferentes de las implementadas para armas con munición clásica.
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Para optimizar la densidad de colocación de las municiones en el cargador de armas, los cartuchos prometedores pueden fabricarse no solo redondos, sino también cuadrados o triangulares en sección transversal.
La carcasa del manguito, muy probablemente, será de polímero, esto reducirá la masa del cartucho, manteniéndolo al nivel de los cartuchos de bajo impulso de 5, 45x39 mm, por lo tanto, evitará una disminución en la carga de munición de los luchadores.
La proliferación y mejora de las computadoras, así como el software especializado, pueden conducir a la aparición de municiones de subcalibre, con un diseño significativamente diferente de las que se desarrollaron durante el período soviético.
Al variar la masa del OPP en el rango de 2, 5-4, 5 gramos y la velocidad del OPP en el rango de 1250-1750 m / s, puede obtener una energía inicial en la región de 3000-7000 J Para los cartuchos de tres balas, la energía inicial será de 1500-2000 J por un elemento de impacto, con la masa de un elemento de 1,5 gramos. Según la tabla anterior, en comparación con la energía y la fuerza de retroceso de varias municiones, se puede esperar un retroceso en el rango del cartucho 7, 62x39 mm al cartucho 7, 62x54R. Al mismo tiempo, se puede producir una línea de municiones con varios tipos de equipos diseñados para el combate en diversas situaciones tácticas.
Por ejemplo, si la batalla se libra en un área abierta, con la derrota predominante de objetivos a larga distancia, entonces se utilizan cartuchos de una sola bala con una energía de aproximadamente 6000-7000 J, que son más efectivos cuando se dispara un solo disparo. Si hay una batalla en áreas urbanas, donde se requiere atravesar una gran cantidad de obstáculos (duval, paredes de edificios relativamente delgadas, matorrales de vegetación), se usan cartuchos de bala única con una energía de 3000-4500 J, que son más efectivos al disparar en ráfagas. Si no se requiere la penetración de obstáculos, pero es necesario garantizar la máxima densidad de fuego a corta distancia, se utilizan municiones de tres balas.
Esto le permitirá obtener una ventaja sobre las armas desarrolladas bajo el programa NGSW en toda la gama de rangos de uso de armas, en diversas situaciones tácticas.
Las velocidades de RPM de hasta 1360 m / s se obtuvieron en la etapa de desarrollo de este tema por Vladislav Dvoryaninov, durante la era soviética. Esto significa que la combinación de nuevos propulsores y un cañón cónico puede permitir alcanzar velocidades OOP del orden de 2000 m / s. Con tal velocidad inicial del OPP, entre disparos y golpear el objetivo a una distancia de 500 metros, pasarán aproximadamente 0.3 segundos, lo que simplificará significativamente el disparo y reducirá el impacto de factores externos en el OPP
La fabricación del núcleo del OPP a partir de una aleación basada en carburo de tungsteno en combinación con la alta velocidad y el pequeño diámetro del OPP garantizará la penetración de todos los NIB existentes y futuros.
Para reducir la fricción y reducir el desgaste del cañón, la bandeja OPP puede fabricarse con materiales poliméricos modernos, por ejemplo, los utilizados para la fabricación de la correa principal en los nuevos proyectiles rusos para cañones automáticos de 30 mm.
A pesar de la ausencia de ranuras y el uso de paletas OPP fabricadas con materiales poliméricos, la alta velocidad de la bala y la presión en el cañón, en combinación con el ahusamiento del cañón, pueden requerir la implementación de medidas para aumentar la resistencia de la bala. cañón de un prometedor rifle automático. Y aquí un barril liso es una ventaja significativa que simplifica las operaciones tecnológicas para su fabricación. Por ejemplo, se puede implementar una combinación de un cilindro de acero o incluso de titanio (en lo sucesivo, aleaciones de titanio) con un inserto de aleación de carburo de tungsteno.
La pieza en bruto del barril se puede preformar mediante impresión 3D, seguida de mecanizado en máquinas de alta precisión.
Científicos de la Universidad Técnica de Renania-Westfalia de Aquisgrán y del Instituto Fraunhofer de Tecnologías Láser (Alemania) han comenzado una investigación sobre la impresión 3D de polvo láser con aleaciones duras de carburo de tungsteno y carburo de cobalto. Para ello, se utiliza una versión modernizada de una impresora láser 3D, complementada con emisores en el espectro del infrarrojo cercano con una potencia de hasta 12 kW, instalados sobre el área de trabajo y calentando las capas sinterizadas. Los emisores elevan la temperatura de la capa superior del consumible por encima de los 800 ° C, tras lo cual entran en juego los láseres de sinterización.
Uno de los casos de uso previstos para dicho equipo es la integración de canales de enfriamiento directamente en las herramientas y piezas fabricadas. La producción de tales estructuras mediante sinterización convencional es muy cara o incluso técnicamente imposible. La producción de estos productos utilizando tecnología de impresión 3D mediante sinterización selectiva por láser permite que estén equipados con cavidades internas de formas complejas.
El uso de impresión 3D con carburo de tungsteno y acero / titanio permitirá la formación de cavidades internas a lo largo de toda la longitud del cañón, lo que a su vez proporcionará su enfriamiento efectivo, por ejemplo, soplando aire a lo largo de toda la longitud, o incluso un análogo de los tubos de calor utilizados en la electrónica moderna.
La impresión 3D también se puede utilizar para fabricar las partes principales de las armas, tanto de plástico como de metal. Se pueden fabricar elementos receptores con cavidades ocultas para enfriar el arma y reducir su peso. Los elementos poliméricos se pueden fabricar en forma de estructura de panal, nuevamente para reducir el peso del arma y / o para amortiguar aún más el impulso de retroceso.
Un aumento en el momento de retroceso en comparación con las armas pequeñas que utilizan cartuchos de bajo impulso de calibre 5, 45x39 mm o 5, 56x45 mm requerirá una implementación integral de sistemas de compensación de retroceso a un nivel aceptable.
En primer lugar, puede ser un silenciador: un compensador de freno de boca (DTC) de tipo cerrado, similar a los que se supone que se usan en armas desarrolladas bajo el programa NGSW.
Los esquemas de automatización también se pueden implementar con la acumulación (desplazamiento) del impulso de retroceso, proporcionando un disparo preciso en ráfagas cortas a alta velocidad, u otros sistemas avanzados de amortiguación / absorción de retroceso.
Es interesante considerar el esquema propuesto por Alexei Tarasenko con absorción vibratoria del retroceso.
Un problema no menos difícil que el desarrollo del arma en sí y el cartucho para ella es la organización de la producción a gran escala de municiones prometedoras. La producción de cartuchos prometedores puede basarse tanto en las clásicas líneas avanzadas de rotores automáticos como en las nuevas soluciones tecnológicas, utilizando impresoras 3D capaces de imprimir con metal y polímeros, robots delta de alta velocidad, escaneo óptico de alta precisión. sistemas que permiten analizar "sobre la marcha" las municiones recibidas y clasificarlas por clase de precisión.
Se puede suponer que la producción a gran escala de prometedores cartuchos telescópicos no es una tarea insoluble, al menos debido al hecho de que Rusia ha depurado durante mucho tiempo la producción de BOPS de 30 mm para armas automáticas, que también están lejos de producirse en un solo copias. Al mismo tiempo, el consorcio franco-británico CTA International ya está produciendo en serie munición telescópica para el cañón automático de 40 mm 40 CTAS, incluso en la versión con BOPS, y en los Estados Unidos, Textron se prepara para producir cartuchos telescópicos para pequeños brazos bajo el programa NGSW.
Además, no se preocupe por la escasez de tungsteno para estos fines: sus reservas son bastante grandes en Rusia y más que grandes en la vecina China, con la que todavía tenemos relaciones de socios bastante uniformes.
En cuanto al alto costo de las armas y municiones prometedoras, esto es bastante normal para las nuevas tecnologías. En última instancia, todo se basa en el criterio de rentabilidad, que muestra cuán prometedor es el complejo arma-cartucho superior a los modelos existentes. En la etapa inicial, las unidades especiales están equipadas con armas prometedoras, luego las unidades más beligerantes, en paralelo, se están elaborando el diseño y los procesos tecnológicos de fabricación de armas y cartuchos para reducir su costo.
Sin esto, es casi imposible crear un innovador complejo de cartuchos de armas. Recordemos cómo reaccionaron ante la creación de las primeras ametralladoras: dicen, es imposible soltar tantos cartuchos para dotarles de un ejército armado con ametralladoras, y a qué les llevó en el futuro.
La historia sigue una espiral. Muchos diseños y tecnologías que antes se descartaban como irrealizables pueden volver a examinarse, teniendo en cuenta la aparición de nuevos materiales y procesos tecnológicos. Es posible que repensar la posibilidad de utilizar balas emplumadas de subcalibre en armas pequeñas prometedoras en combinación con el cañón cónico del sistema Gerlich a un nuevo nivel tecnológico permita crear armas pequeñas significativamente superiores a las muestras existentes fabricadas de acuerdo con el esquemas tradicionales y procesos tecnológicos.
