Ensimmäisen maailmansodan aikana taistelijat alkoivat käyttää jalkaväen henkilökohtaisia panssarisuojia teräskypärien ja -kiirreiden muodossa, joita pienen nopeuden pienaseiden luodit eivät voineet tunkeutua tietyllä etäisyydellä. Tällä hetkellä SIBZ, jossa on boorikarbidilevyjä, joiden paksuus on 9 mm, ei voi tunkeutua panssaroivilla luoteilla, joiden teräsydin on kalibroitu 5, 45x39 mm, 5, 56x45 mm, 7, 62x39 mm, 7, 62x51 mm ja 7, 62x54 mm alle 100 metrin etäisyydellä …
Tämän esteen voittamiseksi käsiaseiden lävistävät luodit käyttävät yhä enemmän ydintä, joka on valmistettu volframikarbidin ja VK8-koboltin komposiittiseoksesta, jonka raekoko on alle 1 μm, ja jonka lopullinen lujuus taivutuksessa on 2 GPa, puristettuna 4 GPa kovuudella HRA 85 yksikköä. Vielä lupaavampi on volframityypin VNZh97 metalliseos analogisesti panssaria lävistävien tykinkuorien ytimien kanssa. SIBZ -levyillä on kuitenkin myös varaa lisätä vastustuskykyä sekä lisäämällä boorikarbidin osuutta komposiitissa että levyjen paksuutta (ottaen huomioon taipumus siirtyä passiivisten eksoskeletonien käyttöön osana jalkaväen varusteita).
Lisäksi klassinen ogival-kuoriluoti on erittäin tehoton panssaria lävistävän ytimen kantaja, koska se vaatii lyijytakin käyttämistä tynnyrin kiväärin läpäisemiseksi tuhoamatta niitä joutuessaan kosketuksiin ytimen kovan seoksen kanssa. Tämän seurauksena itse ytimen massa pienenee minimiin. Esimerkiksi luodin patruuna 7N24M, kaliiperi 5, 45x39 mm, jossa on bimetallivaippa, lyijytakki ja VK8-seoksesta valmistettu haarniska lävistävä ydin, painaa 4,1 grammaa, josta ytimen paino on vain 1,8 grammaa. Lisäksi törmäyksessä SIBZ-levyn kanssa osa luodin kineettisestä energiasta käytetään bimetallikuoren murskaamiseen, lävistämiseen panssarilävistävällä ytimellä ja repäisyyn lyijytakista.
Tehokkaampi tapa lisätä käsiaseiden luodien panssarin tunkeutumista on lisätä niiden alkunopeutta ja pienentää poikkileikkausaluetta. Ensimmäinen toimenpide lisää luodin kineettistä energiaa, toinen lisää luodin kosketuspinnan kuormitusta esteen kanssa. Luodin nopeutta rajoittaa jauhekaasujen maksimipaine tynnyrissä, joka saavuttaa tällä hetkellä 4500 ilmakehää ja määräytyy tynnyriteräksen lujuuden mukaan. Tämä rajoitus poistetaan vähentämällä luodin massaa ja halkaisijaa samalla säilyttäen sama reikähalkaisija - ts. siirtymällä alakaliiperiluoteihin. Alikaliiperin luodin ohjaamiseen reikään käytetään kehitettyjä johtavia hihnoja ytimen pinnalla tai polymeerilavaa, jonka materiaalin tiheys on 9-11 kertaa pienempi kuin messingin tai lyijyn tiheys.
Ensimmäinen rakentava ratkaisu tällä alalla on saksalaisen Harold Gerlichin luoti, joka on kehitetty 1900 -luvun ensimmäisellä kolmanneksella ja varustettu kahdella johtavalla kartiomaisella vyöllä. Luoti lennossa vakautui pyörimällä, kiväärin tynnyrin halkaisija oli vaihteleva ja kapenee loppua kohti, mikä mahdollisti jauhekaasujen energian käytön entistä suuremman tehokkuuden. Tämän seurauksena 6,5 gramman painoinen luoti kiihtyi nopeuteen 1600 m / s ja lävisti 12 mm paksun teräslevyn 60 mm: n etäisyydeltä. Kuitenkin vaihtelevan halkaisijan kivääritynnyri oli liian kallis valmistaa, ja tarkkuus ampumalla luoteilla johtavilla vyöillä, rypistyneinä ammuttaessa, jätti paljon toivomisen varaa.
Toinen suunnitteluratkaisu alakaliiperiluoteiden alalla on amerikkalaisen AAI: n kehitys, jonka johtaja Irwin Barr johti vuonna 1952. -tyyppinen työntölava. Testit ovat osoittaneet, että nuolen muotoisilla luoteilla on suuri vahingollinen vaikutus, mutta heillä on heikko laukaisutarkkuus, koska luodin lennolle ei voida antaa tiettyä suuntausta sen jälkeen, kun ryhmä on poistunut tynnyristä
Aloitteita jatkettiin Yhdysvaltain armeijan SALVO -tutkimusohjelman puitteissa. AAI on kehittänyt yhden luodin patruunan XM110 kaliiperi 5, 6x53 mm suurella venymäholkilla, joka on varustettu teräksisellä nuolen muotoisella alakaliiperi-luodilla, jonka halkaisija on 1, 8 mm ja kaliiperi. Johtavana laitteena käytettiin magnesiumseoksesta valmistettua vetolaatikkoa, joka leikattiin osiin kuonokiinnityksellä sen jälkeen, kun luoti poistui tynnyristä. Ampuminen suoritettiin pienaseista sileällä tynnyrillä, luodin vakauttaminen lennon aikana varmisti hännän yksiköstä. Aerodynaamiset viistot pakotustasoilla asettavat luodin pienen kulman pyörimisnopeuden keskiarvoakseen vaikutuksen valmistusvirheiden lennon suoruuteen.
Kokeiden aikana kehitettiin patruunan 5, 77x57V XM645 parannettu versio, jossa käytettiin nelisegmenttistä komposiittivetolaatikkoa, joka oli valmistettu lasikuidusta ja jossa oli teflonpinnoite, jota pidettiin luodissa tynnyrissä kitkavoimien vuoksi ja hajosi osiin ilmanpaineen vaikutus luodin poistamisen jälkeen tynnyristä. Patruunan pituus oli 63 mm, nuolen muotoisen luodin pituus oli 57 mm, luodin paino oli 0,74 grammaa, lava oli 0,6 grammaa, luodin kuonon nopeus oli 1400 m / s
Luodin suurimman venymän aikaansaamiseksi AAI joutui kuitenkin pidentämään patruunakoteloa, mikä vaikutti negatiivisesti uudelleenlatausmekanismin luotettavuuteen kammion suuren kitkan vuoksi ja johti myös koon kasvuun. ja käsiaseiden vastaanottimen paino.
Siksi Yhdysvaltain armeijan seuraavassa ohjelmassa, nimeltään SPIW, johtaja oli patruuna 5, 6x44 XM144, jonka Frankfort Arsenal kehitti pienimulssisen patruunan 5, 56x45 mm muodossa. XM216 SFR -patruunan parannetussa versiossa oli vakiokotelo, patruunan pituus 49,7 mm, nuolen muotoisen luodin pituus 45 mm, luodin paino 0,65 grammaa, kuormalavan paino 0,15 grammaa, luodin kuonon nopeus oli 1400 m / s
Kokeellinen ampuminen, joka suoritettiin SALVO- ja SPIW-ohjelmien puitteissa käyttäen alakaliiperiä nuolen muotoisia erittäin pienimassaluoteja, paljasti tällaisten luoteiden kohtalokkaat haitat-lisääntynyt sivuttaisliike tuulen vaikutuksesta ja merkittävä poikkeama määritetystä liikeradasta, kun ampuu sateessa.
Neuvostoliitossa ensimmäinen patruuna 7, 62 / 3x54 mm, jossa oli alakaliiperi nuolen muotoinen luoti, kehitettiin Dmitry Shiryaevin johdolla 1960-luvun alussa NII-61: ssä (tuleva TsNIITOCHMASH). Nuolen muotoinen luoti erosi amerikkalaisista vastaavista sen suuremmasta massasta, pienemmästä venymästä (3x51 mm), kaventumisen puuttumisesta hännän alueella ja mikä tärkeintä, menetelmästä, jolla lava ja luoti liitetään kampaan levitetään nuolen akselille. Tämä ratkaisu mahdollisti tarvittavan otteen lisäämisen kuormalavan puolelta suuremman vetovoiman avulla luodin kuljettamiseksi, jonka massa on moninkertainen kuin sen amerikkalaiset vastapuolet
Kaksiosainen kuormalava oli valmistettu alumiiniseoksesta, joten se lentäessään erilleen tynnyristä poistumisen jälkeen muodosti jonkin verran vaaraa naapuri-ampujille. Lisäksi alumiini tarttui voimakkaasti tynnyrin reiän pintaan, mikä vaati tynnyrin kuivapesua 100-200 laukauksen välein. Mutta nuolen muotoisten luoteiden negatiivisin ominaisuus osoittautui niiden vähäiseksi tappavaksi vaikutukseksi työvoimaan-nopeat luodit lävistivät täydellisesti panssarin ja neulojen tavoin läpäisivät pehmytkudoksen, aiheuttamatta iskuvesi-vasaraa ja muodostamatta haavakanavaa suuri halkaisija.
Näiden olosuhteiden yhteydessä vuonna 1965 aloitettiin Vladislav Dvoryaninovin johdolla uuden 10/4, 5x54 mm kaliipin patruunan kehittäminen, jossa oli nuolenmuotoinen luoti, jonka paino oli 4,5 grammaa. Kehityksen aikana polymeerimateriaalia käytettiin lavan valmistamiseen, joka ei saastuta tynnyrin reikää laukauksen aikana, akselin hännän kaventumista (kuten amerikkalaisissa vastineissa) käytettiin ballistisen kerroimen lisäämiseksi ja akseli muodostettiin kampa -alueelle ja tasaiseksi luodinpisteeseen tarkoituksena sen mukaisesti luodin rakentava heikentyminen, jotta se jakautuisi kahteen osaan ja kaataisi luodin pehmytkudosten lävitse
Nämä tekniset ratkaisut mahdollistivat nuolenmuotoisten luotejen tappavan vaikutuksen lisäämisen, mutta samalla pienensivät jalkaväen henkilökohtaisen panssaroidun suojan tunkeutumisastetta, koska kiinteän esteen läpi kulkeva luoti kokee myös taivutusjännityksiä (lisääntyy luodin ja esteen kohtaamiskulman lisääntyminen), mikä johtaa luodin akselin tuhoutumiseen, heikentynyt kahdesti (kampa ja leikkaus) kriittisimmässä osassa, suoraan pisteen vieressä. Tappavan toiminnan voitto ja tunkeutumisen menetys eivät sallineet Dvoryaninovin et ai.
Tutkimalla virtausprosessia eri kappaleiden ympärillä tuulitunnelissa, jossa on yliääninen ilmavirta, paljastui, että minkä tahansa muotoisen nuolen muotoisilla luoteilla ei ole optimaalinen aerodynaaminen muoto-ne tuottavat viisi iskuaalirintamaa kerralla:
- pää edessä;
- etuosa pisteen siirtymispisteessä akselille;
- edestä hännän etureunoilla;
- etuosan hännän takareunoilla;
- etuakselin hännän supistumiskohdassa.
Vertailun vuoksi, ogival-muotoinen kaliiperi-luoti yliäänenopeudella tuottaa vain kolme iskuaalirintamaa:
- pää edessä;
- edessä kärjen siirtymispisteessä lieriömäiseen osaan;
- hännän etuosa.
Supersonic -lennon aerodynamiikan kannalta optimaalisin on luodin kartiomainen muoto ilman generaattorin pinnan murtumista ja ilman häntää, mikä tuottaa vain kaksi iskuaallon rintamaa: pää ja häntä. Tässä tapauksessa kartiomaisen luodin pään etuosan avautumiskulma on useita kertoja pienempi kuin pyyhkäistyn luodin pään etuosan avauskulma, koska ensimmäisen kärjen avautumiskulma on pienempi kuin luukun avauskulma toinen kartio. Lisäksi nuolenmuotoinen luoti, joka laukaistaan sileästä tynnyristä ja kelataan lennon aikana (valmistusvirheiden kompensoimiseksi) hännän viistojen vuoksi, erottuu myös lisääntyneestä jarrutuksesta, joka johtuu kineettisen osan valinnasta energiaa luodin purkamiseen.
Nuolimaisten luoteiden ilmaistujen puutteiden yhteydessä tarjotaan innovatiivinen patruuna otsikolla "Spear" / SPEAR, joka on varustettu alakaliiperisella kartiomaisella luodilla ja työntävällä pannulla, joka ei vaadi kampausta luodin rungossa. Patruuna on valmistettu teleskooppisesta muodosta pakkausmäärän minimoimiseksi, joka määräytyy vain sen holkin pituuden ja suurimman halkaisijan mukaan. Patruuna on tarkoitettu ampuma-aseeksi käsiaseille, jotka on varustettu tynnyrillä, jossa on soikea ruuvi, joka on porattu Lancasterin tavoin luodin kiertämiseksi tynnyrin reiän ohi. Lentomäki ylläpitää vakautta sekä gyroskooppisen momentin että painopisteen siirtymisen eteenpäin suhteessa aerodynaamisen paineen keskipisteeseen muodostamalla luodin hännän sisäinen ontelo.
Lancaster-tynnyristä ammutulla kartiomaisella luodilla on parempi ballistinen kerroin verrattuna sekä ovi- että nuolenmuotoisiin luoteihin seuraavista syistä:
- pienin määrä iskuaalirintamia, jotka syntyvät yliäänisen lennon aikana;
- ei kineettisen energian menetystä luodin pyörimisessä tulevan ilmavirran vuoksi.
Kartiomaisella luodilla, jonka sisäosa on hännän osassa, on myös lisääntynyt läpäisykyky - kun se kulkee kiinteän esteen läpi, häntäosa rypistyy sisäänpäin ja kartion pohjan halkaisija pienenee luodin halkaisijaan osa ontelon alusta. Luodin poikittainen kuormitus lähes kaksinkertaistuu. Tässä tapauksessa luodin säilyneen kartiomaisen pinnan terävyys pysyy suurempana kuin samanpituisen oivallisen tai nuolenmuotoisen luodin terävyys. Kamman ja poikkileikkausten puuttuminen kartiomaisen luodin pinnalla lisää entisestään sen tunkeutumista verrattuna Dvoryaninovin et ai.
Samaan aikaan kartiomaisella luodilla, jonka sisäosa on hännän osassa, on suuri tappava vaikutus, koska:
- se on vakauden partaalla Lancaster -reiän ruuvikierteen hellävaraisen nousun vuoksi;
- panssaroidun esteen murtamisen jälkeen sen vakaus heikkenee hännän osien murskautumisen ja painopisteen siirtymisen vuoksi painopisteen ulkopuolelle.
Kineettisen energian menetys panssaroidun esteen läpi murtumisessa kartiomaisessa luodissa, jossa on sisäinen ontelo, on nuolen muotoisten ja oraalisten luodien tasolla: ensimmäisessä energia kuluu kehon murskaamiseen ontelon alueella, toisessa hännän leikkaaminen, kolmannessa kuoren ja paidan murskaaminen ja repiminen sydämestä.
Kartiomaisen luodin runko vastaa toiminnallisesti vaipallisen luodin ydintä, lyijytakkia ei ole, raskaasta ja kalliista messingistä valmistetun kuoren sijasta käytetään kevyestä ja halvasta muovista valmistettua lavaa. Toisaalta kartiomainen luoti käyttää järkevintä rakenteellisen materiaalin lujuusominaisuuksia verrattuna nuolen muotoiseen luodiin, joka on keinotekoisesti heikennetty kampa- ja poikkileikkauskohdassa. Siksi kartiomaisen luodin massa voidaan minimoida merkittävästi verrattuna oivaaliseen ja nuolen muotoiseen luodiin, jonka läpäisy on yhtä suuri. Tämä mahdollistaa taloudellisesti perustellun valinnan kartiomaisen luodin rakennusmateriaalista suurimman tiheyden omaavan volframimetalliseoksen hyväksi.
Teleskooppipatruunan rajoitetun sisäisen tilavuuden vuoksi ehdotetaan käytettävän ponneainepuristinta puristetun jauhentarkistimen muodossa lisäämällä kiteisiä HMX -rakeita (joiden koko on pienempi kuin räjähdysaineen räjähdyksen kriittinen halkaisija)), jotta varmistetaan varauksen suunniteltu palamisnopeus valitulle käsiaseiden piippupituudelle. Patruunan kokonaispainon pienentämiseksi sen holkin rakenteellisena materiaalina ehdotetaan alumiinin ja alumiinioksidin dispergoidun kuidun seosseoksen käyttöä, joka on suojattu galvanoidulla messinkipinnoitteella ja kitkanestopolymeeripinnoitteella, jossa on grafiittitäyte, kuvattu artikkelissa "Lupaavat patruunat kivääreille" ("Military Review", päivätty 9. joulukuuta 2017).
Seuraavassa taulukossa on vertaileva arvio eri tyyppisistä patruunoista ja pienaseiden luoteista:
Kuten taulukosta näkyy, "Spear" / SPEAR -patruuna on johtava pakkausmäärän, pituuden ja painon sekä luodin sivukuormituksen suhteen. Sen luodin, pannun ja jauhekaasujen takaisinkytkentämomentti on noin 1/3 suurempi kuin patruunan luodin ja jauhekaasujen kokonaispalautusmomentti 5, 45x39 mm, kun taas entisen kuonoenergia ylittyy 1/7 toiseen verrattuna.
Lisäksi, kun ammutaan luoti polymeerilavalle tynnyristä, jossa on soikea ruuviporaus, tynnyrin reikä ei käytännössä aiheuta uurteiden puuttumisen vuoksi termoplastista kulumista. Tässä suhteessa luodin alkunopeuden yli 1,5 -kertainen lisäys ei vaikuta käsiaseiden resursseihin. Lisäksi kulumaton laukaus luo varaa tulinopeuden nostamiseen kiinteillä purskeilla tasolle 2000-3000 patruunaa minuutissa, mitä Venäjän federaation puolustusministeriön GRAU-valiokunta suositteli Abakanin tulosten perusteella kilpailu, jotta epämiellyttävistä asennoista tapahtuvan automaattisen ampumisen tarkkuus paranee.
Pienaseiden ammusten lisäksi "keihäs" / SPEAR-patruunaa voidaan käyttää ammuksina metsästysaseisiin IZH-27-tyypin Lancaster-tynnyreillä käyttämällä tavanomaisia muovisia hihoja, jotka on täytetty teräksestä tai messingistä valmistetuilla kaarevilla kartiomaisilla luoteilla segmentoidussa kuormalavassa valetusta kestomuovista. Säilyttäen aseen takapotkun tavanomaisen 12-mittaisen laukauksen ampumistasolla, 9 grammaa painava alakaliiperi luoti kiihtyy 70 cm: n tynnyrissä 900 m / s: n nopeuteen, mikä vastaa aseiden ominaisuuksia. Mosinin kolmilinjainen kivääri.
Eri tyyppisten kartiomaisten luodien geometriset ominaisuudet (pituus, kartion avautumiskulma, pään pyöreys / kaksisuuntaisuus, kosketuspinnan läsnäolo kärjessä panssaroidun esteen murskaamiseksi tai laaja aukko suuren eläimen ampumisen tappavuuden vuoksi, hännänontelon seinämien syvyys ja paksuus), ottaen huomioon määrätyt lentonopeudet ja osumakohdat voidaan määrittää simuloimalla luodin kulkua ilmassa, geelissä tai kiinteässä aineessa kotimaisen ohjelmistotuotteen avulla FlowVision.
