A l'article "Cartutx soviètic oblidat de 6x49 mm contra el cartutx de 6, 8 mm NGSW", vam considerar una de les maneres possibles de respondre al programa americà NGSW en cas que s'implementés amb èxit. Les possibles formes d’evolució de les armes lleugeres a la Federació de Rússia en cas d’evident fracàs del programa NGSW, les vam comentar anteriorment a l’article "L’evolució de la metralladora a l’URSS i a Rússia en el context del programa americà NGSW ".
Una de les tasques prioritàries per a les armes lleugeres prometedores, que s’indica com a motiu de l’aparició del programa NGSW, és l’aparició a les forces armades de Rússia i la Xina de les armadures personals (NIB) existents i prometedores.
Malgrat la seva aparent simplicitat, les armes petites són increïblement efectives per matar soldats enemics, com demostren les estadístiques mèdiques dels conflictes militars més grans del segle XX, mentre que el cost de reequipar les forces armades amb armes petites fins i tot complexes i costoses és només un petita fracció del cost dels costos financers d'altres tipus d'armes …
Com hem comentat anteriorment, hi ha dues maneres principals d’augmentar la penetració de l’armadura d’una munició: augmentant la seva energia cinètica i optimitzant la forma i el material del nucli de munició / munició (per descomptat, no parlem de municions explosives, acumulatives o enverinades)). Una bala o un nucli està format per aliatges ceràmics d'alta duresa i densitat suficient (per augmentar la massa), es poden fer més durs i forts, però més densos - difícilment. Augmentar la massa d’una bala augmentant les seves dimensions també és pràcticament impossible en les dimensions acceptables de les armes petites de mà. Queda un augment de la velocitat de la bala, per exemple, a hipersònica, però fins i tot en aquest cas, els desenvolupadors s’enfronten a enormes dificultats en la forma de manca de propelents necessaris, un desgast del canó extremadament ràpid i un alt retrocés que actua sobre la tirador.
No obstant això, hi ha diverses maneres d'augmentar la penetració de l'armadura d'una bala: l'ús de bales de sub calibre i barrils cònics.
Bales de subcalibre
Des de mitjan segle XX s’ha dut a terme una investigació activa sobre la possibilitat d’utilitzar bales de sub calibre (bales de sub calibre emplomallat, OPP) en armes lleugeres. Abans d’això, la creació de projectils de sub-calibre plomats perforadors (BOPS) es considerava una direcció més popular i prometedora, que, de fet, es va confirmar amb la seva creació i funcionament reeixit fins al moment.
Els treballs sobre BOPS a l’URSS van començar el 1946 i, des del 1960, NII-61 va estudiar la possibilitat d’utilitzar BOPS en canons automàtics de tir ràpid sota la direcció d’AG Shipunov. Paral·lelament, en aquest moment, es treballava per crear una nova munició automàtica de calibre 5, 45 mm, en relació amb la qual es va proposar a A. G. Shipunov desenvolupar un cartutx amb un OPP per a armes petites.
El disseny de l'esborrany va ser desenvolupat en el menor temps possible per D. Shiryaev. Tot i això, la investigació teòrica no s’ha confirmat experimentalment. El coeficient balístic real de les bales en forma de fletxa va resultar ser dues vegades pitjor que el calculat, el palet premsat va caure de la bala, la producció de cartutxos amb OPP va requerir tornejat, fresat, treball del metall i posterior muntatge manual que requereixen molt de temps.
El 1962 es van dur a terme proves de l'efecte letal de les bales en forma de fletxa, que, segons va resultar, eren inferiors no només als requisits dels militars per a municions prometedores, sinó també als cartutxos estàndard existents.
El 1964 es van reprendre el treball sobre bales en forma de fletxa per I. P. Kasyanov i V. A. Des del 1965, els joves dissenyadors Vladislav Dvoryaninov van ser nomenats executors responsables del prometedor cartutx.
En el procés de dissenyar un nou cartutx, es van implementar solucions que augmenten l’efecte destructiu: un pla situat a la part davantera de l’OPP per proporcionar un moment d’inclinació quan toca teixits densos i una ranura transversal al llarg de la qual es va doblegar la ploma sota l’acció de el moment de bolcada.
La tasca més difícil va consistir a augmentar la precisió del foc amb bales de ploma de sub calibre fins al nivell de precisió de les bales llançades des de canons rifles. Es va exigir eliminar la influència dels sectors de les paletes sobre l’OPP en el moment de la seva separació després d’abandonar el maleter. El 1981, les proves de cartutxos experimentals de 10/4 i 5 mm amb OPP a l'OTK TsNIITOCHMASH van mostrar una precisió de 88-89 mm amb els requisits de no més de 90 mm.
Cal subratllar per separat que la intensitat de treball de la fabricació d’un cartutx experimental amb OPP només va ser 1,8 vegades superior a la intensitat de treball de la fabricació d’un cartutx de rifle estàndard de 7,62 mm i el recurs de canons de metralladora de paret llisa quan es dispara amb aquest cartutx. va superar els 32 mil trets. Per a la comparació: el recurs de barril del calibre AK-74 5, 45x39 mm és de 10.000 bales, la metralladora PKM de 7, calibre 62x54R de 25.000 bales
Simultàniament al desenvolupament de la versió principal de 10/4, 5 mm, un cartutx de 10/3 i 5 mm d’una sola bala amb una velocitat inicial d’un OPP de 1360 m / s i un cartutx de tres bales de 10/2 Es van desenvolupar 5 mm, que es podien utilitzar com a cartutx únic per a un rifle d'assalt i una metralladora lleugera.
Es podria utilitzar un cartutx de 10/3 i 5 mm d’una sola bala a grans distàncies de tir, mentre que l’ús d’un cartutx de tres bales proporcionaria un efecte letal i d’aturada superior a distàncies curtes. Com dèiem a l’article “No pots deixar de matar. On posar una coma?”, Si considerem l’efecte d’aturada com la dependència de la probabilitat de mort del moment des del moment en què la bala colpeja l’objectiu, colpejar diverses municions al mateix temps amb una alta probabilitat proporcionarà una major probabilitat de destrucció d’òrgans vitals i, en conseqüència, taxa de mortalitat.
Els cartutxos amb OPP mai no van ser acceptats en servei. Formalment, es va donar prioritat al cartutx més clàssic de 6x49 mm per a armes rifles, del qual parlàvem a l'article "Cartutx soviètic oblidat de 6x49 mm contra cartutx NGSW de 6 i 8 mm". En aquella època, les característiques del cartutx de 6x49 mm complien plenament els requisits dels militars, mentre que el seu desenvolupament en producció seria un ordre de magnitud més fàcil que els cartutxos amb OPP. A més, algunes proves van indicar una possible manca de cartutxos amb OPP, una difusió massa forta de palets, que podria colpejar els seus propis soldats situats davant del tirador. D'altra banda, es va suggerir que aquestes proves es van utilitzar com a motiu formal per donar prioritat al cartutx de 6x49 mm, ja que les proves anteriors no van mostrar problemes significatius amb la distribució de palets.
No obstant això, el col·lapse de la URSS va traçar una línia tant sobre el tema dels cartutxos amb OPP, com amb el tema del cartutx de 6x49 mm.
Per obtenir més informació sobre la història de la creació de municions de sub calibre per a armes petites, consulteu l'article "Bales en forma de fletxa: un camí de falses esperances o una història d'oportunitats perdudes?" (part 1 i part 2).
Canó cònic
A l’article “Calibre 9 mm i acció d’aturada. Per què es va substituir el 7, 62x25 TT per 9x18 mm PM? " va esmentar la "bala de Gerlich" com a exemple de crear un cartutx de petit calibre amb paràmetres extremadament danyosos.
Inicialment, la idea d’utilitzar un barril cònic va pertànyer al professor alemany Karl Puff, que el 1903-1907 va desenvolupar un rifle per a una bala amb un cinturó per a armes de foc rifle, amb un petit conic del barril. Als anys vint i trenta, aquesta idea va ser refinada per l'enginyer alemany Gerlich, que va aconseguir crear una arma amb característiques destacades.
En una de les mostres experimentals del sistema Hermann Gerlich, el diàmetre de la bala era de 6, 35 mm, el pes de la bala era de 6, 35 g, mentre que la velocitat inicial de la bala era de 1740-1760 m / s, l’energia del musell era de 9840 J. A una distància de 50 m, la bala Gerlich es va irrompre en una placa d'armadura d'acer de 12 mm de gruix, un forat de 15 mm de diàmetre i, en una armadura més gruixuda, un embut de 15 mm de profunditat i 25 mm de diàmetre. Una bala de rifle Mauser ordinària de 7,92 mm deixava només una petita depressió de 2-3 mm en aquesta armadura.
La precisió del sistema Gerlich també va superar significativament els rifles de l’exèrcit habituals: a una distància de 100 metres, 5 bales que pesaven 6,6 g s’adaptaven a un cercle de 1,7 cm de diàmetre i, quan es disparava a 1000 metres, van caure 5 bales que pesaven 11,7 g un cercle amb un diàmetre de 26,6 g cm. A causa de l’alta velocitat de la bala, pràcticament no es va veure afectat pel vent, la humitat i la temperatura de l’aire. El trajecte de vol pla va facilitar l’objectiu.
L'arma del sistema Hermann Gerlich no es va generalitzar, principalment a causa del poc recurs del barril, que ascendia a uns 400-500 cicles. Un altre motiu possible, molt probablement, és la complexitat i l’elevat cost de fabricar tant les bales com les armes.
Tecnologies d'un rifle automàtic prometedor (rifle d'assalt)
Per què necessitem bales de sub-calibre emplomallades i un canó cònic en un prometedor armament petit?
Aquí hi ha diversos factors determinants:
1. Les bales de sub-calibre emplomallades es poden accelerar a velocitats significativament més altes que les bales de canó, sense augmentar el desgast del canó.
2. L'arma del sistema Gerlich pot augmentar significativament la velocitat de la bala, de fet, fins a velocitats hipersòniques, mentre que es pot suposar que el motiu principal del desgast de l'arma del sistema Gerlich va ser anteriorment la presència de rifling a això.
Basant-se en això, es pot suposar que una bala de sub-calibre emplomallat i un canó cònic es poden combinar en armes petites prometedores. El paper dels anells obturadors, que es poden deformar de manera programable en el procés de cocció, el jugarà la paleta d’una bala de sub-calibre emplomallat d’una configuració determinada. Al mateix temps, es pot obtenir la supervivència del canó, que correspon o supera els indicadors de les armes petites modernes existents
Molt probablement, el format més òptim per a un cartutx prometedor serà una munició telescòpica, en què el projectil s’ofegui completament amb una càrrega de pols. De fet, hi ha dos càrrecs. La càrrega expulsora s’activa primer, empenyent la bala / projectil de la màniga cap al barril i omplint l’espai buit amb els productes de la combustió de la càrrega expulsora, després de la qual s’encén la càrrega principal d’alta densitat.
Un cartutx telescòpic amb una bala totalment encastada donarà als desenvolupadors un ampli camp per a experiments, proporcionarà oportunitats per crear automatismes d’armes petites, diferents dels implementats per a armes amb munició clàssica.
]
Per optimitzar la densitat de col·locació de municions al magatzem d'armes, es poden fabricar cartutxos prometedors no només de secció rodona, sinó també quadrada o triangular.
El cas de la màniga, molt probablement, serà de polímer, això reduirà la massa del cartutx, mantenint-lo al nivell dels cartutxos de baix impuls de 5, 45x39 mm, per tant, evitarà una disminució de la càrrega de munició de els lluitadors.
La proliferació i millora d’ordinadors, així com de programes especialitzats, pot conduir a l’aparició de municions de baix calibre, de disseny significativament diferent de les que es van desenvolupar durant el període soviètic.
Al variar la massa de l’OPP en el rang de 2, 5-4, 5 grams i la velocitat de l’OPP en el rang de 1250-1750 m / s, podeu obtenir una energia inicial a la regió de 3000-7000 J En el cas dels cartutxos de tres bales, l’energia inicial serà en conseqüència de 1500-2000 J per un element impactant, amb una massa d’un element 1,5 grams. Basat en la taula anterior, en comparació amb l'energia i la força de retrocés de diverses municions, es pot esperar un retrocés des del cartutx 7, 62x39 mm fins al cartutx 7, 62x54R. Al mateix temps, es pot produir una línia de municions amb diversos tipus d'equips dissenyats per al combat en diverses situacions tàctiques.
Per exemple, si la batalla es lliura en una zona oberta, amb la derrota predominant dels objectius a llarga distància, s'utilitzen cartutxos d'una sola bala amb una energia d'aproximadament 6000-7000 J, que són més eficaços quan es dispara un sol foc. Si hi ha una batalla a les zones urbanes, on cal obrir un gran nombre d’obstacles (duval, parets relativament primes d’edificis, matolls de vegetació), s’utilitzen cartutxos d’una sola bala amb una energia de 3000-4500 J, que són més efectius quan es disparen a ràfegues. Si no es requereix la penetració d’obstacles, però cal garantir la màxima densitat de foc a distància, s’utilitzaran municions de tres bales.
Això us permetrà obtenir avantatges sobre les armes desenvolupades sota el programa NGSW en tota la gamma de rangs d’ús d’armes, en diverses situacions tàctiques.
Vladislav Dvoryaninov, durant l'era soviètica, va obtenir velocitats RPM de fins a 1360 m / s en l'etapa de desenvolupament d'aquest tema. Això vol dir que la combinació de nous propelents i un barril cònic pot fer possible aconseguir velocitats OOP de l'ordre de 2000 m / s. Amb aquesta velocitat inicial de l’OPP, entre tirs i colpejar l’objectiu a una distància de 500 metres, passaran aproximadament 0,3 segons, cosa que simplificarà significativament el tret i reduirà l’impacte de factors externs sobre l’OPP
La fabricació del nucli de l’OPP a partir d’un aliatge a base de carbur de tungstè en combinació amb l’alta velocitat i el petit diàmetre de l’OPP assegurarà la penetració de tots els NIB existents i potencials.
Per reduir la fricció i reduir el desgast del canó, la safata OPP es pot fabricar amb materials polimèrics moderns, per exemple, els que s’utilitzen per a la fabricació del cinturó líder a les noves carcasses russes per a canons automàtics de 30 mm.
Tot i l’absència de ranures i l’ús de palets OPP fabricats amb materials polimèrics, l’alta velocitat de la bala i la pressió al canó, en combinació amb la conicitat del canó, poden requerir la implementació de mesures per augmentar la resistència del canó d’un prometedor rifle automàtic. I aquí un barril llis és un avantatge significatiu que simplifica les operacions tecnològiques per a la seva fabricació. Per exemple, es pot implementar una combinació d'un barril d'acer o fins i tot de titani (en endavant aliatges de titani) amb un inserció d'aliatge de carbur de tungstè.
El buit en blanc es pot preformar mitjançant impressió 3D, seguit de mecanitzat en màquines d'alta precisió.
Científics de la Universitat Tècnica Rin-Westfàlia d’Aquisgrà i del Fraunhofer Institute for Laser Technologies (Alemanya) han començat la investigació sobre la impressió 3D de pols làser amb aliatges durs de carbur de tungstè i carburo de cobalt. Per a això, s’utilitza una versió modernitzada d’una impressora làser 3D, complementada per emissors en l’espectre d’infrarojos propers amb una potència de fins a 12 kW, instal·lats a la zona de treball i escalfant les capes sinteritzades. Els emissors eleven la temperatura de la capa superior del consumible per sobre dels 800 ° C, després dels quals entren en joc els làsers de sinterització.
Un dels casos d’ús previstos per a aquest equip és la integració de canals de refrigeració directament a les eines i peces fabricades. La producció d’aquestes estructures mitjançant la sinterització convencional és molt cara o fins i tot tècnicament impossible. La producció d’aquests productes mitjançant tecnologia d’impressió 3D mitjançant sinterització làser selectiva permet equipar-los amb cavitats internes de forma complexa.
L’ús de la impressió 3D amb carbur de tungstè i acer / titani permetrà la formació de cavitats internes al llarg de tota la longitud del canó, que al seu torn proporcionaran el seu refredament efectiu, per exemple, bufant aire a tota la longitud, o fins i tot analògic de les canonades de calor utilitzades en l'electrònica moderna.
La impressió 3D també es pot utilitzar per fabricar les parts principals de les armes, tant de plàstic com de metall. Es poden fabricar elements receptors amb cavitats ocultes per refredar l’arma i reduir-ne el pes. Els elements de polímer es poden fabricar en forma d’estructura de bresca, de nou per reduir el pes de l’arma i / o per amortir encara més l’impuls de retrocés.
Un augment de l’impuls del retrocés en comparació amb els braços petits amb cartutxos de baix impuls de calibre 5, 45x39 mm o 5, 56x45 mm requerirà una implementació completa dels sistemes de compensació del retrocés fins a un nivell acceptable.
En primer lloc, pot ser un silenciador: un compensador de fre de boca (DTC) de tipus tancat, similar als que se suposa que s’utilitzen en les armes desenvolupades sota el programa NGSW.
Els esquemes d'automatització també es poden implementar amb l'acumulació (desplaçament) de l'impuls de retrocés, proporcionant un tret precís en ràfegues curtes a una velocitat elevada o altres sistemes avançats d'amortiment / absorció de retrocés.
És interessant tenir en compte l’esquema proposat per Alexei Tarasenko amb absorció vibracional del retrocés.
Un problema no menys difícil que el desenvolupament de l’arma i del cartutx per a ella és l’organització de la producció a gran escala de municions prometedores. La producció de cartutxos prometedors es pot basar tant en les línies de rotors automàtics avançats clàssics, com en les noves solucions tecnològiques, mitjançant impressores 3D capaces d’imprimir amb metall i polímers, robots delta d’alta velocitat, escaneig òptic d’alta precisió sistemes que permeten "sobre la marxa" analitzar les municions rebudes i ordenar-les per classe de precisió.
Es pot suposar que la producció a gran escala de cartutxos telescòpics prometedors no és una tasca irresoluble, almenys a causa del fet que Rússia ha depurat durant molt de temps la producció de BOPS de 30 mm per a armes automàtiques, que també estan lluny de produir-se en còpies. Al mateix temps, el consorci franco-britànic CTA International ja produeix en sèrie municions telescòpiques per al canó automàtic de 40 mm 40 CTAS, inclosa la versió amb BOPS, i als Estats Units, Textron es prepara per produir cartutxos telescòpics per a petites armes sota el programa NGSW.
A més, no us preocupeu per l’escassetat de tungstè per a aquests propòsits: les seves reserves són força grans a Rússia i més que grans a la veïna Xina, amb la qual encara mantenim relacions de parella força uniformes.
Pel que fa a l’elevat cost de les armes i municions prometedores, això és bastant normal per a les noves tecnologies. En última instància, tot es basa en el criteri de cost-efectivitat, que demostra com el prometedor complex del cartutx d’armes és superior als models existents. En la fase inicial, les unitats especials estan equipades amb armes prometedores, i les unitats més bel·ligerants, paral·lelament, s'estan elaborant el disseny i els processos tecnològics de fabricació d'armes i cartutxos per reduir-ne el cost.
Sense això, és gairebé impossible crear un complex avanç de cartutx d’armes. Recordem com van reaccionar davant la creació de les primeres metralladores: diuen que és impossible alliberar tants cartutxos per proporcionar-los un exèrcit armat amb metralladores, i a què va provocar això en el futur.
La història segueix una espiral. Molts dissenys i tecnologies que abans es descartaven com a irrealitzables es poden tornar a examinar, tenint en compte l’aparició de nous materials i processos tecnològics. És possible que replantejar la possibilitat d’utilitzar bales de sub-calibre emplomallat en armes petites prometedores en combinació amb el canó cònic del sistema Gerlich a un nou nivell tecnològic permetrà crear armes petites significativament superiors a les mostres existents fetes segons esquemes tradicionals i processos tecnològics.
