子口径子弹和碳化钨锥形枪管：小型武器的未来？
伸缩式弹药筒（位于中央）-用于40毫米自动加农炮的弹药40 CTAS（卡式伸缩武装系统）
文章 “被遗忘的苏联墨盒6x49毫米，墨盒6,8毫米NGSW” 如果成功实施了美国NGSW计划，我们研究了可能的应对方式之一。 小型武器可能的进化途径 武器 在俄罗斯联邦，如果NGSW计划明显失败，我们将在本文前面进行讨论 “在美国NGSW计划的背景下，苏联和俄罗斯自动机的发展”.
在俄罗斯和中国的武装部队中露面，是有前途的小武器的优先任务之一，这被表明是NGSW计划出现的原因。 现有和预期的个人装甲防护手段（NIB）.
尽管简单明了，小武器在消灭敌军方面却非常有效，这表明 二十世纪最大军事冲突的医学统计在同一时间 重新装备武装部队甚至配备复杂而昂贵的小武器的成本只是其他类型武器财务费用的一小部分.
正如我们已经考虑过的 早期，有两种主要方法可以提高弹药的装甲穿透力：增加其动能并优化弹药/弹药芯的形状和材料（当然，我们不是在谈论爆炸性，累积性或有毒的弹药）。 它的子弹或子弹芯是由高硬度和足够高的密度（以增加质量）的陶瓷合金制成的，它们可能越来越硬，越来越密实-几乎没有。 在可接受的手枪尺寸中，通过增加子弹的尺寸来增加子弹的质量几乎也是不可能的。 子弹速度的增加，例如高超声速，仍然存在，但是即使在这种情况下，开发人员也面临着巨大的困难，因为缺乏必要的火药，枪管极快的磨损和对射手的高反冲力。
尽管如此，仍有几种增加子弹的装甲穿透力的方法：使用次口径子弹和圆锥形行李箱。
口径子弹
从XNUMX世纪中叶开始，人们就在小型武器中使用次口径子弹（羽毛式次口径子弹，OPP）的可能性进行了积极的研究。 在此之前，创建穿甲式羽化小口径炮弹（BOPS）被认为是一个更为流行和有前途的方向，事实上，迄今为止，其创建和成功运行已证实了这一点。
苏联在BFPS上的工作始于1946年，自1960年在NII-61以来，就在A. G. Shipunov的指导下研究了在快速射击自动火炮中使用BFB的可能性。 同时，正在进行一项生产5,45毫米口径的新型自动武器的工作，与此相关的是A.G. Shipunov被要求开发一种带有小武器枪支的弹药。
初步设计由D. I. Shiryaev尽快开发。 但是，理论研究尚未得到实验证实。 扫描后的子弹的实际弹道系数比计算得出的要差两倍，将压好的托盘从子弹上撕下，使用OPP生产子弹需要费力的车削，铣削，锁模加工和随后的手动组装。
1962年，对箭形子弹的致死作用进行了测试，事实证明，这不仅不符合军方对有前途的弹药的要求，而且不及现有的常规弹药。
D. I. Shiryaev开发的带有羽毛状口径子弹的弹药筒草图。 扫描后的子弹的第一版照片以及经过处理的7,62–3年式1963 / 64毫米弹药筒原型
1964年，I.P。Kasyanov和V.A. Petrov恢复了扫除子弹的工作，他们对口径为10 / 4,5毫米的步枪机枪弹药筒进行了初步设计，初始速度为1300 m / s。 自1965年以来，年轻的设计师Vladislav Dvoryaninov被任命为有前途的墨盒的执行者。
在设计新墨盒的过程中，实施了增加致命性的解决方案：OPP正面的平坦部分在进入致密织物时提供倾覆力矩，而横向凹槽在出现的倾覆力矩的影响下使箭头弯曲。
弹药筒和带羽毛的口径子弹V.N. Dvoryaninova口径10 / 4,5毫米
最困难的任务是将口径小于羽毛的子弹的发射精度提高到从膛线枪管发射的子弹的精度。 从货箱离开后，在分开时，必须消除货盘区对跑道的影响。 1981年，在OTK TSNIITOCHMASH中使用OPP的实验性10 / 4,5毫米墨盒的测试表明，精度为88-89毫米，要求不超过90毫米。
应当单独指出的是，用OPP制造实验弹药筒的劳动强度仅比制造标准1,8毫米步枪弹药筒的劳动强度高7,62倍，而发射这种弹药筒时使用光滑壁的机枪枪支的资源超过了32万发。 作为比较：口径为74x5,45毫米的AK-39突击步枪的枪管资源为10000发，口径为7,62x54R的PKM机枪为25000发。
在开发主要的10 / 4,5毫米变体的同时，开发了单弹10 / 3,5毫米弹药筒，其初始OPP速度为1360 m / s，以及三弹的10 / 2,5毫米弹药筒，可以用作机枪的单个弹药筒。和轻机枪。
具有OPP的实验弹药筒以及带有膛线的行李箱的串行和实验药筒的比较特性
单子弹10 / 3,5毫米弹药筒可在远距离使用，而三子弹弹药筒在近距离使用可提供更高的破坏性和制止效果。 正如我们在文章中所说 “停止不能被杀死。 在哪里放置逗号？”，如果我们将停止效果视为死亡概率与时间的关系，则从子弹击中目标的那一刻起，然后同时击中几枚高概率的弹药将对生命器官造成更高的损害概率，并因此提高死亡速度。
OPP的弹药从未投入使用。 正式地，优先考虑的是用于步枪武器的更为经典的6x49毫米弹药筒，我们在本文中谈到了 “被遗忘的苏联墨盒6x49毫米，墨盒6,8毫米NGSW”。 当时，6x49 mm弹药筒的特性完全可以满足军方的要求，而其生产开发将比带有AKI的弹药筒要简单一个数量级。 此外，一些测试表明，AKP可能会导致弹药短缺-货盘的扩展范围太大，可能会击中位于炮手前面的自己的士兵。 另一方面，建议将这些测试作为正式理由优先使用6x49毫米的墨盒，因为较早的测试并未显示出扩展托盘的重大问题。
在1973年和1981年进行的测试中，使用OPP的墨盒托盘的扇区扩展区域
但是，苏联的崩溃在带有AKP墨盒的主题和6x49 mm墨盒的主题上划了一条线。
更多细节 故事 “扫除子弹：错误的希望之路还是错过的机会之路？”一文中描述了创建小口径次要弹药的情况。（部分1 и 部分2).
圆锥形行李箱
文章 “ 9毫米口径和停止动作。 为什么用7,62.x25 mm PM代替9x18 TT？” 提到“ Gerlich子弹”作为创建具有极端破坏性参数的小口径弹药筒的示例。
最初，使用圆锥形枪管的想法属于德国教授卡尔·帕夫（Karl Puff），他在1903-1907年开发了带有子弹头的步枪，并带有带枪膛的腰带，枪管有一点锥度。 在1920年代和1930年代，德国工程师Gerlich最终确定了这个想法，他设法制造出具有杰出特征的武器。
在德国Gerlich系统的一个实验样本中，子弹直径为6,35 mm，子弹质量为6,35 g，而子弹的初始速度达到1740-1760 m / s，枪口能量为9840J。在50 m的距离上，Gerlich子弹冲破钢板装甲板，其厚度为12毫米，孔直径为15毫米，并在较厚的装甲中制成15毫米深度和25毫米直径的漏斗。 通常的7,92毫米毛瑟步枪子弹在这种装甲上只留下2-3毫米的小凹口。
Gerlich系统的准确性也大大优于常规军用步枪：在100米的距离上，重5 g的6,6枚子弹适合直径为1,7 cm的圆圈，而在1000米的射击时，重5 g的11,7枚子弹放在直径为26,6的圆圈中参见。由于子弹的高速，它实际上不受风，湿度和空气温度的影响。 平坦的飞行路线简化了瞄准。
28毫米/ 20x188毫米弹药的图片和照片，上面装有德国反坦克步枪sPzB 41的Gerlich子弹（炮弹），以下是Gerlich子弹的工作原理图
Hermann Gerlich系统的武器没有得到分配，主要是因为枪管的资源少，大约可发射400-500发子弹。 另一个可能的原因很可能是制造子弹本身和武器的复杂性和高成本。
技术有前途的自动步枪（机枪）
为什么在使用有前途的小武器时，我们可能需要有羽毛的次口径子弹和圆锥形枪管？
这里有几个关键因素很重要：
1.带有羽毛的次口径子弹的散布速度可以远高于带膛线的子弹，而不会增加发条盒的磨损。
2. Gerlich系统的武器使您可以显着提高子弹的速度，实际上可以提高到超音速的速度，同时可以假定Gerlich系统的武器磨损的主要原因是以前存在步枪。
基于此，可以假定在有前途的小武器中可以组合有羽毛的次口径子弹和圆锥形枪管。 密闭环的作用是在射击过程中以可编程方式变形的，其作用将由具有一定构造的带羽毛的次口径子弹的托盘来完成。 在这种情况下，可以获得与现有的现代小型武器相当或更高的枪管生存能力。
对于有前途的弹药，最可能的最佳格式是伸缩式弹药，其中弹丸完全沉入粉末装药中。 实际上，其中包含两个费用。 第一个是排出炸药，将子弹/弹丸从套管中推入枪管，并用排出炸药的燃烧产物填充空的空间，然后点燃主要的高密度炸药。
伸缩式弹药，带羽毛的子口径子弹
带有完全凹进的子弹头的可伸缩弹药筒将为开发人员提供广阔的实验领域，并为小型武器的自动化创造机会，这与传统弹药的实现不同。
带有垂直可移动腔室的步枪原型枪的自动化操作，是德事隆在伸缩式弹药筒下进行的NGSW程序的一部分
向40毫米自动加农炮40 CTAS提供伸缩式弹药的计划
]为了优化武器库中弹药的密度，先进的弹药筒不仅可以制成圆形，而且可以制成正方形或三角形的横截面。
Heckler＆Koch的德国实验步枪G-11的无壳伸缩弹药
美国设计师David Dardic的三角形弹药具有旋转进纸模式
弹壳可能由聚合物制成，这将减少弹药筒的质量，使其保持在5,45x39毫米的低脉冲弹药筒水平，因此，可防止战斗机的弹药减少。
计算机以及专用软件的分发和改进会导致出现小口径弹药，这种弹药的布局与苏联时期开发的大不相同。
托管的子弹概念。 可能可以将其视为创建有希望的不受管理的OPP的基础
亚历山大·瓦西里耶夫（Alexander Vasiliev）提出的带有圆锥形打击元件的伸缩式硒鼓SPEAR的概念
通过在2,5-4,5克范围内改变OPP的质量以及在1250-1750 m / s范围内改变OPP的速度，您可以获得3000-7000 J的初始能量。对于三发子弹，每次打击的初始能量分别为1500-2000 J元素的质量为1,5克。 根据上表比较各种弹药的能量和后坐力，我们可以预期返回值范围为7,62x39毫米弹药筒到7,62x54R弹药筒。 同时，可以释放一条弹药线，其中装有设计用于在各种战术情况下进行战斗的各种类型的设备。
例如，如果战斗是在空旷地区进行的，主要目标是远距离击落，那么将使用能量约为6000-7000 J的单子弹，在单发射击时更有效。 如果在城市建筑物中发生战斗，需要穿透大量障碍物（duvalls，建筑物的墙壁相对较薄，植被丛生），则使用能量为3000-4500 J的单子弹子弹，在爆发时更有效。 如果不需要穿透障碍物，但是有必要确保近距离内的最大射击密度，则使用三发子弹。
这将在各种战术情况下，在整个武器范围内，都比NGSW计划开发的武器更具优势。
在苏联时期，弗拉迪斯拉夫·德沃里亚尼诺夫（Vladislav Dvoryaninov）在该主题的开发阶段获得了高达1360 m / s的OPP速度。 这意味着新的火药和锥形枪管的组合可以达到2000 m / s的OOP速度。 在这样的AKP初始速度下，射击和击中目标之间的距离大约为500秒，距离为0,3米，这将大大简化射击并减少外部因素对AKP的影响。
由基于碳化钨的合金制造的OPP磁芯，结合OPP的高速和小直径，将允许渗透所有 现有和有前途的NIB.
为了减少摩擦并减少发条盒的磨损，OPP托板可以由现代聚合物材料制成，例如，用于在30毫米自动火炮的新型俄罗斯炮弹中制造引导带的材料。
俄罗斯30毫米外壳，前导皮带采用聚合物材料
尽管没有来福枪并且使用由聚合物材料制成的OPP货盘，但子弹的高速和枪管中的压力再加上枪管的锥度，仍可能需要采取措施来增加有前途的自动步枪的枪管强度。 在这里，光滑的枪管具有显着的优势，简化了制造过程。 例如，可以实现钢或什至钛（以下称为钛合金）的枪管与由基于碳化钨的合金制成的插入物的组合。
前坯料桶可以通过3D打印形成，然后在高精度机器上加工。
亚琛莱茵-威斯特法伦技术大学和弗劳恩霍夫社区激光技术研究所（德国）的科学家已经开始研究用碳化钨和碳化钴进行的激光粉末3D打印。 为此，使用了升级版的3D激光打印机，并在工作区域上方安装了加热到烧结层的近红外光谱发射器，功率高达12 kW。 发射器将易耗材料上层的温度提高到800°C以上，此后烧结激光器开始发挥作用。
使用此类设备的建议方案之一是将冷却通道直接集成到制造的工具和零件中。 通过常规的烧结生产这种结构要么非常昂贵，要么在技术上根本不可能。 使用3D打印技术通过选择性激光烧结制造此类产品，使您可以为它们配备复杂形状的内腔。
3D打印可用于制造具有复杂内部结构的产品。
将3D打印与碳化钨和钢/钛一起使用将允许在枪管的整个长度上形成内部空腔，这反过来将确保其有效冷却，例如通过沿整个长度吹入空气或什至是现代电子产品中使用的热管类似物。
热管是由导热金属（例如铜）制成且内部具有低沸点液体的光滑壁或多孔封闭管（从用于超低温的液氦到用于高温应用的汞或铟，在大多数情况下使用氨，水，甲醇和乙醇）。 由于液体在管子的热端蒸发，吸收了蒸发的热量，并在冷气中冷凝，因此从那里移回到热端，从而发生了传热。 带有填充物（芯，陶瓷）的热管可以在任何位置工作，因为液体在毛细作用力的作用下沿着填充物孔返回蒸发区
3D打印还可以用于制造武器的主要部件，包括塑料和金属。 接收器的元件可以用隐藏的空腔制成，以冷却武器并减轻其重量。 聚合物元件也可以制成蜂窝结构形式，以减轻武器的重量，和/或目的是另外吸收后坐力。
与使用5,45x39毫米或5,56x45毫米口径的低脉冲弹药的小型武器相比，后坐力增加了，这将需要将后坐补偿系统全面实施到可接受的水平。
首先，它可以是消音器-闭合型的枪口制动补偿器（DTC），类似于应该在NGSW程序下开发的武器中使用的那种。
通过3D打印由钛合金或Insonel合金制造的XNUMXD Delta P设计消音器
自动化电路也可以通过反冲动量的累积（偏移）来实现，从而在短时间内以高速率提供精确的射击，或者使用其他先进的反冲阻尼/吸收系统。
后座力偏向的武器：自动机AN-94，自动机TKB-0146，步枪G11
Alexei Tarasenko提出了有趣的考虑， 反冲吸振电路.
具有振动吸收吸收系统的Tarasenko自动机的概念
与武器本身和弹药筒的开发一样困难的问题是大规模生产有前途的弹药的组织。 先进墨盒的生产既可以在经典改进的自动旋转线的基础上，也可以在新技术解决方案的基础上，使用能够打印金属和聚合物的 3D 打印机，高速 delta-机器人，高精度光学扫描系统，可让您即时分析收到的弹药并按精度等级对它们进行分类。
绘制用于生产羽毛口径子弹的生产线的图纸
在3D打印机上生产塑料子弹
可以认为，大批量生产有前途的伸缩式弹药筒并不是一项无法解决的任务，至少是由于长期调试了30毫米口径的自动枪BOP的事实，而这种情况也远未单独销售。 同时，法国-英国财团CTA International已经在为40毫米CTAS自动加农炮生产批量生产的伸缩弹药，包括带有BPS的变体。德事隆正准备在美国根据NGSW计划生产用于小型武器的伸缩弹药盒。
另外，也不必担心钨在这些方面的短缺-俄罗斯的钨储量相当大，而邻国中国的钨储量却更大，与之建立的伙伴关系仍然相当顺利。
俄罗斯和世界其他国家的钨生产储量和产量分布
至于有前途的武器和弹药的高昂成本，这对于新设备来说是很正常的。 最后，一切都取决于成本效益的标准，这表明武器弹药群的前景如何超越现有模型。 在初期，特种部队装备有前途的武器，然后是交战最激烈的部队，同时还对武器和弹药的设计和工艺流程进行了完善，以降低其成本。
没有这个，创建突破性的武器弹药库几乎是不可能的。 回想一下他们对第一支突击步枪的创建有何反应：他们说不可能生产出如此多的子弹来向他们提供一支装备有突击步枪的军队，这会导致什么。
历史是螺旋式发展的。 考虑到新材料和新工艺的出现，可以重新检查以前被视为无法实现的许多设计和技术。 在新技术水平上重新考虑在有前途的小型武器中使用带羽毛的次口径子弹以及Gerlich系统的锥形枪管的可能性，将使我们能够创造出大大超过根据既定传统方案和工艺流程制造的现有模型的小型武器。.
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