כיום החלו צבאות המובילים בעולם ביישום תוכניות לפיתוח סוגים חדשים של נשק קל ("רטניק" ברוסיה ו- NGSAR בארצות הברית). כפי שמראה ניסיון של יותר ממאה שנה בפיתוח מחסניות יחידות, ולאחר מכן מחסניות ביניים ודחפים נמוכים, הפתרון המבטיח ביותר הוא פיתוח מתקדם של סוגי תחמושת חדשים.
בעקבות תוצאות מלחמת העולם השנייה, הגיע למסקנה כי יש צורך לשפר את העיצוב של התחמושת המתכלה ביותר (מחסניות לנשק קל אוטומטי) ולהרחיב את בסיס המשאבים לייצורם.
מחסניות עם שרוולי מתכת
הרוויה של יחידות חי ר עם נשק אוטומטי בתעשייה הביטחונית גרמה למחסור בנחושת, בשימוש מסורתי בפליז מחסניות (המשמש לייצור מארזי מחסניות) וטומבק (המשמש לייצור מעטרי כדורים).
הפתרון היעיל ביותר לבעיית המחסור במשאבים היה שימוש בפלדה עדינה, המצופה משני הצדדים בנחושת להגנה מפני קורוזיה, או ללא ציפוי, המשמש בזמן מלחמה לייצור של ספינות פונדקאיות. בתקופה שלאחר המלחמה, שולטה בטכנולוגיה של ציפוי שרוולי פלדה בלכה מיוחדת, שהגנה עליהם מפני לחות והפחתת חיכוך בחדר (עד מגבלת טמפרטורה מסוימת).
למרות הדמיון בין המאפיינים הטכניים של סגסוגות פלדה ונחושת עדינות, לאחרונים יש יתרונות בזמיקות ועמידות בפני קורוזיה. ציפוי הלכה של שרוולי הפלדה הוא בעל עמידות נמוכה בפני שחיקה, ובתהליך הטעינה מחדש, במגע עם חלקי המתכת של הנשק, נוטה להיפגע ולהעביר אותו ליסודות האוטומציה וגורם להם להיכשל. אם מסירים מחסניות שאינן בשימוש מהחבית לאחר סיום הירי, מעטפותיהן נשללות מציפוי הלכה בשל שחיקתו במגע עם המשטח המחומם של החדר, ולאחר מכן הן מואצות בחמצון והמחסניות הופכות לבלתי שימושיות.
הצריכה המוגברת של מחסניות על ידי רגלים חמושים בנשק אוטומטי שימשה בסיס להגדלת התחמושת הלבישה על ידי הפחתת משקל המחסניות. עד תחילת שנות השבעים, הכיוון העיקרי להפחתת משקל התחמושת הלבישה היה המעבר תחילה למחסניות ביניים ולאחר מכן לדחפים נמוכים, בשל הרצון להגביר את הדיוק של האש האוטומטית מעמדות מביכות. לאחר אימוץ רובה התקיפה AK-74 והרובה האוטומטי M-16, מותשה עתודה זו להפחתת משקל התחמושת הלבישה-ניסיון להשתמש בכדורים סוחפים קלים יותר חשף את סחיפת הרוח המוגברת שלהם.
נכון לעכשיו, כדורים עם ליבת פלדה, מעיל עופרת וז'קט טומפק משמשים בעיקר כאלמנטים בולטים. על מנת להגביר את חדירת השריון, צבא ארה ב עבר לשימוש בכדורי מתכת של מחסניות M80A1 EPR ו- M855A1 ללא מעיל עופרת, המורכב מקליפת טומבק וליבה עם ראש פלדה וזנב ביסמוט.
מחסניות ללא קופסאות
בשנות השמונים, בברית המועצות ובמדינות נאט ו, נעשה ניסיון לפתור באופן קיצוני את בעיות צריכת החומרים הגבוהה של מחסניות קלאסיות על ידי מעבר לתחמושת נטולת קייס.ההתקדמות הגדולה ביותר בכיוון זה הושגה על ידי החברה הגרמנית Heckler und Koch, שיצרה את הרובה האוטומטי HK G11, שהשתמש במחסניות DM11 ללא קופסאות שפותחו על ידי דינמית נובל.
עם זאת, הפעולה הצבאית של סדרת 1000 רובי G11 HK בשירות הגבול FRG הוכיחה את סכנתם לאנשי הצבא בשל הבעירה הספונטנית הספציפית של מחסניות נטולות מקרה בחדר, למרות הפרדתו המבנית מחבית הרובה. כתוצאה מכך נאסר על משמרות הגבול הגרמניים תחילה להשתמש בירי האוטומטי, ולאחר מכן הוצא ה- HK G11 לחלוטין מהשירות בגלל חוסר התועלת של השימוש בו כנשק מטען עצמי גרידא בנוכחות אוטומציה מסובכת מדי ("שעון קוקיה").
מחסניות עם שרוולים מפלסטיק
הניסיון הבא לצמצם את צריכת החומרים של תחמושת נשק קל ולהגדיל תחמושת לבישה בוצע בשנות האלפיים בארצות הברית על ידי AAI (כיום טקסטרון מערכות, חטיבת ייצור בתאגיד טקסטרון) כחלק מ- LSAT (טכנולוגיות קלות לנשק קל). התוכנית), שהובילה ליצירת מקלע קל וקרבין אוטומטי, המיועדת לתחמושת משולבת עם מחסניות בעלות שרוול פליז, שרוול פלסטיק וחסר מארז, תוצרת גורם צורה טלסקופי.
מחסניות נטולות קופסאות, כצפוי, צוינו בשל בעירה ספונטנית בתא הקנה, למרות העיצוב הניתן להסרה, ולכן הבחירה בתוכנית LSAT נעשתה לטובת מחסניות בעלות שרוול פלסטיק. עם זאת, הרצון להפחית את עלות התחמושת הוביל לבחירה לא נכונה של סוג הפלסטיק: פוליאמיד שימש ככזה, בעל כל המאפיינים הדרושים, למעט אחד, אך החשוב ביותר - טמפרטורת ההפעלה המרבית שלו אינה עולה על 250 מעלות צלזיוס.
עוד בשנות החמישים, בהתבסס על תוצאות בדיקות השטח, נקבע כי חביתו של מקלע DP בתנאים של ירי רציף בהתפרצויות עם הפסקות להחלפת חנויות מתחממת לערכים הבאים:
150 צילומים - 210 מעלות צלזיוס
200 צילומים - 360 מעלות צלזיוס
300 צילומים - 440 מעלות צלזיוס
400 צילומים - 520 מעלות צלזיוס
במילים אחרות, בתנאי לחימה אינטנסיביים, לאחר שימוש במאתיים סיבובי המחסניות הראשונים, מובטחת חביתו של מקלע קל להגיע לנקודת ההיתוך של הפוליאמיד.
בהקשר לנסיבות אלה, תוכנית LSAT נסגרה בשנת 2016 ועל בסיסה הושקה תוכנית CTSAS (Cased Telescoped Small Arms Systems) במטרה לפתח מחסניות טלסקופיות על בסיס חומרי חדש. על פי ראיון עם מנהל התוכנית של צבא ארה ב קורי פיליפס שניתן ל- thefirearmblog.com במרץ 2017, הפולימר ההנדסי החסין ביותר עד כה, פוליאמיד, נבחר כחומר עבור ספינות הפלסטיק, עם טמפרטורת הפעלה מרבית של 400 ° C.
לפוליאמיד כחומר למארז המחסנית יש גם נכס יקר ערך נוסף - כאשר הוא מחומם מעל הרמה שצוינה, הוא חרוך מבלי להימס עם שחרור חומרים נדיפים שאינם מזהמים את החבית, בעוד שהמשטח החרוך של מארז המחסנית משמש כ חומר מעולה לחיכוך כאשר הוא מופק לאחר זריקה. חוזקו של שפת הציפוי מסופק על ידי אוגן מתכת.
טמפרטורה של 400 מעלות היא הגבול המותר לחימום חביות נשק קל, ולאחר מכן הן מתעוותות, שכן טמפרטורת ההרמה הטכנולוגית של החביות היא מ -415 עד 430 מעלות. עם זאת, חוזק המתיחות של פוליאמיד בטמפרטורה של 300 מעלות או יותר יורד ל -30 MPa, התואם ללחץ בתא של 300 אטמוספרות, כלומר. סדר גודל פחות מרמת הלחץ המקסימלית של גזי אבקה בדגמים מודרניים של נשק קל. כאשר מנסים להסיר את מארז המחסנית שהושלכה מהחדר בעיצוב הקלאסי, אוגן המתכת יקרע כשהרודוד יפיל את שרידי מארז המחסנית מהחבית.
ניתן לשלוט על חימום המחסנית בתא בעיצוב הקלאסי במידה מסוימת על ידי ירי מבריח פתוח (מקלעים), אך במקרה של ירי אינטנסיבי וירי מבריח סגור (מקלעים ורובים אוטומטיים), חימום המחסנית מעל 400 מעלות הוא כמעט בלתי נמנע.
מחסניות עם שרוולי אלומיניום
אלטרנטיבה נוספת לסגסוגות נחושת היא סגסוגות אלומיניום המשמשות במעטפות של מחסניות אקדח סדרתי, בפיתוח ניסיוני של מחסניות רובה וביריות סדרתיות לתותח האוטומטי GAU-8A 30 מ מ. החלפת נחושת באלומיניום מאפשרת לך להסיר את ההגבלה על בסיס המשאבים, להפחית את עלות מארז המחסנית, להפחית את משקל התחמושת ב -25 אחוזים ובהתאם לכך להגדיל את עומס התחמושת הלבישה.
בשנת 1962, TsNIITOCHMASH פיתחה מחסניות ניסיוניות בגודל 7, 62x39 מ מ עם שרוול מסגסוגת אלומיניום (קוד GA). לספינות היה ציפוי גרפיט נגד חיכוך. על מנת למנוע קורוזיה אלקטרוכימית, כוס הקפסולה הייתה עשויה מסגסוגת אלומיניום.
עם זאת, השימוש בשרוולים כאלה מונע מהרכוש השלילי היחיד שלהם - הצתה ספונטנית של אלומיניום וסגסוגותיו באוויר כאשר מחומם ל -430 מעלות צלזיוס. חום הבעירה של אלומיניום גבוה מאוד ומסתכם ב -30.8 מגה -בתים לק ג. המשטח החיצוני של המוצרים נתון לבעירה ספונטנית בעת חימום לטמפרטורה מוגדרת ועלייה בחדירות הסרט החמצני לחמצן באוויר או בחימום לטמפרטורה נמוכה יותר במקרה של פגיעה בסרט התחמוצת. סרט תחמוצת קרמיקה לא פלסטי (עובי ~ 0.005 מיקרון) נהרס כאשר שרוול מתכת מפלסטיק מתעוות בפעולת הלחץ של גזים מונעים, החדירות של סרט התחמוצת מושגת כתוצאה מחימום במהלך ירי אינטנסיבי. שרוולים נדלקים באופן ספונטני רק באוויר לאחר החילוץ מהחבית, שם נשמר מאזן חמצן שלילי במהלך הבעירה של האבקה.
לכן, מעטפות אלומיניום הפכו לנפוצות רק כחלק ממחסניות אקדחים של קליברים 9x18 PM ו- 9x19 Para, שלא ניתן להשוות את עוצמת הירי ואת הטמפרטורה המושגת בחדר עם אינדיקטורים אלה של מקלעים, רובים אוטומטיים ומקלעים.
אלומיניום שימש גם במחסנית הניסיונית 6x45 SAW Long, ששרוולה היה מצויד בתא סיליקון אלסטי, אשר מהדק סדקים בסרט המתכת והתחמוצת. עם זאת, החלטה זו הובילה לעלייה במידות הלינאריות של המחסנית, במידות המקלט הנלוות ובהתאם למשקל הנשק.
פתרון אחר, אך הובא לשירות, הוא ארטילריה עגולה בגודל 30 מ"מ 30X173 GAU עם שרוול מסגסוגת אלומיניום. הדבר התאפשר עקב השימוש במטען מיוחד "קר" מולקולרי נמוך. הפוטנציאל התרמוכימי של האבקה הוא ביחס ישיר לטמפרטורת הבעירה ויחס הפוך למשקל המולקולרי של מוצרי הבעירה. משקלם המולקולרי של 25 וטמפרטורת הבעירה של 3000-3500 K, והמשקל המולקולרי של הדלק החדש היה 17 בטמפרטורת הבעירה של 2000-2400 K באותו דחף.
שרוול מתכת מרוכז מבטיח
הניסיון החיובי של שימוש ביריות ארטילריה עם שרוול אלומיניום מאפשר להתייחס למתכת זו כחומר מבני למארזי מחסניות נשק קל (אפילו ללא הרכב מיוחד של דחף). על מנת לאשר את נכונות הבחירה המצוינת, מומלץ להשוות את המאפיינים של ספינות פליז וסגסוגת אלומיניום.
פליז L68 מכיל 68 אחוז נחושת ו -32 אחוז אבץ. צפיפותו 8.5 גרם / סמ ק, קשיות - 150 MPa, חוזק מתיחה ב 20 ° C - 400 MPa, התארכות מתיחה - 50 אחוזים, מקדם חיכוך הזזה על פלדה - 0.18, נקודת התכה - 938 ° C, אזור טמפרטורה של שבירות - החל מ- 300 עד 700 מעלות צלזיוס.
כתחליף לפליז, מוצע להשתמש באלומיניום מסגסוגת עם מגנזיום, ניקל ואלמנטים כימיים אחרים בשברי נפח של לא יותר מ -3% על מנת להגדיל את תכונות האלסטיות, התרמיות והיציקות מבלי להשפיע על עמידות הסגסוגת כנגד קורוזיה וסדקים בעומס. חוזק הסגסוגת מושג על ידי חיזוקו בסיבי תחמוצת אלומיניום מפוזרים (קוטר ~ 1 מיקרון) בשברי נפח של 20%. הגנה מפני הצתה עצמית על פני השטח מסופקת על ידי החלפת סרט התחמוצת הפריך בציפוי נחושת / פליז מפלסטיק (עובי ~ 5 מיקרומטר) המיושם על ידי אלקטרוליזה.
תרכובת החרם המתקבלת שייכת למעמד הסרמטים והיא נוצרת לתוצר סופי על ידי הזרקת דק על מנת לכוון את סיבי החיזוק לאורך ציר האונייה. האניסוטרופיה של מאפייני החוזק מאפשרת לשמור על תאימות החומר המורכב בכיוון הרדיאלי כדי להבטיח מגע הדוק של קירות השרוול עם פני החדר בפעולת הלחץ של גזי האבקה על מנת לנטרל את האחרון.
תכונות האנטי-חיכוך וההתפסות של הציפוי מובטחות על ידי יישום ציפוי פולימיד-גרפיט (עובי ~ 10 מיקרומטר) על פניו החיצוניים עם שברי נפח שווים של קלסר וחומר מילוי שיכול לעמוד בעומס מגע של 1 GPa ו- טמפרטורת הפעלה של 400 ° C, משמשת כציפוי לבוכנות מנוע בעירה פנימית.
צפיפות הסרת היא 3.2 גרם / סמ ק, חוזק מתיחה בכיוון הציר: ב 20 ° C - 1250 MPa, ב 400 ° C - 410 MPa, חוזק מתיחה בכיוון הרדיאלי: ב 20 ° C - 210 MPa, ב 400 ° C - 70 MPa, התארכות מתיחה בכיוון הציר: ב 20 ° C - 1.5%, ב 400 ° C - 3%, התארכות מתיחה בכיוון הרדיאלי: ב 20 ° C - 25%, ב 400 ° C - 60 %, נקודת התכה - 1100 ° C.
מקדם החיכוך הזזה של הציפוי נגד חיכוך על פלדה הוא 0.05 בעומס מגע של 30 MPa ומעלה.
התהליך הטכנולוגי לייצור שרוולי סרמט מורכב מפעולות פחות (ערבוב מתכת עם סיבים, יציקת שרוולים, חבטות חמות של השפה והקדוח, ציפוי פליז, יישום ציפוי נגד חיכוך) בהשוואה למספר הפעולות ב תהליך טכנולוגי של ייצור שרוולי פליז (יציקת חבטות, ציור קר בששה מעברים, חבטה קרה של השפה והצוואר).
משקל שרוול הפליז של המחסנית 5, 56x45 מ"מ הוא 5 גרם, משקל שרוול הסרת הוא 2 גרם. עלות גרם אחד של נחושת היא 0.7 סנט ארה"ב, אלומיניום - 0.2 סנט ארה"ב, עלות סיבי אלומינה מפוזרים היא 1.6 סנט ארה"ב, משקלם באונייה אינו עולה על 0.4 גרם.
כדור מבטיח
בקשר לאימוץ שריון גוף צבאי 6B45-1 ו- ESAPI, שלא חודרו כדורי זרועות קלות ביד עם ליבת פלדה במרחק של 10 מטרים או יותר, מתוכנן לעבור לשימוש בכדורים עם גרעין סגסוגת מחורצת של טונגסטן קרביד (95%) ואבקות קובלט (5%) במשקל ספציפי של 15 גרם / סמ ק, שאינו דורש שקלול עם עופרת או ביסמוט.
החומר העיקרי של מעטפת הכדורים הוא טומבק, המורכב מ -90% נחושת ו -10% אבץ, שצפיפותו היא 8.8 גרם / סמ ק, נקודת ההיתוך היא 950 ° C, חוזק מתיחה הוא 440 MPa, הדחיסה חוזק הוא 520 MPa. קשיות - 145 MPa, התארכות יחסית - 3% ומקדם חיכוך הזזה על פלדה - 0.44.
בשל העלייה במהירות ההתחלתית של הכדורים ל -1000 ויותר מטרים לשנייה ועליית קצב האש ל -2000 ויותר סיבובים לדקה (AN-94 ו- HK G-11), הטומבק כבר לא עומד בדרישות עבור מעטפת הכדורים עקב שחיקה תרמופלסטית גבוהה עקב מקדם החיכוך הגבוה של סגסוגת נחושת על פלדה. מאידך גיסא, פגזי ארטילריה ידועים, בעיצובם מחליפים את החגורות המובילות בנחושת בחגורות פלסטיק (פוליאסטר), שמקדם החיכוך שלהן הוא ברמה של 0, 1. אולם טמפרטורת ההפעלה של הפלסטיק חגורות אינן עולות על 200 מעלות צלזיוס, שהם חצי מהטמפרטורה המרבית של חביות זרועות עד לתחילת העיוות שלהן.
לכן, כמעטפת של כדור מבטיח עם ליבה מתכת כולה, מוצע להשתמש במרכב פולימרי (עובי ~ 0.5 מ"מ) המכיל פוליאמיד מסוג PM-69 בשברי נפח שווים וגרפיט קולואידי בצפיפות כוללת של 1.5 גרם / סמ"ק, חוזק מתיחה 90 MPa, חוזק דחיסה 230 MPa, קשיות 330 MPa, עומס מגע 350 MPa, טמפרטורת הפעלה מקסימלית 400 ° C ומקדם חיכוך הזזה על פלדה 0.05.
הקליפה נוצרת על ידי ערבוב האוליגומר הפולימיד וחלקיקי הגרפיט, השחלת התערובת לתבנית עם חלק מוטבע - ליבת הכדור ופילמור טמפרטורה של התערובת. ההדבקה של הקליפה וליבת הכדור מובטחת על ידי חדירת פולימיד אל פני השטח הנקבובי של הליבה בהשפעת לחץ וטמפרטורה.
מחסנית טלסקופית מבטיחה
נכון לעכשיו, גורם הצורה המתקדם ביותר של מחסנית נשק קטן נחשב לטלסקופי עם הצבת כדור בתוך בודק דחף לחוץ. השימוש בדק צפוף במקום מטען גרגר קלאסי עם צפיפות נפח נמוכה יותר מאפשר לצמצם את אורך המחסנית ואת הממדים הנלווים של מקלט הנשק עד פעם וחצי.
בשל העיצוב של מנגנון הטעינה (תא קנה הניתן להסרה) של דגמי זרועות קטנות (G11 ו- LSAT) באמצעות מחסניות טלסקופיות, הכדורים שלהם שקועים לתוך דמקה הדחף מתחת לקצוות השרוול. הקצה הפתוח של מטען הדחף המשני מגן על מכסה פלסטיק מפני לכלוך ורטיבות, המשמש בעת ובעונה אחת כמכשף קדמי בעת הירי (על ידי חסימת המפרק בין החדר הניתק לחבית לאחר פריצת כדור). כפי שהראה תרגול הפעולה הצבאית של מחסניות טלסקופיות DM11, שיטת הרכבת המחסנית כזו, שאינה מבטיחה את מיקוד הכדור בכניסת הכדור של הקנה, מובילה לעיוותים של הכדור בעת הירי ובהתאם לכך, אובדן דיוק.
כדי להבטיח את רצף הפעולה שצוין של המחסנית הטלסקופית, מטען ההנעה שלה נחלק לשני חלקים - מטען ראשוני בעל צפיפות נמוכה יחסית (עם קצב שריפה גבוה יותר), הממוקם ישירות בין הקפסולה לתחתית הכדור, וכן יום שלישי מטען של צפיפות גבוהה יחסית (עם קצב שריפה נמוך יותר), הממוקם בריכוז סביב הכדור. לאחר פירסינג הפריימר, המטען הראשוני מופעל תחילה, דוחף את הכדור לתוך הקידוח ויוצר לחץ הגבהה למטען המשני, המניע את הכדור בקידוח.
כדי לשמור על בודק המטען המשני בתוך המחסנית, שולי הקצה הפתוח של השרוול מגולגלים חלקית. החזקת הכדור במחסנית מתבצעת על ידי לחיצה עליו לתוך גוש המטען המשני. הצבת כדור לכל אורכו במידות השרוול מקטינה את אורך המחסנית, אך במקביל יוצרת נפח ריק של השרוול סביב החלק האוגאלי של הכדור, מה שמוביל לגידול בקוטר מַחסָנִית.
על מנת לחסל את החסרונות הללו, מוצעת פריסה חדשה של המחסנית הטלסקופית, המיועדת לשימוש בזרועות קטנות עם תא חבית אינטגרלי קלאסי עם כל סוג של מנגנון טעינה מחדש (ידני, מנוע גז, חבית ניידת, מחסום עכוז חצי חינם וכו '..) ושיטת ירי (עם צריבה קדמית או אחורית).
המחסנית המוצעת מצוידת בכדור שמרחיב את חלקו האגיוואלי מעבר לשרוול ובשל כך ניגש לכניסת הכדור של הקנה. במקום מכסה פלסטיק, הקצה הפתוח של מטען הדוחף מוגן בלכה עמידה בפני לחות שנשרפת בעת הירי. עלייה מסוימת באורך המחסנית המוצעת בהשוואה למחסניות הטלסקופיות הידועות מפוצה על ידי ירידה בקוטר שלה עקב חיסול נפחים לא ממולאים בתוך השרוול.
באופן כללי, המחסנית הטלסקופית המוצעת תגדיל ברבע את כמות המחסניות בתחמושת הלוחמת של חיל הרגלים, וכן תפחית את צריכת החומרים, עוצמת העבודה ועלות הייצור של ארגזי המחסניות.
