Elöljáróban: ezen az írásban szereplő koncepció gyakorlatbani működőképessége, életképessége műszakilag és üzletileg pont olyan dolog, amiről fogalmunk sincsen, gyanítjuk, hogy prototípusok megépítése nélkül ez el sem dönthető. AZONBAN (szerkesztett formában) mégis közzétesszük, aminek az az oka, hogy felettébb érdekes, illetve az írás elején figyelemreméltóan össze vannak foglalva a hasonló, gyakorlatban alkalmazott megoldások, így ha másért nem, ezért is érdemes elolvasni, tanulmányozni. – A szerk.
—
Eljárás a lőfegyver hátrahatásának csökkentésére
A probléma:
„… a harcászati mozgékonyság és a hátrahatás egymással kibékíthetetlen ellentétben vannak[…].” 1
A hatás akadályozza a 40 – 50 000 J torkolati energiával rendelkező kézi lőfegyverek komfortosabb kialakítását, (ezek a fegyverek lehetnek alkalmasak nagy távolságra hatékony töltettel eljuttatni irányított lövedéket is) továbbá nagy igénybevételnek teszi ki a fedélzeti gépágyút használó légi járművek sárkányszerkezetét és hatással van a sorozatlövés szórásképére.”
Jelen megoldások összefoglalása
A hátrahatás energiájának a megszüntetésére, vagy csökkentésére jelenleg alkalmazott megoldások:
– A hátrahatás megszüntetésére alkalmazott megoldás a lőporgázok egy részének a lövésfolyamat kezdetétől a lövés irányával ellentétesen (fúvókán) történő kiáramoltatása (HSN fegyverek, pl RPG-sorozat, Carl Gustav m/42… ). Az ilyen aktív-reaktív fegyverek esetében a lőszer lőportöltete úgy van méretezve, hogy energiájának egy része a lövedéket a csőben a kívánt sebességre felgyorsítsa , a további része pedig biztosítsa hogy a fegyver ne mozduljon hátra.
A megoldáshoz alkalmazott különleges lőszer mérete és tömege a normál lőszerénél nagyobb.
– A csőszájfék alkalmazása, a torkolaton kilépő lőporgázok reaktív hatását 30 – 60%-kal csökkenti. A csőszájfék annak függvényében fékezi a cső hátrasiklását hogy mekkora tömegű és sebességű lőporgázt milyen mértékben térít el a kiáramlás irányától.
A hátrahatás korlátozott mértékben csökkenthető.
– Sajátos megoldást alkalmaznak egy kis tömegű 20mm-es rombolópuska, a horvát RT20-as esetében. Itt a hátrahatást torkolati szerelvény is csökkenti, de a lövés során keletkező a lőporgázoknak egy részét a csőből kivezetik, és az áramlását egy fúvócsőben a csőfar irányába visszafordítják. Ilyenkor a torkolatinál nagyobb energiájú gázok nagyobb munkavégzőképessége és a reakcióerő optimális iránya miatt, nagymértékű a hátrahatás csökkentése. A megoldáshoz nincs szükség különleges lőszerre.
A hátrahatás csökkentésének nagysága behatárolt, mivel a túl korai, nagy mennyiségű lőporgáz kivezetése a csőből a lövedék kezdősebességének jelentős csökkenésével járna.
RT20
Az eddig ismertetett megoldások közös eleme hogy az energia, amit a hátrahatás csökkentésére is alkalmaznak, a lőpornak a vegyületében jelenlévő oxidálószerrel történő elégetésekor felszabaduló kémiai energiából származik. (Ami a csőben, mint munkatérben alakul át).
“Utánégetés”, mint lehetőség
A lőszer lőportöltetének a csőben történt folyamatot követő további oxidációjával további energia szabadítható fel. A további oxidációval nyerhető energia alkalmas lehet a hátrahatásnak az eddiginél lényegesen nagyobb mértékű csökkentésére normál lőszerrel.
A továbbégetett lőporgázokkal való hátrahatás-csökkentéshez a lőporgázok egy részét a csőből egy a csővel azonos állású hajtóműbe kell irányítani, amiből az égéstermékgázokat a lövés irányával ellentétes irányba kell kivezetni.
Az újszerű hátrahatáscsökkentés feltételei:
– a lőporgáznak továbbégethetőnek kell lennie.
– olyan, a lőporgázok továbbégetésére alkalmas reaktív hajtóművet kell kialakítani, ami a fegyver működéséhez illeszthető, egyszerű, és képes a további energiafelszabadításhoz szükséges oxidáló hatású reagenst (pl levegőt) rövid idejű ciklus alatt a környezetből a hajtóműbe juttatni.
Az első feltétel a legtöbb alkalmazott lőpor esetében teljesül: A gyakran alkalmazott NC (cellulóz-nitrát alapú, füst nélküli) lőporok oxigénmérlege legalább -30%-os, az összetettebb lőporok oxigénmérlege a zselatinált alkotótól függően (pl. diglikol-dinitrát) esetében még negatívabb, de glikol-dinitrát vagy nitroglicerin (glicerin-trinitrát) esetében sem lehet lényegesen kisebb az oxigénhiány 30%-nál az alkalmazott stabilizátorok és egyéb adalékok miatt. Elégőhüvelyes vagy félfémhüvelyes lőszerek esetében a bomlástermékek szintén jórészt továbbégethetők.
A továbbégetésre kevésbé optimális a gudal lőpor (lőporok kristályos nitro-vegyületekkel) lehet.
A hajtóműnek minél több oxidáló reagenst kell bejuttatnia az égésterekbe, a kis hatóanyagtartalmú (21%) levegőből, mivel a teljesítményét leginkább ez határolja be. Az előzőek miatt a lüktető reaktív hajtóműből célszerű kiindulni, mivel az a hozzá illesztett fegyver lövésfolyamatai között is képes a levegővel való feltöltődésre
Az elképzelt visszahatás-csökkentő hajtómű felépítése:
A lőfegyver hátrahatásának csökkentésére alkalmas hajtóműnek(a továbbiakban hajtómű) a konvencionális lüktető reaktív hajtóműre jellemző geometriája van. Az újszerű működést az teszi lehetővé, hogy a hajtómű az eredetihez képest további részegységeket tartalmaz, égéstere és utánégetőtere van, és a kettő között egy sugárszivattyú részegysége (a továbbiakban ejektor) is van. A 8 ejektor összeköti a 2 fegyvercsövet a külső környezetet, a 13 égésteret és a 17 utánégetőteret.
Az eljárás szerinti működés:
(1)- kiindulási helyzetben (két lövésfolyamat között) a hajtómű a konvencionális lüktető reaktív hajtóműre jellemző módon levegővel a környezeti nyomásra feltöltődik. Ezt követően további levegő jut az égésterekbe az ejektoron keresztül. A 8 ejektoron keresztül az égésterekbe áramló közegek:
– szaggatott vonallal ábrázolt nyíl: – levegő
– folyamatos vonallal ábrázolt nyíl: – lőporgáz
(2)- 1. ábra: a fegyverrel egybeépített hajtómű egy lehetséges kialakítása, főbb áramlási irányok az ejektor első üzemállapotában.
Az eljárás szerint a 2 fegyvercsőből a még éghető anyagot tartalmazó lőporgázokat a 8 ejektoron keresztül a 13 égéstérbe vezetjük, ezzel párhuzamosan a lőporgáz, mint munkavégző közeg a 8 ejektoron keresztül levegőt is szivattyúz és sűrít a külső környezetből a 13 égéstérbe.
A módosított hajtómű lőporgáz-levegő keverékkel nem csak a környezeti nyomás segítségével, hanem a fegyvercsőből áramló lőporgáz hatására is töltődik a környezetinél nagyságrendnyivel nagyobb nyomásra. A jelentős hőmérsékletű lőporgázok az égéstérben lelassulva, a sűrítés következtében nagy biztonsággal visszagyulladnak. Ezt követően az ejektoron keresztül az égéstérből áramló lőporgázok munkájával juttatunk levegőt az utánégetőtérbe is.
(3)- 2. ábra: a fegyverrel egybeépített hajtómű, főbb áramlási irányok az ejektor második üzemállapotában.
A 13 égéstérből az ejektoron keresztül áramló égéstermékgázokkal (mint újabb munkavégző közeggel) a 2 fegyvercsövön keresztül további lőporgázt, a külső környezetből pedig levegőt szivattyúzunk és sűrítünk a 17 utánégetőtérbe.
A lőporgázoknak az égésterekben a külső környezetből bevont levegővel történt továbbégetése után azok a 1 torkolattal ellentétes irányban álló 18 fúvócsövön kiáramlanak és kifejtik a fegyver hátrahatását csökkentő reaktív hatásukat. (HU 231158 B1 és az US 17/040.259 szabadalmi bejelentés)
A megoldás többek között kézi fegyverek esetében is alkalmazható lehet, pl az XM109-es gránátvetőhöz hasonló fegyver, vagy a nagyobb telljesítményű lőszert használó rombolópuskák esetében. A kézifegyver egy célszerű kialakítása az RT20 rombolópuskához hasonló lehetne, a fúvócső helyett hasonló méretű hajtóművel. (A szerkesztőben is felmerül a kérdés, hogy a visszahatás-csökkentő hajtóműből kiáramló gázsugár mennyire balesetveszélyes a lövőre illetve annak környezetére nézve, az égési sérülés. Valamint a katonai felhasználásban a lövő pozíciójának felfedése mennyire kockázatos általa. – A szerk.)
A szerző várja cégek jelentkezését, akik érdekeltek újszerű hatásfék, és az azzal működő fegyverek fejlesztésében.
Név és cím a szerkesztőségben
Irodalom:
1 Földi Ferenc: GONDOLATOK A HASZNÁLHATÓSÁGRÓL. In: HADMÉRNÖK. I.évfolyam
3. szám-2006. December. 50.oldal.