Обратный арбалет
Изобретение относится к арбалетам. Обратный арбалет содержит узел крепления упругих элементов, упругие элементы, направленные в сторону выстрела, одинаковые ролики, имеющие геометрический центр и расположенные на концах упругих элементов, тетивы, проходящие через ролики, основание, на котором размещены узел крепления упругих элементов, спусковой механизм и цевье. Позволяет увеличить эффективность работы упругих элементов, упростить процесс сборки и разборки арбалета для транспортировки и хранения, уменьшить габаритные размеры арбалета. 7 ил.
Изобретение относится к области спортивного и охотничьего метательного оружия, а именно оружия, использующего энергию напряженного твердого тела, и может быть использовано при проектировании и конструировании оружия для метания снарядов, а именно арбалета.
Известен (US, патент 4879987) арбалет, содержащий основание, спусковой механизм, узел крепления упругих элементов, упругие элементы, направленные в сторону выстрела, на концах которых закреплены ролики, шарнирно-роликовый механизм, закрепленный на основании, тетиву, проходящую через ролики и шарнирно-роликовый механизм.
Недостатком известного арбалета является сложная схема заправки тетивы и шарнирно-роликовый механизм, который передает вибрации, возникающие при выстреле на основание, а также неэффективное расположение упругих элементов на узле крепления упругих элементов и конструкция крепления этого узла к основанию. Кроме этого, представленная конструкция арбалета является неразборной, то есть невозможно снять собранный лук с основания.
Известен (RU патент 2093771 / US, патент 5630405) обратный арбалет, который содержит узел крепления упругих элементов, упругие элементы, направленные в сторону выстрела, ролики, расположенные на концах упругих элементов, тетивы, проходящие через ролики, основание, на котором размещены: узел крепления упругих элементов и спусковой механизм. Кроме того, арбалет содержит каретку, расположенную на основной тетиве, направляющую каретки, направляющую стрелы. При этом основание выполнено с пазом и с горизонтальной прорезью, расположенной в ее передней части, каретка выполнена с продольным пазом, расположенным в ее нижней части, каналом под тетиву и вырезами, расположенными на ее фронтальной поверхности, количество которых соответствует количеству лепестков наконечника стрелы.
Недостатком известного арбалета следует признать место расположения узла крепления упругих элементов, геометрию расположения упругих элементов, схему расположения тетив, что в свою очередь ведет к уменьшению величины рабочего хода, неэффективному использованию энергии накопленной упругими элементами при взведении арбалета, большие габариты арбалета, ограниченные возможности по балансировке арбалета, обусловленные конструктивным несовершенством отдельных узлов, а также всей конструкции арбалета в целом.
Техническая задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в создании усовершенствованной конструкции арбалета, позволяющей увеличить эффективность работы упругих элементов, упростить процесс сборки и разборки арбалета для транспортировки и хранения, уменьшить габаритные размеры арбалета, улучшить балансировку и эргономику арбалета, снизить уровень шума и отдачу, при производстве выстрела, уменьшить вибрации, возникающие при производстве выстрела.
Технический результат, получаемый при реализации данного изобретения, состоит в повышении максимальной начальной скорости метаемого снаряда, увеличении точности и кучности стрельбы, уменьшении габаритных размеров арбалета, снижении отдачи, шума и вибраций при производстве выстрела, упрощении процесса сборки и разборки арбалета, удобстве замены тетив, улучшении балансировки и эргономических свойств арбалета.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать арбалет, содержащий узел крепления упругих элементов, упругие элементы, направленные в сторону выстрела, ролики, расположенные на концах упругих элементов, тетивы, проходящие через ролики, основание, на котором размещены узел крепления упругих элементов и спусковой механизм. При этом узел крепления упругих элементов расположен на краю основания за спусковым механизмом и отцентрирован относительно основания посредством конуса, выполненного на нижней поверхности узла крепления упругих элементов, и ответной конусной выемки в основании и закреплен одним резьбовым соединением, что позволяет улучшить балансировку арбалета и максимально упростить сборку и разборку арбалета. Первоначальный угол установки упругих элементов на узел их крепления и точки их крепления выбраны таким образом, что при взведении арбалета ось вращения каждого ролика пересекает линию, параллельную центральной оси арбалета и проходящую через точку начала изгиба каждого из упругих элементов, при этом расстояние между осями вращения роликов взведенного арбалета меньше расстояния между точками начала изгиба упругих элементов, что вместе с выбранным начальным положением роликов позволяет реализовать наиболее эффективную работу упругих элементов, уменьшить габариты арбалета, снизить уровень шума и отдачу. Тяги тетив полиспаста сконструированы таким образом, что позволяют применить компактное съемное устройство для установки и снятия тетив. Форма и угол наклона цевья арбалета позволяет стрелку выбрать наиболее удобное положение для удержания и производства выстрела из арбалета.
В дальнейшем конструкция будет раскрыта с использованием графического материала, где на Фиг.1 приведен общий вид разработанной конструкции арбалета, на Фиг.2 приведена схема установки упругих элементов в сборе с узлом крепления упругих элементов на основании, на Фиг.3 приведен способ фиксации узла крепления упругих элементов к основанию, на Фиг.4 приведены геометрические особенности положения упругих элементов на узле крепления, Фиг.5 показано начальное положение ролика, на Фиг.6 приведена схема установки съемного устройства, на Фиг.7 приведена форма и наклон цевья.
Ниже подробно описаны основные узлы разработанной конструкции обратного арбалета.
Узел 1 крепления упругих элементов Фиг.1 отличается тем, что расположен на самом краю основания 3, за спусковым механизмом 4, за рукояткой 5, за узлом крепления прицела 6 - что позволяет перенести массу узла 1 крепления упругих элементов ближе к стрелку, к прикладу 7. Это позволяет достигнуть наилучшей балансировки всей конструкции арбалета и делает удержание арбалета и прицеливание из него более легким и удобным, что положительно влияет на повышение точности и кучности стрельбы.
Такое расположение узла 1 крепления упругих элементов позволило в отличие от известных конструкций (№ US 4879987; US 5630405) увеличить длину упругих элементов 2, без увеличения габаритных размеров конструкции, что увеличивает ресурс, срок службы упругих элементов 2 и стабильность их работы за счет распределения изгибающих нагрузок по значительно большей области незакрепленной части упругих элементов в процессе их работы.
Узел 1 крепления упругих элементов, в сборе с упругими элементами 2, роликами 9, 10 и установленными тетивами 11, 12, 13, прикреплен одним винтом 8 сверху к основанию 3, что обеспечивает удобную и быструю сборку и разборку арбалета для транспортировки и хранения (Фиг.2).
При установке узла 1 крепления упругих элементов Фиг.3 на основании 3 происходит центрирование узла 1 крепления упругих элементов относительно вертикальной плоскости 14, проходящей через центральную ось арбалета. Центрирование происходит благодаря наличию конуса 15 на узле 1 крепления упругих элементов и ответной конусной выемки на основании 3. Однозначная, не имеющая отклонений, посадка узла 1 крепления упругих элементов к основанию очень важна для точной стрельбы. Это решение также уменьшает габариты узла 1 крепления упругих элементов и количество крепежных деталей, что также снижает производственные затраты.
В представленной конструкции обратного арбалета (Фиг.4) первоначальный угол установки упругих элементов 2 на узел 1 крепления упругих элементов, конструкция самих упругих элементов 2 и расстояние 31 между точками крепления 34 выбраны таким образом, что при взведении арбалета оси вращения 16 роликов 9,10 пересекают линии 18, параллельные центральной оси арбалета 17 и проходящие через точки 19 начала изгиба упругих элементов 2. При этом расстояние 22 между осями вращения блоков 16 при взведенных упругих элементах 2 меньше расстояния 21 между точками 19 начала изгиба упругих элементов 2. Данное решение позволило уменьшить габариты всей конструкции, а также уменьшить действие составляющей момента инерции, возникающего в процессе движения упругих элементов 2 при выстреле, что в свою очередь позволило значительно снизить момент отдачи при производстве выстрела и уровень шума.
Представленная схема расположения упругих элементов 2 позволила значительно уменьшить диапазон перемещения 20 тетив полиспаста 11, 12 вдоль оси арбалета 17, что уменьшает вибрацию и потери на трение, возникающее в связи с продольным перемещением тетив полиспаста при выстреле.
В представленной конструкции для повышения скорости вылета метаемого снаряда установлено первоначальное положение ролика 10 (Фиг.5) (положение ролика 9 зеркально относительно ролика 10), заданное положением оси вращения ролика 16, которая расположена на перпендикуляре, проведенном из геометрического центра 30 ролика к оси вращения ролика 16. При этом геометрический центр 30 расположен внутри области, ограниченной упругими элементами 2. Расстояние 33 от геометрического центра 30 до оси 16 вращения ролика зависит от выбранного значения эксцентриситета. Диапазон положений первоначальной установки ролика 10 (арбалет не взведен) ограничен положением ролика 10, при котором расстояние 33 между плоскостью, проходящей через геометрический центр 30 ролика и точкой 32 пересечения с рабочей тетивой 13, и плоскостью, параллельной первой плоскости и проходящей через центр оси 16 вращения ролика, меняет значение от выбранного значения эксцентриситета до нуля.
В данной конструкции арбалета (Фиг.6) была применена конструкция крепления тетивы полиспаста, которая отличается тем, что тяга полиспаста 27 одним концом прикреплена к оси 16 вращения роликов 9, 10, а к другому концу тяги полиспаста 27 с одной стороны прикреплена тетива полиспаста 12, а с другой стороны установлено приспособление для крепления съемного устройства 23. Данное решение позволяет уменьшить габариты всей конструкции и применить съемное устройство 23 для установки и снятия тетив 11, 12, 13, которое позволяет стрелку в любых условиях (на охоте, в тире, на природе) произвести замену тетив арбалета. Это съемное устройство предназначено для сведения или распрямления упругих элементов 2. Съемное устройство 23 состоит из винтовых тяг 24, 25, имеющих правую и левую резьбу. Винтовые тяги 24, 25 прикреплены к тягам полиспаста 27 и вращением цилиндра 23 через отверстие 26 в одну или другую сторону можно сгибать и разгибать упругие элементы 2 для установки или снятия тетив 11, 12, 13. Применение такого съемного устройства 23 для заявленных целей и способ его крепления являются новыми и не найдены в известном уровне техники.
В представленной конструкции арбалета использовано цевье 35 (фиг.7), которое установлено под углом к основанию 3 и, следовательно, под углом к линии прицеливания 39. Угол 40 между осью наклона 38 цевья 35 и основанием арбалета 3 имеет предпочтительное значение в диапазоне от 10 до 25 градусов, в зависимости от длины основания арбалета. Это позволяет в зависимости от длины руки 36 стрелка и угла хвата 37 выбрать наиболее удобное положение стрелка, при котором удержание арбалета и производство выстрела становятся более легким и требует меньшего напряжения стрелка. Если стрелок имеет более длинные руки, то, перемещая ладонь опорной руки вперед (от себя) по направлению оси наклона 38 цевья 35, стрелок выбирает для себя наиболее удобную изготовку. Если стрелок имеет более короткие руки, то, перемещая опорную ладонь назад (к себе) по направлению оси наклона 38 цевья 35, стрелок выбирает для себя наиболее удобную изготовку.
Цевье 35 конусообразной формы с закруглениями на концах имеет утолщение в зоне, наиболее приближенной к основанию 3 арбалета. Размер утолщения выбран таким образом, чтобы пальцы стрелка не попадали в зону действия рабочей тетивы, что обеспечивает безопасность и удобство удержания арбалета при производстве выстрела.
Разработанную конструкцию арбалета используют следующим образом. Приложением силы тянут тетиву 13 в направлении точки ее фиксации 41 на спусковом механизме 4. При этом незакрепленные части упругих элементов 2 изгибаются в направлении основания 3, запасая энергию для производства выстрела, ролики 9, 10, имеющие две периферийные поверхности, разворачиваются вокруг оси вращения 16, разматывая тетиву 13, одновременно с этим тетивы полиспаста 11, 12 наматываются на ролики 9, 10. После фиксации тетивы 13 на спусковом механизме 4 арбалет готов к производству выстрела.
Обратный арбалет, содержащий основание, на котором размещены узел крепления упругих элементов, спусковой механизм и цевье, упругие элементы, направленные в сторону выстрела, ролики, расположенные на концах упругих элементов, тетивы, проходящие через ролики, отличающийся тем, что узел крепления упругих элементов расположен на краю основания за спусковым механизмом, отцентрирован относительно основания по коническим поверхностям и прикреплен к основанию посредством резьбового соединения, угол установки упругих элементов на узел их крепления и расстояние между точками их крепления выбраны из условий при взведении арбалета пересечения осью вращения каждого ролика линии, параллельной центральной оси арбалета и проходящей через точку начала изгиба каждого из упругих элементов, при этом расстояние между осями вращения роликов меньше расстояния между точками начала изгиба упругих элементов, ось вращения каждого ролика смещена относительно его геометрического центра, который расположен на прямой, перпендикулярной к прямой, соединяющей геометрический центр и точку выхода тетивы, и до взведения арбалета расположения геометрического центра ролика на прямой, соединяющей центр ролика и точку выхода тетивы и проходящее через ось вращения ролика, причем цевье выполнено конусообразной формы со скругленными концами, и утолщенной частью расположено в зоне, наиболее приближенной к основанию под углом 10...25° к основанию.
