Поддающиеся биологическому разложению боеприпасы для огнестрельного оружия
Изобретение относится к разнообразным боеприпасам для использования в огнестрельном оружии, имеющим ту особенность, что они нелетальны и поддаются биологическому разложению. Технический результат - улучшение профиля биологического разложения оружия, сохраняющего характеристики и свойства, необходимые для его использования. Поддающиеся биологическому разложению нелетальные боеприпасы для огнестрельного оружия имеют удельный вес 0,6-6 г/см3. Они выполнены из патронной гильзы, содержащей газообразующие средства. Толщина ее стенки составляет от 0,3 до 3 мм. Боеприпас имеет основание гильзы и пулю. В состав указанной пули и гильзы независимо входят по меньшей мере 30% содержащего поддающийся биологическому разложению эластомер биопластика. Из него по меньшей мере 90% по массе способно к превращению в диоксид углерода, воду и биомассу менее чем за шесть месяцев согласно стандарту ISO 14855, и до 70% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей. Каждый из них выбран из группы карбонатов или минеральных солей. 30 з.п. ф-лы, 5 ил.
Данное изобретение относится к разнообразным боеприпасам для использования в огнестрельном оружии, имеющим ту особенность, что они нелетальны и поддаются биологическому разложению.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Патрон, пулю или боеприпасы можно определить как набор необходимых элементов для стрельбы из огнестрельного оружия: по существу, пуля, патронная гильза, содержащая газообразующие средства (как правило, называемые гремучим запальным составом, например, порох), и основание гильзы, содержащее необходимые средства для зажигания указанных газообразующих средств. В боевых огнестрельных боеприпасах и тренировочных боеприпасах (нелетальных) пуля выбрасывается благодаря расширению газов внутри патронной гильзы. В холостых боеприпасах патронная гильза имеет линии разрыва, так что, когда газы расширяются, патронная гильза разрывается вдоль указанных линий разрыва, выпуская газы без выброса какого-либо твердого элемента.
Боеприпасы имеют соответствующий размер, чтобы плотно входить внутрь камеры зажигания огнестрельного оружия. Гремучий запальный состав содержит небольшой заряд чувствительного к удару химического вещества, которое может быть расположено в центре или на краю задней части боеприпаса, и представляет собой первичную причину выстрела.
Все эти типы обычных боеприпасов имеют сплошную металлическую оболочку (основание гильзы, патронная гильза и пуля), с некоторыми исключениями, изготавливаемыми из обычных пластиковых материалов, как в случае холостых боеприпасов.
Патронная гильза, помимо того, что она служит в качестве носителя пули и газообразующих средств (например, пороха), представляет собой деталь, соединяющую вместе другие элементы, составляющие боеприпас. Патронная гильза состоит из двух основных частей: дульца и корпуса. Если патронные гильзы бутылочного типа (сужающиеся), необходимо добавить шейку (сужение) и скат.
Основание гильзы представляет собой держатель запального капсюля (ударного детонатора). В этой части боеприпаса размещено запальное вещество, ответственное за инициирование зажигания.
Общеизвестны боеприпасы с патронными гильзами, выполненными из обычных пластиков, предлагающие преимущества над обычными боеприпасами, выполненными из патронных гильз и металлических пуль, такие как, среди прочего, уменьшение массы, снижение производственных затрат и ускорение производственных процессов. Наиболее распространенные пластиковые боеприпасы представляют собой холостые боеприпасы.
Патронные гильзы, в зависимости от материала, из которого они изготовлены, могут быть металлическими и полуметаллическими. В случае металлических патронных гильз он должен обладать особой прочностью, пластичностью и эластичностью, позволяющими выдерживать расширение, испытываемое во время выстрела, когда они должны плотно прижиматься к стенкам камеры с целью герметизации, а после этого восстанавливать свой исходный размер, когда давление газов уменьшается. Эти качества в полной мере выполняются латунью, которая для допуска к производству в Испании должна состоять из 72% меди и 28% цинка.
Наоборот, почти все современные полуметаллические патронные гильзы имеют литую однокомпонентную пластиковую гильзу.
Кроме того, использование металлических боеприпасов развивалось, устраняя наиболее загрязняющие тяжелые металлы, такие как свинец пули, но даже в таком случае, как патронные гильзы, так и металлические пули продолжают быть нерешенной проблемой, поскольку они остаются в окружающей среде в течение десятилетий до того, как они разложатся путем окисления, а также в особенности загрязняют воду в ходе этого процесса.
Использование полуметаллических боеприпасов, изготовленных из не поддающихся биологическому разложению пластиков, также создает значительную экологическую проблему, поскольку патронные гильзы и пули или их части остаются разбросанными по естественному грунту без обработки отходов какого-либо типа. Проблема загрязнения окружающей среды возникает после выстрела, когда патронная гильза выбрасывается из оружия, и выстреливается пуля, оставаясь как на грунте, так и в природной среде. Исчезновение наиболее распространенных пластиков, используемых в настоящее время, из окружающей среды может длиться до нескольких столетий. По этой причине охотничьи ассоциации, стрелковые полигоны и силы безопасности в настоящее время нуждаются в патроне, поддающемся биологическому разложению, который также выполняет присущие ему функции, для занятий этими видами спорта и тренировок.
Нелетальные боеприпасы используют в военных и гражданских применениях для тренировок, сдерживания толпы, стрелковой практики и т.п.
Документ DE10163415 относится к 20 мм боевым огнестрельным боеприпасам, содержащим металлический сердечник из алюминия, стали или подобного материала, покрытый материалом, поддающимся биологическому разложению. Помимо того, что природа указанного состава, поддающегося биологическому разложению, не указана, с учетом состава сердечника, ни пуля, ни боеприпас в целом не может считаться поддающимся биологическому разложению.
Документ ЕР 2663831 относится к холостым боеприпасам и дозвуковым боеприпасам, изготовленным из высокопрочного полимера, образованного из нейлона и фасонного стекловолокна, которые нельзя считать поддающимися биологическому разложению.
Документ GB 496180 относится к боеприпасам, конкретно, к минометным минам. Из первого прочтения документа можно сделать вывод, что материалы, используемые, чтобы придать им хрупкость, включают пыль из пшеничной соломы, рудные минералы и смазочные вещества, такие как соевое, кукурузное или пальмовое масло, свойства которых отличаются от необходимых для боеприпасов огнестрельного оружия. Хотя упоминается, что боеприпасы поддаются биологическому разложению, описано присутствие металлов, таких как силикат магния и стеарат цинка, несовместимых со способностью к биологическому разложению. Только часть минометной мины будет подвергнута биологическому разложению. Кроме того, задача патента заключается в придании боеприпасам хрупкости или ломкости, что было бы крайне нежелательной характеристикой для патронных гильз боеприпасов любого типа.
Документ PCT/ES 2015/070356 относится к патронам для гладкоствольных ружей, поддающимся биологическому разложению, подходящим только для гладкоствольных ружей, а не для пистолетов, автоматов или полуавтоматических винтовок. Эти патроны для гладкоствольных ружей и нелетальные боеприпасы, поддающиеся биологическому разложению, предлагаемые нами, не выдерживают таких физикомеханических нагрузок, содержат другие внутренние элементы, применяемая баллистика абсолютно другая потому, что стволы гладкоствольных ружей не имеют нарезки, и поэтому составы и смеси материалов другие.
Документ GB 2422185 описывает патрон гильзы гладкоствольных ружей, патронные гильзы которых изготовлены из материала, поддающегося биологическому разложению, по существу, ПВА, а на биопластиков растительного происхождения. В любом случае, требования к гильзе гладкоствольного ружья совершенно другие чем для пулевых боеприпасов. Аналогичным образом, документ US 2014/0366765 также описывает гильзы гладкоствольных ружей, изготовленные из полигидроксиалканоатов (ПГА).
Патент US 5,859,090 описывает боеприпасы, изготовленные из по меньшей мере 98% капролактона. Капролактон имеет очень низкую точку плавления и плавится при непрерывной стрельбе или в условиях жаркой окружающей среды, делая боеприпасы непригодными и даже опасными для стрелка. Кроме того, капролактон производят из нефти, и даже если из него удастся создать пригодные к использованию боеприпасы, поддающиеся биологическому разложению, они будут происходить из нефтепродуктов, что не сделает их экологически чистой альтернативой.
Патенты ES 2373161 и ES 2404030 относятся к страйкбольным шарикам для боеприпасов, изготовленным из нефтепродуктов, поддающихся биологическому разложению. Таким образом, они не представляют собой биопластики растительного происхождения. Кроме того, к страйкбольным шарикам предъявляются баллистические требования, не имеющие ничего общего с теми, которые необходимы для изготовления нелетальных или тренировочных боеприпасов, содержащих не только выбрасываемый шарик, но и различные другие детали (основание гильзы, патронную гильзу, пулю), соединенные для использования в боевом огнестрельном оружии. Страйкбольные шарики предназначены для игрушечного оружия.
Таким образом, существует потребность в предложении нелетальных боеприпасов с улучшенным профилем биологического разложения, сохраняющих характеристики и свойства, необходимые для их использования.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение полностью решает экологическую проблему, возникающую, когда в результате стрельбы, выполняемой за городом, в природном окружении, множество частей патронных гильз и пуль разбрасываются по земле и погружаются в нее. Таким образом, аспект данного изобретения представляет собой нелетальные боеприпасы, поддающиеся биологическому разложению, для огнестрельного оружия, выполненные из патронной гильзы, содержащей газообразующие средства, основания гильзы и пули, при этом в состав указанной пули входят по меньшей мере 30% биопластика, из которого по меньшей мере 90% по массе превращаются в диоксид углерода, воду и биомассу менее чем за шесть месяцев, согласно стандарту ISO 14855, и до 70% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей.
Данное изобретение основано на сырьевых материалах, поддающихся биологическому разложению, обладающих необходимой эластичностью, предотвращающей разрыв во время их использования, и сохраняющих способность к биологическому разложению после использования.
Кроме того, разнообразные боеприпасы, представленные нами, решают другие проблемы и предлагают новые решения при их использовании. Боеприпасы не только нелетальны, но также нетравматичны, что уменьшает опасность серьезных ранений, сохраняя полную реалистичность во время тренировки. В некоторых конфигурациях существует также возможность изготовления нелетальных боеприпасов, поддающихся биологическому разложению, которые, в отличие от других нелетальных боеприпасов, создают достаточное давление для использования в автоматическом и полуавтоматическом оружии.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
Далее следуют ссылки на фигуры, помогающие лучше понять описание, и иллюстрирующие конкретный не имеющий ограничительного характера вариант реализации объекта данного изобретения.
ФИГУРА 1 иллюстрирует поперечное сечение боеприпаса, имеющего обычную конфигурацию с патронной гильзой (1), основанием (2) гильзы и пулей (3), изготавливаемыми независимо, и собираемыми впоследствии.
ФИГУРА 2 иллюстрирует общий вид боеприпаса по фиг. 1.
ФИГУРА 3 иллюстрирует поперечное сечение боеприпаса с патронной гильзой и пулей, образующими две независимых части.
ФИГУРА 4 иллюстрирует поперечное сечение боеприпаса с патронной гильзой и пулей, разделенными линией разрыва, причем патронная гильза и пуля образуют цельный элемент.
ФИГУРА 5 Иллюстрирует поперечное сечение холостого боеприпаса с патронной гильзой и полой пулевой головкой в одном элементе и звездообразной точкой разрыва.
На указанных фигурах имеются следующие пронумерованные элементы:
1) Патронная гильза
2) Основание гильзы
3) Пуля (независимая часть патронной гильзы)
4) Комплект из патронной гильзы и основания гильзы (один элемент)
5) Патронная гильза и пулевая головка, образующие единый элемент
6) Полая пулевая головка
7) Продольные линии разрыва на пулевой головке
8) Часть пули в боеприпасе с патронной гильзой и пулей, образующими единый элемент
9) Линия разрыва, разделяющая патронную гильзу и пулю.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Биопластики
Таким образом, данное изобретение относится к нелетальным боеприпасам, выполненным по существу из биопластика, поддающегося биологическому разложению. Биопластик представляет собой пластик биологического происхождения, производимый живыми организмами, поддающийся биологическому разложению в природе и не требующий добавления катализатора к смеси для биологического разложения. В данном изобретении под «биопластиками» следует понимать полимеры, соответствующие стандарту EN 13.432:2000, то есть, те, которые подвергаются биологическому разложению после стрельбы на 90% по массе менее чем за шесть месяцев согласно стандарту ISO 14855, то есть, те, 90% массы которых превращаются в диоксид углерода, воду и биомассу за 180 дней. Предпочтительно, по меньшей мере 90% по массе разрушаются менее чем за 12 недель до размера менее 2 миллиметров, в соответствии с ISO 16.929. Конечные продукты аэробного разложения опытного материала представляют собой: диоксид углерода, воду, минеральные соли и новые составляющие клеток микроорганизмов (биомассу).
Кроме того, другие стандарты способности к биологическому разложению, составленные различными органами стандартизации (ISO, CEN, ASTM, DIN и т.д.), имеют различные критерии классификации: среда, в которой происходит биологическое разложение, выбранные переменные для измерения, наличие или отсутствие кислорода в среде и т.д. Следующие стандарты наиболее широко используют для определения способности к биологическому разложению и/или компостируемости пластиковых материалов:
- UNE-EN-ISO 14852:2005: Определение способности к конечному аэробному биологическому разложению пластиковых материалов в водной среде. Способ согласно анализу образующегося диоксида углерода (ISO 14852:1999). Таким образом, в одном варианте реализации изобретения указанный материал поддается биологическому разложению в соответствии со стандартом UNE-EN-ISO 14852:2005 согласно способу анализа ISO 14852:1999.
- UNE-EN-ISO 14855:2005: Определение способности к конечному аэробному биологическому разложению и разрушению пластиковых материалов в контролируемых условиях компостирования. Способ согласно анализу образующегося диоксида углерода (ISO 14855:1999). Таким образом, в одном варианте реализации изобретения указанный материал поддается биологическому разложению в соответствии со стандартом UNE-EN-ISO 14855:2005 согласно способу анализа ISO 14855:1999.
- UNE-EN-ISO 17556:2005: Определение способности к конечному аэробному биологическому разложению в грунте путем измерения потребности в кислороде в респирометре или по количеству образующегося диоксида углерода (ISO 17556:2003). Таким образом, в одном варианте реализации изобретения указанный материал поддается биологическому разложению в соответствии со стандартом UNE-EN-ISO 17556:2005 согласно способу анализа ISO 17556:2003.
Эти стандарты на условия испытаний основаны на том, что во время биологического разложения материала в присутствии кислорода в качестве продуктов образуются диоксид углерода, вода, минеральные соли, и новая биомасса. Процент биологического разложения рассчитывают на основании отношения между диоксидом углерода, образующимся из опытного материала, и максимальным теоретическим количеством диоксида углерода, которое может выделиться из опытного материала.
Европейский стандарт EN 13.432 устанавливает следующие требования, которым должен соответствовать поддающийся биологическому разложению пластиковый продукт:
- Анализ материала: состоит из анализа материала, определяющего содержание в нем тяжелых металлов, общего органического углерода, общего азота и т.д.
- Способность к биологическому разложению: стандарт устанавливает критерий, согласно которому контейнер должен подвергаться биологическому разложению по меньшей мере на 90% за шесть месяцев. Для проверки способности к биологическому разложению рекомендуется предпочтительно следовать стандарту ISO 14855.
- Разрушение: проверяют, способен ли материал разрушится физически до фрагментов размером менее 2 мм. Стандарт ISO 16.929.
- Качество компоста: определяют путем сравнения компоста, содержащего образцы пластика, и контрольной пробы (компоста без образцов). Анализируют различные параметры (металлы, кальций, фосфор, калий и т.д.), чтобы убедится, что компост пригоден для использования в сельском хозяйстве. Проводят также испытания экологической токсичности на растениях, анализируя их рост на субстрате, к которому был добавлен компост с пластиковыми отходами, и на субстрате без указанных отходов. Испытание ОЭСР 208.
В одном варианте реализации изобретения материал выполняет испытания ОЭСР 208. В другом варианте реализации изобретения материал поддается биологическому разложению в соответствии со стандартом EN 13.432.
Термин «нелетальные» следует понимать в соответствии с его общим использованием в оружейной отрасли как боеприпасы, предназначенные для выведения цели из строя с минимальным ущербом и необратимыми телесными повреждениями, например, путем сведения к минимуму фрагментации и/или проникновения (Министерство обороны США - «DoD»). В соответствии с данным изобретением, «нелетальные» включают также тренировочные или слабые огнестрельные боеприпасы, стреляющие пулями. Это боеприпасы, содержащие небольшой заряд пороха, и/или выполненные с возможностью разрыва или рикошета после удара без чрезмерного проникновения в цель. В их число входят также трассирующие боеприпасы. Данное изобретение включает, например, боеприпасы для огнестрельного оружия, такого как, среди прочего, пистолеты, револьверы, винтовки, карабины, автоматы, пулеметы, гранатометы, бронебойные боеприпасы или дальнобойные снайперские винтовки.
Данное изобретение дает возможность стрелять пулями в реальных условиях стрельбы, но без летального действия, для ознакомления с использованием оружия, адаптации к ощущениям стрельбы и тренировки в использовании оружия, например, с различными огнестрельными боеприпасами с уменьшенным зарядом.
Другой вариант предназначен для тренировок с реальными силами без нанесения тупых травм с минимальной болью и без причинения серьезных телесных повреждений. Силы безопасности тренируются в своей униформе, с официальным снаряжением и обязательными атрибутами, с которыми они действуют в реальных ситуациях, благодаря чему предлагаемые нами боеприпасы не представляют опасности и не причиняют серьезных повреждений, в то же время правдоподобно воспроизводя ситуацию реальной опасности. Пули в боеприпасах этого типа могут быть твердыми, полыми, с красителями внутри, флуоресцентными для работы ночью или распадаться при ударе.
Следует отметить, что заостренность, масса и скорость удара пули непосредственно влияют на ее проникающую способность, и следовательно, летальность. Предлагаемая нами нелетальная и поддающаяся биологическому разложению разновидность боеприпасов, предназначенных для использования против реальных сил, будет иметь тупую головку, малую массу и малый заряд пороха, чтобы достигнуть желаемого баллистического эффекта, в то же время избегая проникновения или серьезных ушибов.
Боеприпасы по данному изобретению имеют недостаточную проникающую способность или не имеют ее, не травматичны, не выводят цель из строя, не наносят серьезных повреждений при ударе, кроме царапин на коже, и должны быть совместимы с рядом автоматического и полуавтоматического оружия. Задача заключается в ощущении удара контролируемой силы, делающего тренировку реалистичной.
Нелетальные и поддающиеся биологическому разложению боеприпасы для тренировки с мишенями, наоборот, будут заостренными или более аэродинамичными, аналогичными по конструкции обычным боевым боеприпасам, и содержащими больший заряд пороха, с целью выполнения задач, для которых они предназначены.
Преимущества, предлагаемые данным изобретением, над упомянутыми ранее недостатками основаны на поддающемся биологическому разложению биопластике, предпочтительно состоящем из способных к биологическому разложению полимеров растительного происхождения, таких как ПМК (полимолочная кислота), который предпочтительно также содержит эластомерные полимеры растительного происхождения, такие как каучук, латекс или их смесь. Он также содержит инертный солевой наполнитель, решающий проблему загрязнения после выстрела. Указанный наполнитель представляет собой инертный и нетоксичный наполнитель из группы карбонатов и минеральных солей, такой как, например, карбонат кальция, бикарбонат натрия, сульфат бария или их смесь.
Кроме того, другое преимущество заключается в том, что боеприпасы по данному изобретению подходят для огнестрельного оружия всех типов и калибров, поскольку на их способность к биологическому разложению ни в коей мере не влияет конструкция, форма или калибр, независимо от того, предназначены они для мелкокалиберного оружия или для личной защиты, развлекательного стрелкового оружия, гладкоствольных ружей или даже для военного оружия или пулеметов. На способность к биологическому разложению также не влияет использование боеприпасов в различных существующих разновидностях боеприпасов, таких как боеприпасы малой дальности, тренировочные боеприпасы или трассирующие пули.
Патроны из пластиков нефтяного происхождения представляют собой сильные загрязнители как в производстве, так и в ходе разложения. Как правило, они имеют существенные недостатки, которые решены в данном изобретении. Данное изобретение относится к чистому биологическому разложению без запаха, производимому микроорганизмами, грибами и водорослями. Поддающиеся биологическому разложению боеприпасы для огнестрельного оружия по данному изобретению не привлекают насекомых и мелких грызунов для их потребления.
Боеприпасы по данному изобретению поддаются биологическому разложению и происходят из возобновляемых источников энергии, сводящих к минимуму загрязнение окружающей среды как при получении сырьевых материалов, так и при производстве, а также последующем их исчезновении из окружающей среды путем биологического разложения благодаря тому, что их производство основано на экструзии и литье под давлением поддающихся биологическому разложению биопластиков и термопластов. В результате, в данном изобретении предложены патроны для огнестрельного оружия, имеющие одинаковые с обычными патронами из нефтехимических пластиков или металлов физикомеханические характеристики, но добавляющие способность к биологическому разложению.
Биопластики представляют собой предпочтительно полимеры растительного происхождения, составляющие максимум 99% смеси, плюс инертный и нетоксичный наполнитель из группы карбонатов и минеральных солей, такой как карбонат кальция, бикарбонат натрия, сульфат бария или их смесь. Эта группа включает среди прочего биопластики типа ПМК (полимолочной кислоты), сополимерных полиэфиров полигидроксибутирата (ПГБ) или полигидроксивалерата (ПГВ) и пуллулана (полисахарида).
В соответствии с альтернативным вариантом реализации изобретения, боеприпасы по данному изобретению содержат, помимо биопластика и инертного нетоксичного минерального наполнителя, небольшие количества (не более 10% по массе от общей массы материала) термопластических полимеров, сопровождаемых катализатором, запускающим их биологическое разложение, например, путем окислительного разложения, фотофрагментации или окислительного биологического разложения. Не имеющие ограничительного характера примеры этих материалов представляют собой обычные пластики, такие как, среди прочего, ПЭТ, полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), терефталат полибутилен поликарбонат (ПК-ПБТ), стирол -бутадиен - акрилонитрил - альфа - поликарбонат (АБС-ПК) и поливинилхлорид (ПВХ), всегда добавляемые в комбинации с катализатором или разлагающей добавкой, сенсибилизирующей их так, что ультрафиолетовое солнечное излучение катализирует их разложение на все более мелкие части. Таким образом, явление биологического разложения относится к расщеплению материала биомассой с образованием диоксида углерода, воды, минеральных солей и дополнительной биомассы (новых составляющих клеток микроорганизмов). Эти микроорганизмы вырабатывают ферменты, катализирующие распад биопластиков на фрагменты, более подверженные ассимиляции микроорганизмами с образованием биомассы. С другой стороны, биологическое разложение происходит в композиционных материалах, состоящих из поддающегося биологическому разложению компонента и неподдающегося биологическому разложению компонента, таких как, например, смесь ПМК или биопластика на основе крахмала и ПП (пропилена), обычного пластика, подобного ПВХ, с содержанием поддающегося биологическому разложению материала в смеси по меньшей мере 90%. Остальной материал может представлять собой минерал или обычный термопласт и катализатор, делающий возможным его биологическое разрушение. В соответствии с одним вариантом реализации изобретения материал содержит от 1% до 10% по массе от общей массы указанного термопластического полимерного материала и от 0,5% до 3% окислительного катализатора.
Боеприпасы по данному изобретению должны иметь соответствующий удельный вес, достаточно высокий для точного выстрела, но достаточно низкий, чтобы избежать проникновения в цель и причинения травм или серьезных повреждений. Приемлемый диапазон для данного изобретения составляет от 0,6 г/см3 до 6,0 г/см3. В соответствии с конкретным вариантом реализации изобретения, диапазон составляет от 0,6 г/см3 до 2,0 г/см3, конкретнее, от 0,7 г/см3 до 1,8 г/см3, конкретнее, от 0,8 г/см3 до 1,7 г/см3.
Боеприпасы по данному изобретению состоят из биопластиков, предпочтительно образованных из эластомерных полимеров растительного происхождения, таких как: каучук, латекс или их смеси. В соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения, биопластик присутствует в пропорции от 50% до 100% по массе. В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации изобретения, биопластик представляет собой ПМК, полученную из растительного вещества, например, выбранного из группы, состоящей из крахмала, целлюлозы и их смесей. В соответствии с другим конкретным вариантом реализации изобретения, биопластик присутствует в пропорции от 60% до 95% по массе. В соответствии с другим конкретным вариантом реализации изобретения, биопластик присутствует в пропорции от 65% до 90% по массе.
Конфигурации по данному изобретению
Патроны поддающегося биологическому разложению огнестрельного оружия, предлагаемые в данном изобретении, состоят из патронной гильзы (1), основания (2) гильзы и пули (3), например, как проиллюстрировано на фиг. 1 и 2. Некоторые из этих элементов могут быть объединены, образуя единый элемент, например, как проиллюстрировано на фиг. 3, 4 и 5. Таким образом, например, патронная гильза и основание гильзы могут быть выполнены в виде одного элемента (5), как можно видеть на фиг. 4 и 5.
Пуля (3) или (8) по данному изобретению содержит биопластик и инертный нетоксичный минеральный наполнитель. Другие части боеприпасов могут быть выполнены из других материалов, таких как, например, металл, предпочтительно, латунь. В соответствии с альтернативным вариантом реализации изобретения, основание (2) гильзы изготовлено из металла, предпочтительно, латуни. В альтернативном варианте, как основание гильзы, так и патронная гильза изготовлены из металла.
В соответствии с альтернативным вариантом реализации данного изобретения, в состав патронной гильзы, основания гильзы или и того, и другого входят по меньшей мере 30% биопластика, из которого по меньшей мере 90% по массе превращаются в диоксид углерода, воду и биомассу менее чем за шесть месяцев, согласно стандарту ISO 14855, и до 70% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей.
В соответствии с другим альтернативным вариантом реализации данного изобретения, боеприпасы содержат металлическое основание гильзы, а в состав пули и в состав патронной гильзы независимо входят по меньшей мере 30% биопластика, из которого по меньшей мере 90% по массе превращаются в диоксид углерода, воду и биомассу менее чем за шесть месяцев, согласно стандарту ISO 14855, и до 70% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей. В конкретном варианте реализации изобретения состав пули и состав патронной гильзы одинаковы, причем предпочтительно по меньшей мере 90% состава пули и патронной гильзы представляют собой сумму указанного пластика, поддающегося биологическому разложению, и указанных одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей.
В соответствии с конкретным вариантом реализации изобретения, различные части боеприпасов содержат различные материалы.
Боеприпасы по данному изобретению могут принимать различные конфигурации. Одна возможность представляет собой обычную конфигурацию, соответствующую фиг. 1 и 2, в которой пуля (3) представляет собой элемент, отделенный от патронной гильзы (1), находящийся в контакте с патронной гильзой (1), и в которой пуля (3) выполнена с возможностью выброса в момент образования газов. Герметичное уплотнение или крепление между пулей (3) и патронной гильзой (1) позволяет расширяться газам, образующимся внутри патронной гильзы (1), выбрасывая пулю (3) с желаемой скоростью после выстрела. В этой конфигурации основание (2) гильзы, патронная гильза (1) и пуля (3) могут быть изготовлены в виде независимых деталей, а затем собраны согласно способам, уже известным в данной области техники.
Более конкретный не имеющий ограничительного характера вариант реализации данной конфигурации представлен на фиг. 1 и 2, причем:
- Для патронной гильзы (1) материал, содержащий биопластик, состоящий из поддающихся биологическому разложению эластомерных полимеров растительного происхождения, например, каучука, полученного из латекса, использован в пропорциях от 90% до 100% по массе от общей массы материала, плюс минеральный наполнитель, такой как карбонат кальция бикарбонат натрия или сульфат бария, в пропорциях, например, от 0% до 10% по массе от общей массы материала. В соответствии с альтернативным вариантом реализации изобретения, минеральный наполнитель составляет максимум 5% по массе от общей массы указанного материала.
- Для основания (2) гильзы, изготовленного путем литья под давлением, материал, содержащий биопластик, состоящий из поддающихся биологическому разложению полимеров растительного происхождения, таких как ПМК, будет использован в пропорциях до 15% по массе от общей массы указанного материала, например, приблизительно 10% по массе от общей массы указанного материала, плюс поддающийся биологическому разложению эластомерный полимер (например, каучук растительного происхождения) в пропорциях до 95% по массе от общей массы указанного материала, например, приблизительно 85% по массе от общей массы указанного материала и минеральный наполнитель, например, карбонат кальция в пропорциях, например, от 0% до 10% по массе от общей массы указанного материала. В соответствии с альтернативным вариантом реализации изобретения, минеральный наполнитель составляет максимум 5% по массе от общей массы указанного материала.
- Для пули (3), изготовленной путем литья под давлением, материал, содержащий биопластик, состоящий из поддающихся биологическому разложению полимеров растительного происхождения, таких как ПМК, будет использован в пропорциях до 15% по массе от общей массы указанного материала, например, приблизительно 10%» по массе от общей массы указанного материала, плюс поддающийся биологическому разложению эластомерный полимер (например, каучук растительного происхождения) в пропорциях до 75% по массе от общей массы указанного материала, например, приблизительно 65% по массе от общей массы указанного материала и минеральный наполнитель, например, карбонат кальция в пропорциях, например, от 10% до 80% по массе от общей массы указанного материала. В соответствии с альтернативным вариантом реализации изобретения, минеральный наполнитель составляет от 20% до 70%, предпочтительно от 25% до 60% по массе от общей массы указанного материала. В соответствии с альтернативным вариантом реализации изобретения, боеприпасы по данному изобретению содержат патронную гильзу (1) и основание гильзы, изготовленные из материала, содержащего эластомерный биопластик, например, каучук, полученный из латекса, в пропорциях от 95% до 100% по массе от общей массы материала, плюс минеральный наполнитель, составляющий максимум 5% по массе от общей массы указанного материала; и пулю (3), изготовленную из материала, содержащего биопластик, состоящий из ПМК, в пропорциях от 5% до 15% по массе от общей массы указанного материала, и поддающийся биологическому разложению эластомерный полимер (например, каучук растительного происхождения) в пропорциях от 50% до 75% по массе от общей массы указанного материала; и минеральный наполнитель, например, карбонат кальция, в пропорциях от 20% до 70% по массе от общей массы указанного материала.
В альтернативном варианте реализации изобретения боеприпасы по данному изобретению содержат металлическое основание гильзы, при этом в состав пули и в состав патронной гильзы независимо входят по меньшей мере 30% биопластика, из которого по меньшей мере 90% по массе превращаются в диоксид углерода, воду и биомассу менее чем за шесть месяцев, согласно стандарту ISO 14855, и до 70% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей.
В другом альтернативном варианте реализации данного изобретения в состав патронной гильзы, основания гильзы или и того, и другого входят по меньшей мере 30% биопластика, из которого по меньшей мере 90% по массе превращаются в диоксид углерода, воду и биомассу менее чем за шесть месяцев, согласно стандарту ISO 14855, и до 20%, предпочтительно 10%, предпочтительно от 0% до 5% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей.
В другом альтернативном варианте реализации данного изобретения в боеприпасах патронная гильза и основание гильзы изготовлены из материала, содержащего эластомерный полимер растительного происхождения в пропорциях от 40%) до 90% по массе от общей массы материала, плюс минеральный наполнитель в количестве максимум 60% по массе от общей массы указанного материала; а пуля (3) изготовлена из материала, содержащего биопластик, состоящий из ПМК, в пропорциях от 50% до 100% по массе от общей массы указанного материала, и минеральный наполнитель в пропорциях от 0% до 10% по массе от общей массы указанного материала.
В другом варианте реализации данного изобретения основание гильзы металлическое, а в состав патронной гильзы входят по меньшей мере 30% биопластика, из которого по меньшей мере 90% по массе превращаются в диоксид углерода, воду и биомассу менее чем за шесть месяцев, согласно стандарту ISO 14855, и до 20%, предпочтительно 10%, предпочтительно от 0% до 5% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей. В другом варианте реализации данного изобретения пуля содержит биопластик, изготовленный исключительно из одного или более эластомеров, предпочтительно в количестве максимум 30% по массе.
Патронная гильза (1), основание (2) гильзы и пуля (3) могут быть изготовлены в соответствии с любым из уже известных способов, предпочтительно, способом литья под давлением.
Пулю вводят с помощью давления через шейку патронной гильзы, оставляя дульце патронной гильзы герметично запечатанным. Основание гильзы соединяют с патронной гильзой, содержащей запальный ударный капсюль, также оставляя эту часть, и таким образом, весь узел герметично запечатанным.
Также может быть изготовлена однокомпонентная патронная гильза с основанием гильзы (4) и пулей (3), которые затем собирают из независимых деталей, а затем собраны согласно способам, уже известным в данной области техники (см. фиг. 3).
В другом конкретном варианте реализации изобретения пуля и патронная гильза изготовлены в виде единого элемента (5), в котором пуля (8) и патронная гильза разделены средствами (10) разрыва, как показано на фиг. 4. Средства разрыва могут быть выполнены различными способами так, чтобы в момент выстрела расширение газов, происходящее внутри патронной гильзы, вызывало разрыв по указанным средствам (10) разрыва и выброс пули (8). Таким образом, существуют различные возможности достижения этой цели, такие как, например, использование линий разрыва, множества точек разрыва или тонкого места в стенках корпуса. Поперечное сечение пули (8) в свою очередь также может содержать средства разрыва, способствующие ее разрыву или разрушению после удара, таким образом сводя к минимуму проникновение, и предотвращая летальные или необратимые повреждения цели. Размеры боеприпасов будут варьироваться в зависимости от типа боеприпасов, их взрывного заряда и предполагаемого использования. Эти способы создают различные комбинации боеприпасов, в соответствии с их назначением и с оружием, для которого они предназначены.
Несмотря на образование единого элемента, пуля и патронная гильза могут быть изготовлены из различных материалов, например, если они изготовлены с помощью двойной системы литья под давлением. Этим способом можно получить единый элемент, в котором патрон гибкий и нехрупкий, а пуля хрупкая. Это также позволяет получить особые конфигурации, например, с более тяжелой и/или имеющей другой цвет (и/или флуоресцентной) пулей. Таким образом, в соответствии с конкретным вариантом реализации изобретения, боеприпасы по данному изобретению содержат пулю и патронную гильзу, выполненные в виде единого элемента (5), и основание (2) гильзы, причем патронная гильза и основание гильзы изготовлены из материала, содержащего эластомерный биопластик, например, каучук, полученный из латекса, в пропорциях от 95% до 100% по массе от общей массы материала, плюс минеральный наполнитель, составляющий максимум 5% по массе от общей массы указанного материала; а пуля (3) изготовлена из материала, содержащего биопластик, состоящий из ПМК, в пропорциях от 5% до 15% по массе от общей массы указанного материала, и поддающийся биологическому разложению эластомерный полимер (например, каучук растительного происхождения) в пропорциях от 50% до 75% по массе от общей массы указанного материала; и минеральный наполнитель, например, карбонат кальция, в пропорциях от 20% до 70% по массе от общей массы указанного материала.
В одном варианте реализации данного изобретения пуля полая и содержит внутри один или более продуктов. В соответствии с этим вариантом реализации изобретения, стенки пули образуют полость, содержащую, например, краситель, так что после удара пуля выпускает краситель, помечая мишень. В соответствии с одним вариантом реализации данного изобретения, указанный краситель может представлять собой порошок, гель или жидкость, среди прочего содержащую краситель определенного типа, и содержит флуоресцентные красители, причем указанный биопластик флуоресцентный, содержит нетоксичный поддающийся биологическому разложению флуоресцентный пигмент или покрыт им.
Кроме уменьшения количества пороха, малой мощности стрельбы можно добиться путем утолщения стенок патронной гильзы, ограничив таким образом пространство, доступное для газообразующих средств (например, пороха). Это также позволяет патронной гильзе неожиданным образом сохранять свойства, аналогичные металлическим патронным гильзам. Эти патронные гильзы, изготовленные из полимеров, поддающихся биологическому разложению, с более толстыми стенками, лучше поддерживают производство, делая возможным более плотное вхождение пули, и таким образом, улучшая использование газов, образующихся во время стрельбы. Они также обеспечивают повышение прочности патронной гильзы. Кроме того, эта конфигурация во время стрельбы создает давление, достаточное для приведения в действие автоматической системы перезарядки, что представляет собой проблему с другими тренировочными боеприпасами. Таким образом, в соответствии с предпочтительным вариантом реализации данного изобретения, толщина стенок патронной гильзы составляет от 0,3 до 3 мм, предпочтительно от 0,3 до 2 мм, более предпочтительно от 0,5 до 2 мм, более предпочтительно от 0,8 до 2 мм.
В дополнение к указанным ранее конфигурациям, боеприпасы по данному изобретению содержат газообразующие средства, предпочтительно порох. Для того, чтобы свести к минимуму повреждения и обеспечить максимальное предотвращение ущерба или необратимых повреждений, боеприпасы по данному изобретению содержат меньший по массе заряд указанных газообразующих средств по сравнению с максимальным возможным зарядом, например, от 20% до 80% по массе от максимального заряда газообразующих средств.
Боеприпасы по данному изобретению также могут представлять собой холостые боеприпасы, как проиллюстрировано на фиг. 5. Указанные холостые боеприпасы, помимо поддающихся биологическому разложению материалов, описанных в данном документе, содержат однокомпонентную патронную гильзу с пулей (5) и основанием (2) гильзы, собранную известными средствами. Часть, соответствующая пуле (6), полая и имеет надрезы или точки разрыва, например, в форме креста или звезды (7), позволяющие газам вытекать. Таким образом, пуля не выбрасывается в поддающихся биологическому разложению холостых боеприпасах; после выстрела газы расширяются, оказывая давление на надрезы или точки разрыва (7). Таким образом, головка пули разрывается, позволяя газам высвобождаться без выброса пули. Состав материалов, образующих различные части холостых боеприпасов, может соответствовать любому из вариантов реализации, описанных в данном изобретении.
1. Поддающиеся биологическому разложению нелетальные боеприпасы для огнестрельного оружия, имеющие удельный вес 0,6-6 г/см3, выполненные из: (i) патронной гильзы, содержащей газообразующие средства, толщина стенки которой составляет от 0,3 до 3 мм, (ii) основания гильзы и (iii) пули, причем в состав указанной пули и гильзы независимо входят по меньшей мере 30% содержащего поддающийся биологическому разложению эластомер биопластика, из которого по меньшей мере 90% по массе способны к превращению в диоксид углерода, воду и биомассу менее чем за шесть месяцев согласно стандарту ISO 14855, и до 70% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей.
2. Боеприпасы по п. 1, отличающиеся тем, что толщина стенки патронной гильзы составляет от 0,5 до 2 мм.
3. Боеприпасы по любому из пп. 1 или 2, отличающиеся тем, что удельный вес смесей находится в диапазоне от 0,6 до 2 г/см3.
4. Боеприпасы по любому из предшествующих пунктов, содержащие металлическое основание гильзы и отличающиеся тем, что в состав пули и в состав патронной гильзы независимо входят по меньшей мере 30% биопластика, из которого по меньшей мере 90% по массе способны к превращению в диоксид углерода, воду и биомассу менее чем за шесть месяцев, согласно стандарту ISO 14855, и до 70% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей.
5. Боеприпасы по п. 4, содержащие до 20% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей.
6. Боеприпасы по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что состав пули и патронной гильзы одинаковый.
7. Боеприпасы по п. 6, содержащие металлическое основание гильзы и отличающиеся тем, что пуля и патронная гильза имеют одинаковый состав, в который входят по меньшей мере 30% биопластика, из которого по меньшей мере 90% по массе способны к превращению в диоксид углерода, воду и биомассу менее чем за шесть месяцев, согласно стандарту ISO 14855, и до 70% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей.
8. Боеприпасы по любому из пп. 1-4, содержащие металлическое основание гильзы и отличающиеся тем, что в состав пули и в состав патронной гильзы независимо входят по меньшей мере 30% биопластика, из которого по меньшей мере 90% по массе способны к превращению в диоксид углерода, воду и биомассу менее чем за шесть месяцев согласно стандарту ISO 14855, и до 70% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей, в случае пули, и до 20% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей, в случае патронной гильзы.
9. Боеприпасы по п. 1, отличающиеся тем, что основание гильзы изготовлено из металла.
10. Боеприпасы по п. 1, отличающиеся тем, что основание гильзы и патронная гильза изготовлены из металла.
11. Боеприпасы по п. 1, отличающиеся тем, что в состав патронной гильзы, основания гильзы или и того, и другого входят по меньшей мере 30% биопластика, из которого по меньшей мере 90% по массе способны к превращению в диоксид углерода, воду и биомассу менее чем за шесть месяцев, согласно стандарту ISO 14855, и до 70% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей.
12. Боеприпасы по п. 10, содержащие до 20% одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей, каждый из которых выбран из группы карбонатов или минеральных солей.
13. Боеприпасы по п. 1, отличающиеся тем, что патронная гильза и основание гильзы изготовлены из материала, содержащего эластомерный биопластик растительного происхождения в пропорции от 95 до 100% по массе от общей массы материала, и минеральный наполнитель в количестве максимум 5% по массе от общей массы указанного материала; а пуля (3) изготовлена из материала, содержащего биопластик, состоящий из ПМК, в пропорциях от 5 до 15% по массе от общей массы указанного материала, и из поддающегося биологическому разложению эластомерного полимера в пропорциях от 50% до 75% по массе от общей массы указанного материала; и минеральный наполнитель в пропорциях от 20 до 45% по массе от общей массы указанного материала.
14. Боеприпасы по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что указанный поддающийся биологическому разложению биопластик содержит по меньшей мере один эластомерный полимер растительного происхождения, выбранный из каучука, латекса или их смеси.
15. Боеприпасы по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что указанные поддающиеся биологическому разложению биопластики содержат ПМК, полученную из растительных материалов.
16. Боеприпасы по п. 15, отличающиеся тем, что указанная ПМК получена из растительного материала, выбранного из группы, состоящей из крахмала, целлюлозы и их смесей.
17. Боеприпасы по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что по меньшей мере 90% состава пули и патронной гильзы представляют собой сумму указанного поддающегося биологическому разложению биопластика и указанных одного или более инертных и нетоксичных минеральных наполнителей.
18. Боеприпасы по п. 1, отличающиеся тем, что биопластик пули состоит исключительно из одного или более эластомеров.
19. Боеприпасы по п. 18, отличающиеся тем, что биопластик пули состоит из одного или более эластомеров, а пуля содержит максимум 30% заряда.
20. Боеприпасы по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что указанные минеральные наполнители выбраны из группы, состоящей из карбоната кальция, бикарбоната натрия, сульфата бария и их смесей.
21. Боеприпасы по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что стенки пули образуют полость, содержащую краситель.
22. Боеприпасы по п. 21, отличающиеся тем, что указанный краситель флуоресцентный.
23. Боеприпасы по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что указанный биопластик является флуоресцентным или содержит по меньшей мере один нетоксичный и поддающийся биологическому разложению флуоресцентный пигмент или покрыт им.
24. Боеприпасы по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что указанные газообразующие средства содержат порох.
25. Боеприпасы по любому из предшествующих пунктов, содержащие меньший по массе заряд указанных газообразующих средств по сравнению с максимальным возможным зарядом.
26. Боеприпасы по п. 25, содержащие от 20 до 80% по массе от максимального заряда газообразующих средств.
27. Боеприпасы по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что пуля представляет собой элемент, отделенный от патронной гильзы, находящийся в контакте с патронной гильзой, и выполненный с возможностью выброса в момент образования газов.
28. Боеприпасы по любому из пп. 1-26, отличающиеся тем, что пуля и патронная гильза разделены в едином корпусе средствами разрыва.
29. Боеприпасы по п. 28, отличающиеся тем, что указанные средства разрыва содержат линию разрыва или множество точек разрыва.
30. Боеприпасы по п. 29, отличающиеся тем, что указанная линия разрыва представляет собой тонкое место в стенке корпуса.
31. Боеприпасы по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что указанная пуля содержит тупой конец, выполненный с возможностью сведения к минимуму проникающей способности во время удара.
