武器的后座力控制装置

                                技术领域

本发明涉及一种武器，尤其涉及一种武器的后座力控制装置。一般的说，本发明涉及枪 支的领域，然而也可以理解为本发明适用于其它形式的发射射弹的武器。因此，该武器可以 是例如被支撑在一个底座，例如一个架子或平台上的大口径的武器，而不是手持便携式的武 器，例如枪支。

在本说明书中，术语“射弹”可以理解为包括单发的普通的固体射弹，例如子弹，弹丸， 标枪，小刚矛，炮弹头，如专利号为WO 97/04281中的射弹，迫击炮弹(例如120mm)或 者火箭喷射炮弹，和作为一个整体发射的多发装枪弹，例如作为一个整体发射的猎枪霰弹或 者大量子弹。

                                背景技术

所有发射射弹的武器，尤其是那些依赖爆炸性的火药爆炸的武器存在的一个问题是后座 力，也就是，发射该种武器(例如，通过武器内装填的爆炸性的火药的爆炸)产生一个作用 在射弹上的向前的推进力以及一个相等的反方向向后的力，或者后座力。后座力限制了武器 的精确性和便携性。首先，它产生了一个具有使武器绕武器重心以及它的支持点(对枪支而 言即是射手)旋转的作用的力，使得以后发射时枪筒的枪口端发生垂直爬动或者横向偏移。 后座力也引起扭矩，该扭转具有“扭转”武器的作用。在围绕枪筒的纵向轴作不规则的半圆 运动中枪口被脱离目标。与枪口爬动作用相似，对随后的发射而言，目标重新取得的时间因 此而上升，精确度因此受到很大影响。

在自动发射中，后座力可以显著地影响后继发射的精确度。其次，如果该武器是枪支， 则后座力必须被武器或射手吸收，对重武器如火炮而言，后座力则被传递到支撑座，然后传 递到地面。因此，这样会引起射手不适和疲劳或甚至使射手受伤，或者需要更重的支撑结构， 或对于运动的火炮武器需复杂的“柔软的”支撑车架。有时候在枪支中用大质量部件来吸收 后座力速度，然而这破坏了它的便携性。

显而易见，如果武器的后座力在武器本身内不能消除的情况下仍可充分减少，就可以减 少上述的问题。

目前有许多已知的减少后座力的机械装置，包括由爆炸和燃烧爆炸性的火药产生的快速 膨胀气体起动的装置。然而，总体说来已知的装置只有效地减少后座力，不能消除或至少基 本上消除它。

                                发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的后座力控制装置。

本发明的特征是在枪弹的推进力产生瞬间之后，在吸收向后的后座力的同时，对向后的 后座力产生一个向前的反作用力。

从而，在第一方面本发明为向前发射射弹的武器提供一个后座力控制装置，该装置包括 一个第一部件和一个第二部件，在发射时它们被以基本上相反的方向驱动，其中第一部件被 驱往向前的方向以与武器的向后的后座力相反抗，第二部件被驱往向后的方向以吸收一些后 座力。

第一部件和第二部件是实心的惯性重体。

最好该装置包括一个框架，第一部件和第二部件连接在框架上，使框架引导它们各自的 向前和向后运动，以及包括一个在第二部件和框架之间可操作的力吸收装置，和一个在第一 部件和框架之间可操作的力传递装置。

在第二方面本发明提供一种反抗由发射射弹引起的武器的后座力的方法，该方法包括提 供一个被向前驱往与射弹相同方向的第一部件，用以反抗向后的后座力，并提供一个被向后 驱动而抵靠住一个力吸收装置的第二部件，用以基本上同时吸收一些向后的后座力。

在整个后座力的时间周期，在吸收残留后座力同时向前的反作用力的产生，允许达到一 个可以合理地预先确定的合力一时间特性。例如，对于一个由爆炸性火药引爆而发射的射弹， 武器的后座力可以从包含在内的火药的数量和类型以及零部件的知识被合理地计算出来，或 者可以由经验从实验中确定，从这些反作用力和后座力的适当的参数中可以计算出(也可能 由经验调整)出次级的机制以给出一个预先确定的合力-时间特性。这样本发明提供了一个 改进的后座力控制装置。可以设想在本发明的一些实施例中，武器的后座力如果不能完全取 消(即合力基本上在整个后座力时间周期间为零)的话，至少可以基本消除。我们也认为能 够产生一个向前的合力。

最好第一部件是一个枪筒，第二部件是一个武器的枪闩，以及配备一个与枪筒和武器的 框架连在一起的装置用以从枪筒的向前运动将向前的力传递到框架。这个装置可以包括一个 压缩弹簧或者气动或液压活塞以及气缸配置或电磁装置，该装置的操作将枪筒返回到发射位 置。

最好枪筒和枪闩相对于武器的框架互相偏压。该偏压可以由在枪筒和枪闩间相连的张力 弹簧提供。因此，由于枪筒向前运动的力被传递到框架，所以传递枪闩的向后的后座力被张 力弹簧吸收。因此张力弹簧提供了一个力吸收装置，枪闩被抵靠住该装置而驱动。张力弹簧 也可以在火药爆炸瞬间可操作地将枪闩限制于它的发射位置，以提供一个足够的反应面以引 发射弹的向前运动，以及在其后退运动之后将其返回到发射位置。

或者，可以通过在枪筒和框架之间和枪闩和框架之间独立作用的装置来实现枪闩和枪筒 的相互偏压。这种在枪筒和框架之间作用的装置可以构成上述的用来从枪筒的向前运动将一 个向前的力传递到框架的装置。该独立的装置可以各由一个螺旋状的弹簧构成。

虽然最佳实施例如上所述，将同时进行的枪筒的“向前推动”和枪闩的“向后推动”组 合在一起以控制后座力，可以理解，本发明可以在其他实施例中实现。例如，可以设想第一 部件和第二部件是附加部件而驱动他们分开的气体可以从枪筒或发射枪膛引出。后座力控制 装置其本身也可以配置为一个武器的附件。用来偏压枪闩和枪筒和提供气体反应面的前述或 下面的各种特征都可以适用于这样的其他实施例中的部件。

在最佳配置中，第一部件是武器的枪筒，而第二部件是武器的枪闩，用来接纳一个包含 射弹(如弹头)和爆炸性火药的枪弹夹的枪膛最好配置在枪筒的装载端部。枪膛连接枪筒和 枪闩，以在其间提供一个介入气体接触区域用以接收从枪弹发射弹头时来自枪膛的膨胀气 体。因此，在发射枪弹时火药产生的膨胀气体施力于从枪弹出来的弹并推动它通过枪筒，并 且在弹头开始移动后的瞬间，跟随从枪弹出来进入枪膛的弹头的膨胀气体因膨胀而进入介入 气体接触区域，推动枪筒朝前运动，同时也推动枪闩向后移动，从而如果没有消除也可以减 少武器的后座力。枪膛可以由枪筒、枪闩或者枪筒和枪闩的组合提供，或者由分离的枪膛部 件提供。提供枪膛的一个或多个部件最好是处于一种结构关系，即介入气体接触区域由至少 两个面对的作用面部分限定，每一个反应面直接或非直接地与枪筒或枪闩之一相联系。反应 面最好相对于前后方向基本垂直取向以使由气体压力在前向和后向施加到反面的力最大。前 述的结构关系可以通过一部件相对于另一部件的可伸缩设置来实现，下面将详细描述。

可以理解的是，这样的武器包括一个用来引发爆炸性火药的爆炸的发射装置，在最佳实 施例中，它可以包括一个与枪闩连接的撞针，众所周知，该撞针可以通过装载在框架上的扳 机装置来操作。这样的武器也可以使用在枪闩向后移动的过程中存储的能量来提供半自动或 全自动的操作，这也是众所周知的，在这种情况下需要提供一个枪弹仓。合适的发射装置和 一个包括枪弹仓的用来提供半自动或全自动操作的装置本文将不再进一步详细描述，因为存 在许多已知的这样的装置可供本领域内的熟练的技术人员选择。而为这样的武器提供合适的 装置。

一种体现本发明的武器，在其涉及枪筒的向前推动的较佳形式中，可以包括与枪筒有关 的附加特征，以增加其向前的动量。那些附加的特征包括也是周知的例如提供供枪筒圆锥的 内膛的和/或用于使从枪筒出来的气体改道的枪口裂口。这种较佳形式的武器可以是这样的 枪支，例如步枪，散弹猎枪，手枪或左轮手枪。

为了更好地理解本发明，将参照附图(附图未按比例)对本发明的各种实施例以及通过 仅作为非限制性实例的方式给出的一个特殊实施例的原理作出叙述。

                                附图的简要说明

图1到4示意性说明本发明的操作原理。

图5示意性说明本发明的枪筒、枪膛元件和枪闩的用途。

图6A-D和图7A-F按照原理说明其它实施例。

图8是根据本发明的自动手枪的一个实施例的部分侧视剖面图；和

图9是根据图8的手枪一个部分的部分剖面图，图中显示在其最后部位置的滑筷(即枪 闩)。

                                具体实施方式

如图1到4示意性显示的武器的后座力控制装置10，包括一个作为武器的枪筒12的第 一部件，和一个作为武器的枪闩14的第二部件。枪筒12可以以相对于武器框架18抵靠住 偏压装置16的向前方向运动，枪闩14可以以相对于框架18抵靠住偏压装置20向后运动。 偏压装置16和20可以是螺旋压缩弹簧。枪筒也在其装载端限定了一个枪膛22，用来接纳 带有弹头25的枪弹24，枪筒同时被枪闩14的凹部26可伸缩地接纳。

枪闩的凹部26和枪筒12被做成一定形状，以使在他们位于准备发射位置(图1)时能 够形成一个介入气体接触区域，即一个环形容积28。设置一个端口29用来使气体从枪膛22 流向环形容积28。介入气体接触区域28部分由枪筒12上的一个反应表面30和枪闩14上 的一个相面对的反应表面32限定。表面30和32基本上和前后的方向相垂直。撞针34与枪 闩14连在一起。

在发射时，枪弹24中爆炸性火药产生的迅速膨胀的气体36把弹头25推进枪筒12的内 膛，并且通过端口29流进介入气体接触区域28(图2)。进入区域28的高压气体作用在反 应表面30和32，同时将枪筒12向前推或“吹动”(图3，箭头A)，并将枪闩14向后推(图 3，箭头B)。开始向前推动枪筒、向后推动枪闩是发生在发射后的瞬间，因为端口29和枪 膛元件22非常接近。枪闩14的向后的力或者后座力运动被相对于偏压装置16具有适当特 性的偏压装置20所吸收，以确保该偏压装置20存储力的绝大部分而不使其立即传递到框架 18。同时，枪筒12向前移动的力被通过偏压装置16传递到框架18，该偏压装置16和偏压 装置20比较刚性相对更强，以确保反向的后座力被迅速传递到框架18。这样枪弹24中的 弹药爆炸产生的和因此引起的推动弹头25通过枪筒12的气体36的膨胀产生的后座力都同 时在偏压装置20中被吸收，并且被来自枪筒12施加于框架18上的相对方向的力所反抗。 这样的合力可以全部或者至少基本上消除武器的后座力。在枪筒12向前运动和枪闩14向后 运动到的极限处时(图4)，弹壳24被一个弹射器35弹出，偏压装置16和20的操作将所 有零件复原到它们准备下次发射的位置。

图5显示了一个改进的示意图，其中一个枪膛元件40被设置成插入到枪闩14和枪筒12 之间，(图5中与图1到4中的相等同的元件有相同的所给出的参考数码，但要注意为了清 楚起见一些图形从图5中删除了)。枪膛元件40的前凸圆柱部分42与枪筒12上的较宽的圆 柱凹部44可伸缩地接合，以提供一个由分别是枪筒12和枪膛元件40的相对的反应表面30、 32、部分限定的介入气体接触区域28。通过以上结构，端口29被消除，然而这个结构与图 1到4的结构功能相同。

介入气体接触区域的反应表面可以有任何需要的形状。这样，如图1到5所示，可以用 弯曲形状，凹槽状，包括低洼状或者其他改进形状来代替平滑形状，以此来增加被迅速膨胀 的压缩气体36所作用的表面区域。

膨胀气体的压力减小之后，枪闩14和枪筒12分别通过偏压装置20和16中储存的能量 回到图1所示的位置。数字35指出了用于自动弹射弹壳24的装置(图4)。图1到5中并 未显示在枪膛中自动装载准备用于发射的另一枪弹的装置，但是如同已知的那样可以通过枪 闩14向后然后向前的运动来操作，或者替代以通过枪筒12向前然后向后的运动来操作，或 者两者相结合。

图6A到D从原理上说明了不使用介入气体接触区域而通过同时的枪筒的“向前吹动” 和枪闩的“向后吹动”来控制后座力的武器。这样，这些图显示了一种武器50，该武器包 括一个框架52，其上相应地设有一个枪筒54，被一个压缩弹簧56向后偏压。框架52也带 有一个枪闩58，其由一个压缩弹簧60向前偏压。

在枪弹62爆炸时，弹头被向前推动，并且弹头穿过枪筒54的运动也向前带动枪筒，而 且这个运动在弹头穿出枪筒54后继续进行(图6B、C、D)。发射的同时，枪弹62向后的 力冲击在枪闩58上，带动枪闩58向后抵御弹簧60的偏压。弹簧56相对较弱，由枪筒54 产生的向前的力来对抗向后的后座力。这些力的一部分通过弹簧56传递到框架52，这样结 合起来便产生对抗向后的后座力的基本向前的反抗力。同时作用在枪闩58上的后座力也被 弹簧60吸收。可以认为通过这样设置枪筒54，枪闩58的部件和弹簧56、60的弹簧特性就 可以有效地消除后座力。

图7A到F显示了一种武器80，该种武器具有一个框架82，枪筒84和枪闩86设在框 架82上。一个可移动部件88环绕在枪筒84四周。

枪筒84被弹簧90偏压向相对于框架82的静止位置，部件88由一个双排列弹簧被偏 压成相对于框架82抵靠住枪筒84的支承面92。枪闩86由弹簧96相对于框架82被向前偏 压。介入气体接触区域由枪筒84的支承面92和部件88的一个端面的相对的表面所限定， 该区域通过通道98与枪筒84的枪膛部分进行气体流通。

在武器80中，枪弹100发射时，后座力控制事件的顺序在图7A到7F中明显显示。因 此，在爆炸时，枪筒最初被弹头102向前驱动抵御弹簧90的偏压，实际上气体瞬间被推入 气体接触区域向前驱动部件88抵靠住双弹簧94，该弹簧的最初部分容易被压缩(图7A和 7B)。弹簧96驱动枪闩86随枪筒84向前运动。同时部件88继续向前运动，然后枪筒84 被弹簧90和支承面92上的气体压力朝后方驱动，以此驱动枪闩86抵靠住弹簧96向后运动 (图7C、7D和7E)。这就将弹壳100从枪筒84的内膛端抽出。部件88继续向前运动，但 是此时的运动抵御由双弹簧部件94的第二部分提供的较强的偏压，直到部件88达到其向前 的极限位置(图7F)，在这个点，枪闩86同样基本上到达它的极限后位。然后，部件88和 枪闩86由于弹簧94和弹簧96所储存的能量，分别重新回复到它们的初始位置。

枪筒84、枪闩86和部件88的最初的朝前运动与后来的枪筒84和枪闩86抵靠住弹簧96 的朝后运动，同时与部件88的抵靠住双弹簧94的继续朝前运动相结合，使武器80的后座 力得到控制。

一个武器实例，即结合本发明的具体实施例的手枪100，包括：一个带有手柄104的框 架102(图8和图9)，手柄104内部有枪弹仓106。框架102上装备有枪筒108和一个以滑 块110形式出现的枪闩。滑块的枪闩面112(图9中能最好地显示)封闭由一个枪膛元件116 提供的枪膛114，滑块的前面部分118围绕枪筒108。滑块110的前面部分118包括一个支 持枪筒108前端在其间相对移动的套管120。

滑块110可相对于框架102朝后运动，抵御螺旋压缩弹簧122提供的偏压，弹簧122在 被销126钉在框架102上的和设置在枪筒108下的滑块的前面部分118上的一个弹簧保持支 架部件128之间起作用。一个销钉部件130(可以是圆柱形)穿过支架128而延伸，当弹簧 122随滑块110的向后运动而被压缩时，用来导向和支持弹簧122。框架102包括一个扩大 部分132用以掩蔽弹簧122。

枪筒108可相对于框架102朝前运动，抵御螺旋压缩弹簧134提供的偏压，弹簧134在 被钉于框架102上的套筒124和枪筒108的一个靠凸136之间起作用。销钉部件130与靠凸 136连接，用来支持弹簧134。销钉部件130可以穿过套筒124滑动。在枪筒108的靠凸136 的最低面的一凸肋在框架102的一条槽中滑动用以引导枪筒。

框架102带有一个发射装置，包括一扳机138和一击铁140，击铁140用于在滑块110 从图8所示的实线位置向后移动时由滑块110来击发。细节的发射装置没有被显示，但是可 以与Colt“Ace”式自动手枪相同或类似，本实施例是根据该式自动手枪模仿的。当扳动扳机 138时，击铁140被释放，而撞击滑块110上带有的发射销142的后端。

枪膛元件116包括一圆柱形前部，可伸缩地在枪筒108的后端的圆柱凹进处内接合，以 提供一个介入气体接触区域144。气体接触区域部分地由枪筒和枪膛元件的相面对的反应表 面限定。枪膛元件116的后面部分包括有一狭槽148的延伸靠块依赖范围146(见图9)。一 个销150被固定在框架102上穿过狭槽148，因此狭槽148和销150结合限定枪膛元件116 移动的向前向后的限度。一个V形弹簧152被保留在枪膛元件116的延伸靠块146和框架102 的一个表面之间，给枪膛元件116一个朝向它的向前的极限位置的偏压。靠块146包括一个 向后的突起，其有一个倾斜的上表面154(见图9中最好地显示)，提供了一个斜坡用来引 导枪弹滑入枪膛114中。

滑块110包括一退弹器，其适用于当滑块110向后移动时，与弹壳接合并将其从枪膛114 抽出。当弹壳被退弹器抽回后，与一弹射器接合并通过滑块110中的弹射开口156被抛出(见 图9)。

枪弹仓106装载枪弹158，最上面的枪弹抵靠在滑块110的中心靠肋160上。枪弹仓配 备一个已知的弹簧随动件，当每一个最顶部枪弹被抽出，并被手枪100发射时该弹簧随动件 依次向上按住枪弹。

图8显示了已装弹和准备击发的手枪100。在发射时，枪弹和枪膛元件116向后后座力 (抵御V形弹簧152的偏压)，实际上，瞬间同时有一部分高压膨胀的气体进入气体接触区 域144并撞击反应面，使得枪膛元件116和枪筒108分离。这就驱动枪膛元件116和滑块110 向后移动抵御弹簧122的偏压。当狭槽148的前端与销150接触时，枪膛元件116停止，但 是滑块110继续向后，使得后座力进一步被弹簧122吸收。同时，枪筒108的向前运动产生 的力经过在靠凸136和套筒124之间作用的弹簧134被转递转到框架102上。这个力反抗了 包括由枪膛元件116的延伸滑块146撞击框架102的销150引起的后座力在内的后座力。推 动滑块110向后和推动枪筒向前的组合，以及和弹簧122和134相对手框架102的作用在一 起，使手枪100的后座力被基本上排除。

滑块110向后运动到如图9所示的位置，因此再次准备击发发射装置。滑块110由于储 存在弹簧122中的能量而立即向前返回原位，在它的这个运动中，其中心靠肋160与在枪弹 仓160内的最顶端的枪弹158接合，并推动枪弹向前进入枪膛元件116的枪膛114中，到此 时，枪膛元件116已被V形弹簧152复原。枪弹158通过枪膛元件116的倾斜斜坡表面154 被引入枪膛114中滑块110将枪膛元件116向前保持在如图8所示的位置。同时枪筒108由 于弹簧134中储存的能量而向后回到如图8所示的正常位置。这样实现再次准备击发和再次 装弹，手枪100再次准备好发射。

虽然只描述了一个单独但详尽的实施例(图8和图9)，但是发明的原理并不复杂，而 且不需进行过多的实验就适合其它类型的武器。因此本发明可以被理解为适用于更大得多的 口径的武器，包括被安装成可移动或不可移动的火炮武器。本发明也可被考虑适用于如WO 94/20809和WO 98/17962中公开的类型的武器。

本发明也可以被理解为并不被限制用在经爆炸性推进剂爆炸而发射射弹，不限制发射药 是否被包裹，例如包在弹壳中，或用于发射射弹的另外存在的方式，例如无壳弹药，也不限 制发射药是否是固体、气体或液体的推进剂。因此，尽管存在通过其而形成向前推动射弹而 必需的高压的部件或方式，本发明可以被考虑用于发射射弹并产生后座力的所有类型的武 器。这种部件或方式可以考虑包括例如电磁(如在“横杆枪”中)或电热系统，不同类型的 空气推进系统和其它。

最后，对于本发明的不背离其如下述权利要求所规定的范围进行各种替代，修正和/或 补充都是可以被理解的。