Широко известные охотникам бумажные гильзы, которые были единственными в прошлые годы, лишены этих недостатков.
В настоящее время в России их производство незаслужено свернуто. Завод «Искра» в начале 2000-х годов получил благодарственное письмо от министра республики Саха (Якутия) за «выпуск экологически чистой гильзы и заботу о сохранении родной природы для будущих поколений». Причиной закрытия производства стало морально устаревшее оборудование, которое применялось для производства.
В настоящее время в российских охотмагазинах патроны с бумажной гильзой появляются только фирмы «Феттер» (марка патронов «Ретро»), которая снаряжает их на собственном сборочном оборудовании в импортные бумажные гильзы, и германской фирмы Rottweil. Цена на эти патроны в два и более раз дороже патронов с пластмассовой гильзой.
Для качественного выстрела внутренний диаметр гильзы должен как можно точнее сочетаться с диаметром канала ствола. Чем точнее совпадают диаметры, тем лучше бой ружья, так как не происходит перестройки дробового снаряда и пыжей при переходе из гильзы в ствол.
Бумажные гильзы в наибольшей степени отвечают этим требованиям, так как их внутренний диаметр соответствует диаметру канала ствола большинства отечественных охотничьих ружей. Еще одним важным достоинством бумажных гильз является то, что их дульце легко завальцовывается.
Также достоинством бумажных гильз является низкая температура эксплуатации — до -50 °С. Они обеспечивают большую надежность функционирования, чем пластмассовые.
Однако большинство выпускаемых до 2001 года в России бумажных гильз имели низкую динамическую прочность и часто разрушались в условиях кратковременного их нагружения в патроннике ружья во время выстрела, которое длится порядка 2 мс.
Известно, что некоторые гильзы при выстреле разрушались частично, а некоторые — полностью. В отдельных случаях происходил и отрыв донной части гильзы от бумажной трубки. Отрыв трубки особенно опасен для стрелка, так как остатки трубки могут застревать в стволе, что может привести к порче ружья и даже к травме стрелка при последующем выстреле.
Из всех способов повышения динамической прочности бумажных гильз нами был выбран способ замены штатной патронной бумаги марки А по ГОСТу 876-73 на более прочную и эластичную бумагу. Этот способ позволяет избавиться от необходимости реконструировать штатное технологическое оборудование, используемое при изготовлении штатных бумажных гильз, и тем самым максимально ускорить начало выпуска высокопрочных гильз.
На основе обзора технической литературы и результатов натурных экспериментов с различными типами бумаги выбор был остановлен на электроизоляционном картоне (далее ЭК) по ГОСТу 2824-86. Опытным путем была определена наиболее оптимальная толщина ЭК равная 150 мкм.
Сравнительные испытания на динамическое нагружение гильз из бумаги марки А и из ЭК проводились по специально разработанной методике динамических гидравлических испытаний. По основным параметрам (разрушающее усилие и удлинение при разрыве), влияющим на динамическую прочность гильзы ЭК, имеет лучшие показатели, чем бумага марки А.
Для повышения динамической прочности гильз особенно важно, чтобы бумага, применяемая для изготовления гильз, имела высокое удлинение при разрыве. Это вытекает из необходимости, чтобы гильзы без разрушения деформировались в патроннике ружья в радиальном направлении для выборки первоначального зазора между наружной стенкой гильзы и внутренней стенкой патронника ружья. Величина этого зазора, например для гильз и ружей 12-го калибра, практически составляет около 0,25 мм.
Поэтому необходимая расчетная величина удлинения бумаги при разрыве в поперечном направлении составляет не менее 5,3%, так как штатное технологическое оборудование намотки бумажной трубки гильзы располагает бумагу в гильзе таким образом, что выбор зазора при деформации гильзы происходит за счет деформации бумаги в поперечном направлении.
В связи с этим следовало ожидать, что применение ЭК (имеющим относительное удлинение при разрыве в поперечном направлении 8-9%) в качестве бумаги для трубки гильзы позволит обеспечить более надежное функционирование бумажных гильз в гладкоствольных ружьях при выстреле.
Для практического подтверждения правильности выбранного направления были изготовлены по штатной технологии опытные образцы гильз 12-го калибра.
Высокие давления внутри гильзы в течение короткого периода времени достигались на ударном копре (ОСТ 84-1454-77) с массой груза 10 кг. Груз при падении ударял специальный поршень, плотно вставленный в гильзу, которая частично заполнена пластичным малосжимаемым материалом, например пластилином любой марки или церезином ГОСТ 2488-79, который предварительно нагревался с целью обеспечения пластичности.
Многочисленные сравнительные гидравлические испытания гильз показали, что значение пороговой высоты падения груза, с которой начинают разрушаться гильзы 12-го калибра из бумаги А, составляет 37 мм, а для гильз из ЭК — 80 мм.
Анализ результатов динамических гидравлических испытаний показывает существенное повышение (примерно в 2 раза) динамической прочности бумажных гильз 12-го калибра при замене бумаги А на ЭК.
Кроме того, опытные образцы бумажных гильз из ЭК и штатные гильзы из бумаги А подвергались прочностным испытаниям в баллистических ружьях и самозарядных в соответствии с ТУ 7272-002-07513903-99 и ГОСТ Р50530.
Бумажные гильзы 12-го калибра из ЭК после стрельбы из ружья МЦ-21-12 с повышенным максимальным давлением пороховых газов при выстреле (800–1000 кгс/см) дефектов не имели и удовлетворяли требованиям технических условий.
Причем испытания проводились после выдержки одной партии патронов в течение четырех часов при температуре как -50 °С, так и при температуре +50 °С с другой партии патронов.
Бумажные гильзы из ЭК также испытывались стрельбой из самозарядного ружья МЦ-21-12. Результаты испытаний показали отсутствие дефектов гильз и отсутствие задержек в работе самозарядного ружья.
Важно отметить, что у гильз из бумаги А в цикле описанных выше испытаний обнаружены различные разрушения, недопустимые техническими условиями, особенно в случае, когда влажность их трубок снижалась до 2%, в то время как для гильз из ЭК такое снижение влажности трубок не приводило к появлению дефектов.
Отстрел опытных партий гильз показал возможность повторного использования бумажных гильз из ЭК для снаряжения охотничьих и спортивных патронов для гладкоствольных ружей.
Разработанная конструкция высокопрочной бумажной гильзы защищена патентом на изобретение РФ № 2197703 с приоритетом от 02.04.2001 [4]. Важно отметить, что этот патент является единственным в своем роде патентом, который защищает Россию от ввоза к нам импортных бумажных гильз, конструкции которых попадают под действие данного патента.
В настоящее время возможно заново на имеющемся на заводе оборудовании начать серийный выпуск охотничьих патронов 12-го калибра с упрочненной бумажной гильзой со всеми номерами дроби и картечи под торговой маркой «Экстра-М» [5], изображенных на рисунке 2. Патроны изготавливаются как с древесноволокнистыми пыжами, так и с пластмассовыми пыжами-контейнерами.