Naboje do broni strzeleckiej zasilane są za pomocą magazynków i pasków. Magazynki zapewniają minimalne czasy przeładowania, ale mają dużą wagę na nabój - np. niskoimpulsowy: 12 g na stalowy magazynek bębnowy w porównaniu do 6,5 g na nylonowy pokrowiec z twardym blatem w wersji z paskiem na naboje z ogniwo stalowe otwarte i 5 d w wersji nabojowej z otwartym ogniwem plastikowym.
Problem z wagą
Problem zmniejszenia masy magazynków staje się szczególnie dotkliwy w przypadku karabinów maszynowych przeznaczonych do intensywnego strzelania. Duży ciężar magazynków bębnowych wymusza ograniczanie amunicji karabinu maszynowego lub umieszczanie nabojów w oddzielnych pasach, spędzając dodatkowy czas w walce na układaniu pasów w nylonowych torbach lub metalowych skrzynkach.
Najczęściej spotykane magazynki bębnowe mają pojemność od 75 do 100 naboi, które są umieszczone w jednym rzędzie nabojów utworzonych przez spiralne wybicia na powierzchniach promieniowych. Klasyczny magazynek bębnowy składa się z korpusu, pokrywy, podajnika sektorowego i skrętnej sprężyny śrubowej. W szyjce magazynka zamiast jednej ze szczęk montowany jest ustalacz nabojów, który zapewnia pionowe wkładanie nabojów do magazynka i szybkie wyładowanie magazynka z nabojów. Jest też sprężynowa korba i złącza. Łączna liczba jednostek montażowych magazynu bębnowego sięga dwóch tuzinów.
Znane skojarzone konstrukcje magazynków bębnowych o zwiększonej pojemności z przebudową nabojów z dwóch strumieni w jeden. Mają jednak obniżoną niezawodność ze względu na złożoną kinematykę ruchu wkładów i podwojoną liczbę części podatnych na uszkodzenia i zanieczyszczenia.
Ponadto istnieją uproszczone konstrukcje magazynków bębnowych składające się z wygiętego łukowo dwurzędowego magazynu skrzynkowego ze sprężyną dociskową typu magazynek MWG 90-nabojowy.
Do niedawna głównym materiałem konstrukcyjnym magazynków bębnowych była stal, po opanowaniu produkcji tworzyw konstrukcyjnych zaczęto stosować poliamid wypełniony szkłem oraz przezroczysty poliwęglan. Materiały polimerowe pozwalają półtora raza zmniejszyć wagę magazynka na jeden nabój (do 7 g dla 100-nabojowego Ultimax), zapewniając jednocześnie wizualną kontrolę zużycia naboju. Jednak nawet najbardziej zaawansowane modele magazynków bębnowych wciąż mają większą wagę na nabój niż nylonowa torba z plastikowym paskiem. Złożoność konstrukcji zwiększa koszty i zmniejsza niezawodność magazynków bębnowych w porównaniu z karabinami maszynowymi zasilanymi taśmowo.
Rozwiązanie techniczne
W związku z powyższym proponuje się nowy typ sklepu (w dwóch modyfikacjach), który ma wagę (na wkład) mniejszą niż ciężar właściwy nylonowej torby z plastikową taśmą o równej pojemności. Torus, geometryczny korpus z otworem osiowym, został wykorzystany jako czynnik kształtu nowego sklepu. Proponuje się zastosowanie nowoczesnych tworzyw sztucznych jako materiału na korpus sklepu - nieprzezroczystego polisiarczku fenylenu i przezroczystego poliarylatu.
Siarczek polifenylenu to tworzywo konstrukcyjne o ciężarze właściwym 1,6 g/cm3. Temperatura pracy waha się od -60 do +250 ° C. Niska lepkość stopionego polisiarczku fenylenu umożliwia wytwarzanie wyrobów odlewanych o grubości ścianki 1 mm. Wypełnienie tworzywa mikrowłóknami węglowymi (100x1 mikronów) o udziale masowym 40% oraz elastomerem - polidimetylosiloksanem o udziale masowym 0,5% pozwala na zwiększenie jego wytrzymałości na rozciąganie do 210 MPa i udarności do 68 kJ/m2.
Poliarylat jest używany do produkcji dyfuzorów reflektorów samochodowych. Jego ciężar właściwy wynosi 1,2 g/cm3. Temperatura pracy tworzywa mieści się w zakresie od -60 do +200 °C. W celu zapewnienia udarności poliarylanu dodaje się do niego dodatek 0,5% dwutlenku tytanu, który zwiększa udarność tworzywa do 100 kJ/m2. Odporność na zużycie wyrobów wykonanych z poliarylatu zapewnia powłoka (wykonana z lakieru poliarylanowego z nanocząsteczkami ceramicznymi), która tworzy wiązanie chemiczne z materiałem części. Wytrzymałość poliarylanu na poziomie 150 MPa zapewnia wypełnienie go jednościennymi nanorurkami węglowymi o udziale masowym 1%.
Nieskładana wersja sklepu toroidalnego
Najprostszą wersją proponowanego sklepu jest jego nierozłączna modyfikacja, składająca się tylko z dwóch zespołów montażowych – toroidalnego korpusu z boczną szyjką oraz pryzmatycznej spiralnej sprężyny dociskowej z podajnikiem rolkowym.
Korpus wykonany jest w jednym kawałku z wewnętrzną spiralną przegrodą tworzącą jednorzędowy strumień nabojów. Przegroda łączy się z korpusem wzdłuż promieni łuków kołowych i służy jako usztywniacz. Na jego powierzchni znajdują się podłużne występy stykające się z podstawą i występem tulei nabojów do butelek. W przypadku zastosowania wkładów teleskopowych nie występują występy, wkłady stykają się bezpośrednio z podstawami przegrody. Sprężyna jest połączona z podajnikiem rolkowym poprzez przepuszczenie jej ostatniego zwoju przez otwór osiowy w podajniku, a następnie połączenie zaciskowe jej wolnego końca z przedostatnim zwojem sprężyny. W szyjce zamontowana jest blokada typu rocker ze sprężyną płytkową.
Sprężyna spiralna jest wkładana do szyjki po zwolnieniu blokady. Napinanie sprężyny śrubowej odbywa się poprzez włożenie nabojów do magazynka. Ciało myje się za pomocą wyjętej sprężyny za pomocą wody, wodnego roztworu środka myjącego, benzyny lub nafty lotniczej.
Materiał korpusu i podajnika to polisiarczek fenylenu, materiał sprężyn i ustalacza to stal. Technologia wykonania korpusu obejmuje odlewanie modelu gipsowego, formowanie pod ciśnieniem tworzywa do formy, niszczenie modelu na statywie wibracyjnym z pneumatycznym usuwaniem pyłu gipsowego. Sprężyna śrubowa wytwarzana jest poprzez odpuszczanie na spiralnie wygiętym trzpieniu.
Grubość ścianki obudowy ꟷ 2 mm. Przy pojemności magazynka 100 nabojów kalibru 5, 45x39 mm średnica łuski wyniesie 150 mm, wysokość ꟷ 60 mm, a średnica otworu osiowego ꟷ 40 mm. Waga zmontowanego magazynka ꟷ 300 g.
Składana wersja sklepu toroidalnego
Bardziej złożoną konstrukcją magazynka toroidalnego jest jego składana modyfikacja, która składa się z obudowy otwartej z jednego końca z szyjką boczną i wydrążoną osią, osłony wkładki z wydrążoną osią oraz wyposażonej w sprężynę skrętną taśmową z podajnikiem rolkowym i listwą blokującą. W szyjce bocznej zamontowana jest blokada typu rocker ze sprężyną płytkową.
Na wewnętrznej promieniowej powierzchni korpusu znajduje się spiralny grzbiet tworzący górną część strumienia wkładu. Oś wydrążona ma wycięcie na drążek podtrzymujący sprężynę. Wewnętrzna promieniowa powierzchnia osłony posiada własny spiralny grzbiet, który tworzy dolną część strumienia nabojów. Wydrążona oś pokrywy ma również wycięcie na listwę mocującą sprężynę.
Rolka podająca i listwa zatrzymująca są przynitowane do zagiętych końców sprężyny śrubowej. Gdy pokrywa jest włożona do korpusu, pręt blokujący wchodzi w wycięcia osi korpusu i pokrywy, łącząc te części konstrukcji we wspólny zespół. Demontaż konstrukcji odbywa się poprzez wciśnięcie pręta blokującego, gdy sprężyna jest w stanie spuszczonym.
Materiał korpusu to poliarylan, materiał podajnika, pręta, sprężyn i ustalacza to stal. Korpus i pokrywa są produkowane przez standardowe formowanie wtryskowe. W celu sekwencyjnego rozwijania zwojów, płytka sprężyny ma zmienną grubość na swojej długości poprzez walcowanie pomiędzy rolkami o zmiennym promieniu.
Grubość ścianek korpusu i wieczka wynosi ꟷ 2 mm. Przy pojemności magazynka 200 nabojów kalibru 5, 45x39 mm, średnica łuski wyniesie 200 mm, wysokość ꟷ 70 mm, średnica otworu osiowego ꟷ 30 mm. Waga zmontowanego magazynka ꟷ 600 g.
Niewielka liczba jednostek montażowych sklepu toroidalnego znacznie uprości jego działanie wojskowe. Waga magazynka toroidalnego, prawie równa wadze stalowego pasa z luźnym ogniwem (lub połowa wagi nylonowego worka z plastikowym pasem), pozwoli piechocie mieć tylko magazynki wyposażone w amunicję piechoty do noszenia.
