Сведения из внутренней баллистики

При выстреле из стрелкового оружия происходят следующие явления. От удара бойка по капсюлю взрывается ударный состав капсюля и образуется пламя, которое воспламеняет пороховой заряд. При сгорании порохового заряда образуется большое количество сильно нагретых газов, создающих большое давление.

В результате давления на дно пули она сдвигается с места и врезается в нарезы, вращаясь по ним, продвигается по каналу ствола с возрастающей скоростью и выбрасывается наружу по направлению оси канала ствола. Давление газов на дно гильзы вызывает движение оружия назад.

От давления газов на стенки гильзы происходит их растяжение, и гильза, плотно прижимаясь к патроннику, препятствует прорыву пороховых газов в сторону затвора. Одновременно при выстреле возникает колебательное движение (вибрация) ствола и происходит его нагревание. Раскаленные газы и частицы несгоревшего пороха, при выходе из ствола порождают пламя и ударную волну, которая является источником звука.

При выстреле из автоматического или самозарядного оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии пороховых газов, отводимых через отверстие в стенке ствола (например, автомат и пулеметы Калашникова, снайперская винтовка Драгунова), часть пороховых газов, кроме того, после прохождения пулей газоотводного отверстия устремляется через него в газовую камору, ударяет в поршень и отбрасывает поршень с затворной рамой (толкатель с затвором) назад.

Пока затворная рама не пройдет некоторое расстояние, обеспечивающее вылет пули из канала ствола, затвор продолжает запирать канал ствола. После вылета пули из канала ствола происходит его отпирание; затворная рама и затвор, двигаясь назад, сжимают возвратную пружину; затвор при этом извлекает из патронника гильзу. При движении вперед под действием сжатой пружины затвор досылает очередной патрон в патронник и вновь запирает канал ствола.

Интересно
При выстреле из автоматического или самозарядного оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии отдачи затвора (например, пистолет Макарова, пистолет-пулемет АЕК-919К «Каштан»), давление газов через дно гильзы передается на затвор и вызывает движение затвора с гильзой назад.

Это движение начинается в момент, когда давление пороховых газов на дно гильзы преодолевает инерцию затвора и усилие возвратной пружины. Пуля к этому времени уже вылетает из канала ствола. Отходя назад, затвор сжимает возвратную пружину, затем под действием сжатой пружины возвращается вперед и досылает очередной патрон в патронник.

В некоторых образцах оружия (например, крупнокалиберный пулемет Владимирова, пистолеты ТТ, СР-1 «Вектор») под действием газов на дно гильзы вначале движется назад ствол, сцепленный с затвором. Пройдя некоторое расстояние, обеспечивающее вылет пули, ствол и затвор расцепляются, после чего затвор по инерции отходит в крайнее заднее положение и сжимает возвратную пружину, а ствол возвращается в прежнее положение под действием пружины или при движении затвора вперед.

При сгорании порохового заряда примерно 25-35% выделяемой энергии затрачивается на сообщение пуле поступательного движения (основная работа), 15-25% на второстепенные работы (врезание и преодоление трения пули при движении по каналу ствола; нагревание стенок ствола, гильзы и пули; перемещение подвижных частей оружия), около 40% не используется и теряется после вылета пули из ствола.

Выстрел происходит очень быстро – за 0,001-0,06 с. При выстреле различают 5 периодов: пиростатический, период форсирования, пиродинамический, термодинамический, и период последействия газов. Пиростатический период длится от воспламенения ударного состава капсюля до начала движения пули.

Период форсирования длится от начала движения пули до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В конце этого периода в запульном пространстве достигается давление, называемое давлением форсирования, оно достигает 250-500 кг/см2 в зависимости от нарезов, веса пули и твердости оболочки.

Интересно
Пиродинамический период длится от врезания пули в нарезы до момента полного сгорания порохового заряда. Из-за медленного движения пули давление газов достигает максимального значения. Это происходит при прохождении пулей 4-6 см канала ствола. К концу периода давление равно 2/3 максимального давления. Скорость к концу периода равна 3/4 начальной скорости.

Термодинамический период длится от момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из ствола. Спад давления во этом периоде происходит быстро и дульное давление (у дульного среза) составляет у разных образцов оружия 300-900 кг/см2. У некоторых видов стрелкового оружия, особенно короткоствольных (например, пистолет Макарова), термодинамический период отсутствует, так как полного сгорания порохового заряда к моменту вылета пули из канала ствола не происходит (рис. 1).

Сведения из внутренней баллистики

Период последействия газов длится от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия пороховых газов на пулю. В течение этого периода газы, истекающие из канала ствола со скоростью 1200-2000 м/с, продолжают действовать на пулю, сообщая ей дополнительную скорость. Наибольшей скорости пуля достигает в конце этого периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола.

Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешено сопротивлением воздуха. Начальной скоростью называется скорость движения пули у дульного среза ствола. За начальную скорость принимается условная скорость, которая несколько больше дульной и меньше максимальной. Она определяется опытным путем с последующими расчетами.

Величина начальной скорости пули указывает как оружия. Начальная скорость является одной из важнейших характеристик боевых свойств оружия. При увеличении начальной скорости увеличивается дальность полета пули, дальность прямого выстрела, убойное и пробивное действие пули, а также уменьшается влияние внешних условий на ее полет.

Величина начальной скорости пули зависит от:

  • длины ствола;
  • веса пули;
  • веса, температуры и влажности порохового заряда;
  • формы и размеров зерен пороха;
  • плотности заряжания.

Чем длиннее ствол, тем большее время на пулю действуют пороховые газы и тем больше начальная скорость. При постоянной длине ствола и постоянном весе порохового заряда начальная скорость тем больше, чем меньше вес пули. Изменение веса порохового заряда приводит к изменению количества пороховых газов, а следовательно, и к изменению величины максимального давления в канале ствола и начальной скорости пули. Чем больше вес порохового заряда, тем больше максимальное давление и начальная скорость пули. Длина ствола и вес порохового заряда увеличиваются при конструировании оружия до наиболее рациональных размеров.

С повышением температуры порохового заряда увеличивается скорость горения пороха, а поэтому увеличиваются максимальное давление и начальная скорость. При понижении температуры заряда начальная скорость уменьшается. Увеличение (уменьшение) начальной скорости вызывает увеличение (уменьшение) дальности полета пули. В связи с этим необходимо учитывать поправки дальности на температуру воздуха и заряда (температура заряда примерно равна температуре воздуха).

С повышением влажности порохового заряда уменьшаются скорость его горения и начальная скорость пули. Форма и размеры зерен пороха оказывают существенное влияние на скорость горения порохового заряда, а следовательно, и на начальную скорость пули. Они подбираются соответствующим образом при конструировании оружия.

Плотностью заряжания называется отношение веса заряда к объему гильзы при вставленной пуле (каморы сгорания заряда). При глубокой посадке пули значительно увеличивается плотность заряжания, что может привести при выстреле к резкому скачку давления и вследствие этого к разрыву ствола, поэтому такие патроны нельзя использовать для стрельбы. При уменьшении (увеличении) плотности заряжания увеличивается (уменьшается) начальная скорость пули.

Отдачей называется движение оружия назад во время выстрела. Отдача ощущается в виде толчка в плечо, руку или грунт. Действие отдачи оружия примерно во столько раз меньше начальной скорости пули, во сколько раз пуля легче оружия. Энергия отдачи у ручного стрелкового оружия обычно не превышает 2 кгс и воспринимается стреляющим безболезненно.

Сила отдачи и сила сопротивления отдаче (упор приклада) расположены не на одной прямой и направлены в противоположные стороны. Они образуют пару сил, под воздействием которой дульная часть ствола оружия отклоняется кверху. Величина отклонения дульной части ствола данного оружия тем больше, чем больше плечо этой пары сил (рис. 2). Кроме того, при выстреле ствол оружия совершает колебательные движения – вибрирует. В результате вибрации дульная часть ствола в момент вылета пули может также отклоняться от первоначального положения в любую сторону (вверх, вниз, вправо, влево).

Величина этого отклонения увеличивается при неправильном использовании упора для стрельбы, загрязнения оружия и т.п. Сочетание влияния вибрации ствола, отдачи оружия и других причин приводят к образованию угла между направлением оси канала ствола до выстрела и ее направлением в момент вылета пули из канала ствола. Этот угол называется углом вылета.

Угол вылета считается положительным, когда ось канала ствола в момент вылета пули выше ее положения до выстрела, отрицательным – когда ниже. Влияние угла вылета на стрельбу учитывается при приведении его к нормальному бою.

Однако при нарушении правил прикладки оружия, использования упора, а также правил ухода за оружием и его сбережением, изменяется величина угла вылета и бой оружия. Для обеспечения однообразия угла вылета и уменьшения влияния отдачи на результаты стрельбы необходимо точно соблюдать приемы стрельбы и правила ухода за оружием, указанные в наставлениях по стрелковому делу.

С целью уменьшения вредного влияния отдачи на результаты стрельбы применяются компенсаторы, как у АК74. Истекающие из канала ствола газы, ударяясь о стенки компенсатора, несколько опускают дульную часть ствола влево и вниз.

Узнай цену консультации

"Да забей ты на эти дипломы и экзамены!” (дворник Кузьмич)