Выстрелом называется выбрасывание пули (снаряда, гранаты) из канала ствола давлением газов, образующихся при сгорании порохового заряда.
Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001-0,06 с). От удара по капсюлю патрона образуется пламя, которое воспламеняет пороховой заряд. При сгорании порохового заряда образуется большое количество сильно нагретых газов, которые в канале ствола создают высокое давление, действующее во все стороны с одинаковой силой. Под давлением газов пуля сдвигается с места, врезается в нарезы, продвигается по каналу ствола с непрерывно возрастающей скоростью и выбрасывается наружу по направлению оси канала ствола. Раскаленные газы, истекающие из канала ствола вслед за пулей, при встрече с воздухом образуют пламя и ударную волну, которая является источником звука при выстреле.
Поскольку нарезы в стенках ствола выполнены винтообразно, пуля, продвигаясь по каналу ствола, получает вращательное движение.
В выстреле различают четыре последовательных периода. Предварительный период длится от начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В этот период в канале ствола создается давление 2500 - 5000 Н/см2 (250 - 500 кгс/см2), которое необходимо для того, чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола.
Первый, или основной, период длится от начала движения пули до полного сгорания порохового заряда. В начале этого периода, при прохождении пулей 4 -6 см пути, количество газов растет быстрее, чем объем запульного пространства (между дном пули и дном гильзы), давление газов быстро повышается и достигает наибольшей величины (максимального давления), например у стрелкового оружия под патрон обр. 1943 г. - 27450 Н/см2 (2800 кгс/см2). Затем вследствие быстрого увеличения скорости движения пули объем запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов и давление начинает падать.
Второй период длится от момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из канала ствола. Хотя приток газов и прекращается, сильно сжатые и нагретые газы расширяются, давят на пулю и увеличивают скорость ее движения. Давление быстро падает и у дульного среза - у различных образцов оружия оно составляет 3000 - 9000 Н/см (300 - 900 кгс/см2).
Третий период, или период после действия газов, длится от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения возрастания скорости пули. Пороховые газы, истекающие из канала ствола, на протяжении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола продолжают воздействовать на пулю и увеличивают скорость ее движения до тех пор, пока давление пороховых газов на дно пули не будет уравновешено сопротивлением воздуха.
Начальной скоростью пули называется та скорость, с которой пуля покидает канал ствола, - скорость движения пули у точки вылета. Она измеряется в метрах в секунду (м/с). Начальная скорость пули является одной из важнейших характеристик боевых свойств оружия. Возрастание начальной скорости увеличивает дальность полета пули, убойное и пробивное действие пули, уменьшает влияние внешних условий на ее полет.
Величина начальной скорости пули зависит от длины ствола, массы пули, массы порохового заряда и от других факторов.
Чем длиннее ствол (до известных пределов), тем дольше действуют на пулю пороховые газы и тем больше ее начальная скорость.
При постоянной длине ствола и постоянной массе порохового заряда начальная скорость тем больше, чем меньше масса пули. Ввиду того, что давление газов в канале ствола действует во все стороны с одинаковой силой, при выстреле оно не только выталкивает пулю вперед, но и отталкивает оружие назад.
Движение оружия (ствола) назад во время выстрела называет ся отдачей. Отдача стрелкового оружия ощущается в виде толчка в плечо, руку или в грунт. Энергия отдачи у ручного стрелко вого оружия обычно не превышает 2 кгс/м и воспринимается стреляющими безболезненно.
Сила давления пороховых газов, вызывающая отдачу, и сила сопротивления отдаче (упор приклада в плечо стрелка) расположены не на одной прямой и направлены в противоположные стороны. Они образуют пару сил, под действием которых дульная часть оружия отклоняется кверху. При этом отклонение тем больше, чем больше плечо этой пары сил. В результате пуля вылетает из канала ствола не в том направлении оси канала ствола, которое было придано ему до выстрела, а в направлении, которое занимает ось канала ствола в момент вылета из него пули. Угол, образуемый направлением оси канала ствола до выстрела и ее направлением в момент вылета пули из канала ствола, называется углом вылета. Величина этого угла имеет практическое значение и зависит от изготовки стрелка. Величина угла вылета изменяется как при перемещении кисти левой руки по цевью автомата, так и от изменения положения приклада у плеча. Для того чтобы максимально сохранить постоянную величину угла вылета, стреляющий должен однообразно выполнять все элементы изготовки.
При выстреле в канале ствола с винтовыми нарезами пороховые газы сообщают пуле не только поступательное, но и вращательное движение. Полет пули в воздухе совершается по инерции. При этом на пулю действуют две силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха . Сила тяжести все больше и больше отклоняет пулю вниз от линии бросания. Сила же сопротивления воздуха замедляет движение пули в воздухе, стремится опрокинуть ее и отклоняет пулю в сторону вращения.
Под действием этих двух сил пуля летит в воздухе не по прямой, в направлении которой она была выброшена из канала ствола (линии бросания), а по кривой, неравномерно изогнутой линии, расположенной ниже линии бросания. Кривая линия, которую описывает центр тяжести пули при полете в воздухе, называется траекторией. Явление отклонения пули от вертикальной плоскости, проходящей через линию бросания, в сторону ее вращения при полете в воздухе называется деривацией.
Для осуществления выстрела снаряженный патрон вставляют в казенную часть ствола (патронник) огнестрельного оружия, затем ствол запирают затвором или колодкой, имеющей специальный ударный механизм. При спуске ударный механизм разбивает капсюль патрона. В результате удара инициирующее вещество через затравочные отверстия в донце гильзы воспламеняет порох.
В момент воспламенения порох из твердого состояния почти мгновенно (за тысячные доли секунды) переходит в газообразное. Развивающееся в патроне давление достигает 400-700 атм в гладкоствольном охотничьем оружии и 2000-3000 атм и более в боевом нарезном оружии.
Дробный снаряд или пуля выталкиваются из патрона и начинают свое движение по каналу ствола. Дробный снаряд в канале ствола приобретает скорость до 500 м/с. Вслед за дробью из ствола вылетает и пыж. Скорость вылета пули из канала нарезного оружия значительно выше: промыслового - 600-900 м/с, боевого - до 1800 м/с и более.
Рис. 57. Механизм выстрела.
В момент выстрела снаряд выталкивает воздух, который находится в канале ствола перед пулей (предпулевой воздух). Он выбрасывается из канала ствола в виде струи со скоростью, равной скорости движения пули. Обладая определенной массой, предпулевой воздух развивает кинетическую энергию, достигающую 3-4 Дж. На близком расстоянии (3-5 см) от дульного среза ствола он может причинять повреждения в виде ушиба или осаднения кольцеобразной формы (кольцо воздушного осаднения) и образовывать дефекты кожи. Вместе с предпулевым воздухом вылетает незначительная часть газов выстрела, прорвавшихся вследствие недостаточной герметизации между снарядом и стенкой ствола. При движении снаряда (пули) по каналу ствола давление газов выстрела в стволе падает вследствие увеличения объема, который они начинают занимать. В момент вылета снаряда из ствола выбрасываются и продукты горения пороха со скоростью, значительно большей, чем та, которую приобрел снаряд. Таким образом, пуля некоторое время движется в облаке газов выстрела (рис. 57). Сами газы выстрела обладают незначительным термическим, но высоким ударным действием, содержат, помимо продуктов горения инициирующего вещества капсюля и пороха, еще и частицы металла, образующиеся при трении пули о стенку ствола. Все они являются сопутствующими компонентами выстрела. При прохождении через канал ствола в нарезном оружии пуля делает около одного оборота вокруг продольной оси (у разных систем оружия по-разному, что зависит от длины ствола). Однако скорость этого вращательного движения оказывается значительной - до 3000-4000 об/мин. Обладая определенной массой и значительной скоростью, пуля приобретает большую кинетическую энергию (несколько тысяч джоулей), которая расходуется на преодоление сопротивления среды, в которой перемещается пуля.
Рис. 58. Признак Виноградова.
При движении в воздушной среде пуля впереди себя - у головного конца - уплотняет воздух. Сзади пули образуются разреженное запульное пространство и вихревой след. Боковой поверхностью пуля взаимодействует со средой, в которой движется, и передает ей часть кинетической энергии. Пограничный с пулей слой среды вследствие трения приобретает некоторую скорость. Пылевидные частицы металла и копоти выстрела могут переноситься вместе с пулей (в запульном пространстве) на значительное расстояние (до 1000 м) и откладываться вокруг входного пулевого отверстия как на одежде, так и на теле. Такое явление имеет несколько особенностей: должна быть высокая скорость полета пули (свыше 500 м/с), копоть откладывается на втором (нижнем) слое одежды или кожных покровах, а не на первом слое одежды, как это бывает при выстрелах с близкого расстояния. В отличие от выстрела с близкого расстояния отложение копоти в этих случаях менее интенсивное и принимает форму лучистого венчика вокруг отверстия, пробитого пулей (признак Виноградова, рис. 58).
1. Семь лет назад группа фотографов-любителей запустила инициативу, которая позже выросла в проект, который помогает производителям огнестрельного оружия лучше понимать огневые процессы, происходящие в момент выстрела. Это позволяет компаниям совершенствовать свою продукцию На фото модифицированный австрийский Глок.
2. “Любители спортивной стрельбы во всем мире жаждут узнать, что происходит за миллисекунды в момент вылета пули из канала ствола. Наш новый метод позволил нам получить детальные 3D-изображения снаряда, выпущенного из огнестрела. Вы можете видеть трехмерные изображения взрыва и поток порохового газа”, - говорит Куулапаа.
3. На фото: Пули летят со скоростью 1 280 км/ч
4. Ни один из изображенных на снимках моментов невозможно увидеть невооруженным глазом, поскольку действие происходит за сотые доли секунды. Но это не просто красивые фотографии, с их помощью производители оружия получают информацию о потоке газов и распределении температуры во время выстрела для улучшения своих продуктов.
5. Пуля покидает ствол оружия при выстреле за миллисекунды.
6. На многих кадрах видна впечатляющая вспышка при выстреле.
7. Фотограф признается, что часто случайно повреждает свое оборудование и объективы, пытаясь поймать нужный момент.
8. Выстрел из Смит и Вессон модель 500 (Smith & Wesson Model 500), самого мощного серийного револьвера на сегодняшний день
9. Масса гиганта неб патронов - 2 кг 60 г. Смит и Вессон модель 500 в фильме «Возвращение героя» со Шварценеггером
10. На коллаже: Последовательность кадров, показывающая вылет пули из винтовки.
11. Выстрел нашим патроном 7,62×39 мм из американской винтовки AR-15. Считается третьим по мощности из автоматных патронов в мире
12. «Наши последние достижения - 3D-съемка выстрела, где можно увидеть трехмерную картину».
13. Облако газов при выстреле
14. Начальный момент выстрела из винтовки AR-15
ДЛЯ СТРЕЛКА начальная скорость пули (снаряда) является едва ли не самой главной из всех величин, рассматриваемых во внутренней баллистике.
И действительно, от этой величины зависит наибольшая дальность стрельбы, дальность прямого выстрела, т. е. наибольшая дальность стрельбы прямой наводкой по видимым целям, при которой высота траектории полета пули не превосходит высоту цели, время движения пули (снаряда) до цели, ударное действие снаряда по цели и другие показатели.
Вот почему необходимо внимательно относиться к самому понятию начальной скорости, к способам ее определения, к тому, как изменяется начальная скорость при изменении параметров внутренней баллистики и при изменении условий стрельбы.
Пуля при выстреле из стрелкового оружия, начиная передвигаться по каналу ствола под действием пороховых газов все быстрее, достигает своей максимальной скорости в нескольких сантиметрах от дульного среза. Затем, двигаясь по инерции и встречая сопротивление воздушной среды, пуля начинает терять свою скорость. Следовательно, скорость движения пули все время меняется. Учитывая это обстоятельство, скорость пули принято фиксировать только в каких-нибудь определенных фазах ее движения. Обычно фиксируют скорость пули при вылете ее из канала ствола.
Скорость движения пули у дульного среза ствола в момент вылета ее из канала ствола называется начальной скоростью.
За начальную скорость принимается условная скорость, которая несколько больше дульной и меньше максимальной. Она измеряется расстоянием, которое могла бы преодолеть пуля за 1 секунду по вылете из канала ствола, если бы на нее не действовали ни сопротивление воздуха, ни ее тяжесть. Так как скорость пули в некотором удалении от дульного среза мало отличается от скорости при вылете ее из канала ствола, при практических расчетах обычно считают, что наибольшую скорость пуля имеет в момент вылета из канала ствола, т. е. что начальная скорость пули является наибольшей (максимальной) скоростью.
Начальная скорость определяется опытным путем с последующими расчетами. Величина начальной скорости пули указывается в таблицах стрельбы и в боевых характеристиках оружия.
Так, при стрельбе из 7,62 мм магазинной винтовки системы Мосина обр. 1891/30 гг. начальная скорость легкой пули равна 865 м/сек, а тяжелой пули — 800 м/сек. При стрельбе из 5,6 мм малокалиберной винтовки ТОЗ-8 начальная скорость пули различных партий патронов колеблется в пределах 280—350 м/сек.
Величина начальной скорости является одной из самых важных характеристик не только патронов, но и боевых свойств оружия. Однако судить о баллистических свойствах оружия только по одной начальной скорости пули нельзя. 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 оружия; массы пули; массы, температуры и влажности порохового заряда патрона, формы и размеров зерен пороха и плотности заряжания.
Чем длиннее ствол стрелкового оружия, тем большее время на пулю воздействуют пороховые газы и тем выше начальная скорость пули.
Также необходимо рассматривать начальную скорость пули в сочетании с ее массой. Очень важно знать, какой энергией обладает пуля, какую работу она может выполнить.
Из физики известно, что энергия движущегося тела зависит от его массы и скорости движения. Следовательно, чем больше масса пули и скорость ее движения, тем больше кинетическая энергия пули. При постоянной длине ствола и постоянной массе порохового заряда начальная скорость тем больше, чем меньше масса пули. Увеличение массы порохового заряда приводит к повышению количества пороховых газов, а следовательно, и к повышению величины максимального давления в канале ствола и увеличению начальной скорости пули. Чем больше масса порохового заряда, тем больше максимальное давление и начальная скорость пули.
Длина ствола и масса порохового заряда увеличиваются при конструировании образцов стрелкового оружия до наиболее рациональных размеров.
С повышением температуры порохового заряда увеличивается скорость горения пороха, а поэтому увеличиваются максимальное давление и начальная скорость пули. При понижении температуры заряда начальная скорость уменьшается. Увеличение (уменьшение) начальной скорости вызывает увеличение (уменьшение) дальности полета пули. В связи с этим при стрельбе обязательно нужно 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 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 массы заряда к объему гильзы при вставленной пуле (каморы сгорания заряда). При очень 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.
Пробивное действие пули (таблицы 1 и 2) характеризуется ее кинетической энергией (живой силой). Кинетическая энергия, которую сообщают пуле пороховые газы в момент вылета ее из канала ствола, называется дульной энергией. Энергия пули измеряется в джоулях.
Таблица 1
Пробивное действие легкой пули 7,62 мм снайперской магазинной винтовки
системы Мосина обр. 1891/30 гг.(при стрельбе на расстояния до 100 м)
ВИНТОВОЧНЫЕ пули обладают громадной кинетической энергией. Так, дульная энергия легкой пули при стрельбе из винтовки образца 1891/30 гг. равна 3600 Дж. Насколько велика энергия пули, видно из следующего: чтобы получить в столь короткий отрезок времени (не путем выстрела) такую энергию, потребовалась бы машина мощностью 3000 л. с.
Из всего сказанного ясно, какое большое практическое значение имеет для стрельбы большая начальная скорость и зависимая от нее дульная энергия пули. С увеличением начальной скорости пули и ее дульной энергии увеличивается дальность стрельбы; траектория пули становится более отлогой; значительно уменьшается влияние внешних условий на полет пули; увеличивается пробивное действие пули.
В то же время на величину начальной скорости пули (снаряда) большое влияние оказывает износ канала ствола. В процессе эксплуатации ствол оружия подвергается значительному износу. Этому способствует целый ряд причин механического, термического, газодинамического и химического характера.
Прежде всего пуля при прохождении по каналу ствола, вследствие больших сил трения, закругляет углы полей нарезов и производит истирание внутренних стенок канала ствола. Кроме того, движущиеся с большой скоростью частицы пороховых газов ударяют с силой в стенки канала ствола, вызывая на их поверхности так называемый наклеп. Это явление заключается в том, что поверхность канала ствола покрывается тонкой коркой с постепенно развивающейся в ней хрупкостью. Происходящая при выстреле упругая деформация расширения ствола приводит к появлению на внутренней поверхности металла мелких трещин. Образованию таких трещин способствует и высокая температура пороховых газов, которые в силу очень короткого действия вызывают частичное оплавление поверхности канала ствола. В нагретом слое металла возникают большие напряжения, которые в конечном счете и приводят к появлению и увеличению этих мелких трещин. Повышенная хрупкость поверхностного слоя металла и наличие к тому же трещин на нем приводят к тому, что пуля при прохождении по каналу ствола производит сколы металла в местах трещин. Износу ствола в значительной мере способствует и нагар, остающийся в канале ствола после выстрела. Он представляет собой остатки сгорания капсюльного состава и пороха, а также металла, соскобленного с пули или выплавленного из нее, оторванных газами кусочков дульца гильзы и т. д.
Имеющиеся в нагаре соли обладают свойством вбирать в себя из воздуха влагу, растворяться в ней и образовывать растворы, которые, вступая в реакцию с металлом, приводят к его коррозии (оржавлению), появлению в канале ствола сначала сыпи, а затем и раковин. Все эти факторы приводят к изменению, разрушению поверхности канала ствола, что влечет за собой увеличение его калибра, особенно у пульного входа, и, естественно, снижению в целом его прочности. Поэтому отмеченное изменение параметров при износе ствола ведет к уменьшению начальной скорости пули (снаряда), а также к резкому ухудшению боя оружия, т. е. к потере им своих баллистических качеств.
Если во времена Петра I начальная скорость полета ядра доходила до 200 метров в секунду, то современные артиллерийские снаряды летят значительно быстрее. Скорость полета современного снаряда в первую секунду равна обычно 800—900 метрам, а некоторые снаряды летят еще быстрее, — со скоростью 1000 и более метров в секунду. Эта скорость так велика, что снаряд, когда он летит, даже не виден. Следовательно, современный снаряд летит со скоростью, в 40 раз превышающей скорость курьерского поезда и в 8 раз превышающей скорость самолета.
Таблица 2
Пробивное действие пули 5,6-мм малокалиберной винтовки ТОЗ-8 (при стрельбе на расстояние до 25 м)
Впрочем, здесь речь идет об обыкновенных пассажирских самолетах и об артиллерийских снарядах, летящих со средней скоростью.
Если же взять для сравнения, с одной стороны, самый «медленный» снаряд, а с другой — современный реактивный самолет, то разница будет уже не так велика, и притом не в пользу снаряда: реактивные самолеты летят со средней скоростью около 900 километров в час, то есть около 250 метров в секунду, а очень «медленный» снаряд, например снаряд 152-миллиметровой самоходной гаубицы «Мста» 2 С19, при наименьшем заряде пролетает в первую секунду всего лишь 238 метров.
Получается, что реактивный самолет не только не отстанет от такого снаряда, но и перегонит его.
Пассажирский самолет пролетает за час около 900 километров. Сколько же пролетит за час снаряд, летящий в несколько раз быстрее самолета? Казалось бы, снаряд должен пролететь за час около 4000 километров.
На самом деле, однако, весь полет артиллерийского снаряда продолжается обычно меньше минуты, снаряд пролетает 15—20 километров и лишь у некоторых орудий — больше.
В чем же тут дело? Что мешает снаряду лететь так же долго и так же далеко, как летит самолет?
Самолет летит долго потому, что воздушный винт тянет или реактивный двигатель толкает его все время вперед. Двигатель работает несколько часов подряд — пока хватит горючего. Поэтому и самолет может лететь непрерывно несколько часов подряд.
Снаряд же получает толчок в канале орудия, а дальше летит уже сам по себе, никакая сила больше не толкает его вперед. С точки зрения механики летящий снаряд будет телом, движущимся по инерции. Такое тело, учит механика, должно подчиняться очень простому закону: оно должно двигаться прямолинейно и равномерно, если только к нему не приложена больше никакая сила.
Подчиняется ли снаряд этому закону, движется ли он прямолинейно?
Представим, что за километр от нас находится какая-либо цель, например пулеметная точка противника. Попробуем навести орудие так, чтобы ствол его был направлен прямо в пулемет, потом произведем выстрел.
Сколько бы раз мы так ни стреляли, в цель мы не попадем никогда: всякий раз снаряд будет падать на землю и разрываться, пролетев всего лишь метров 200—300. Если мы будем продолжать опыты, то скоро придем к такому выводу: чтобы попасть, нужно направить ствол не в цель, а несколько выше ее.
 |
Выходит, что снаряд летит вперед не по прямой линии: в полете он опускается. В чем дело? Почему снаряд летит не прямолинейно? Какая сила тянет снаряд вниз?
Ученые-артиллеристы конца XVI и начала XVII века так объясняли это явление: снаряд, летящий наклонно вверх, теряет силу, подобно человеку, взбирающемуся на крутую гору. И когда снаряд окончательно потеряет силу, он на миг остановится в воздухе, а затем камнем упадет вниз. Путь снаряда в воздухе казался артиллеристам XVI века таким, как изображено на рисунке.
В наши дни все люди, изучавшие физику, зная законы, открытые Галилеем и Ньютоном, дадут более верный ответ: на летящий снаряд действует сила тяжести и заставляет его опускаться во время полета. Ведь всякий знает, что брошенный камень летит не прямо, а описывает кривую и, пролетев небольшое расстояние, падает на землю. При прочих равных условиях камень летит тем дальше, чем сильнее он брошен, чем большую скорость он получил в момент броска.
Поставим на место человека, бросающего камень, орудие, а камень заменим снарядом; как и всякое летящее тело, снаряд будет притянут при полете к земле и, следовательно, отойдет от той линии, по которой он был брошен; эта линия так и называется в артиллерии линией бросания, а угол между этой линией и горизонтом орудия — углом бросания.
Если предположить, что на снаряд при его полете действует только сила тяжести, то под действием этой силы в первую секунду полета снаряд опустится приблизительно на 5 метров (точнее — на 4,9 метра), во вторую — почти на 15 метров (точнее — на 14,7 метра) и в каждую следующую секунду скорость падения будет увеличиваться почти на 10 метров в секунду (точнее — на 9,8 метра в секунду). Таков закон свободного падения тел, открытый Галилеем.
Поэтому-то линия полета снаряда — траектория — получается не прямой, а точно такой же, как и для брошенного камня, похожей на дугу.
Кроме этого, можно задаться вопросом: нет ли связи между углом бросания и расстоянием, которое пролетает снаряд?
Попробуем выстрелить из орудия один раз при горизонтальном положении ствола, другой раз — придав стволу угол бросания 3 градуса, а в третий раз — при угле бросания 6 градусов.
В первую же секунду полета снаряд должен отойти вниз от линии бросания на 5 метров. И значит, если ствол орудия лежит на станке высотой 1 метр от земли и направлен горизонтально, то снаряду некуда будет опускаться, он ударится о землю раньше, чем истечет первая секунда полета. Расчет показывает, что уже через 6 десятых секунды произойдет удар снаряда о землю.
Снаряд, брошенный со скоростью 600—700 метров в секунду, при горизонтальном положении ствола пролетит до падения на землю всего лишь метров 300. Теперь произведем выстрел под углом бросания в 3 градуса.
Линия бросания пойдет уже не горизонтально, а под углом в 3 градуса к горизонту.
По нашим расчетам, снаряд, вылетевший со скоростью 600 метров в секунду, должен был бы через секунду подняться уже на высоту 30 метров, но сила тяжести отнимет у него 5 метров подъема, и на самом деле снаряд окажется на высоте 25 метров над землей. Через 2 секунды снаряд, не будь силы тяжести, поднялся бы уже на высоту 60 метров, на самом же деле сила тяжести отнимет на второй секунде полета еще 15 метров, а всего 20 метров. К концу второй секунды снаряд окажется на высоте 40 метров. Если продолжим расчеты, они покажут, что уже на четвертой секунде снаряд не только перестанет подниматься, но начнет опускаться все ниже и ниже. И к концу шестой секунды, пролетев 3600 метров, снаряд упадет на землю.
Расчеты для выстрела под углом бросания 6 градусов похожи на те, которые мы только что делали, но считать придется много дольше: снаряд будет лететь 12 секунд и пролетит 7200 метров.
Таким образом, мы поняли, что чем больше угол бросания, тем дальше летит снаряд. Но этому увеличению дальности есть предел: дальше всего снаряд летит, если его бросить под углом 45 градусов. Если еще увеличивать угол бросания, снаряд будет забираться все выше, но зато падать он будет все ближе.
Само собой разумеется, что дальность полета будет зависеть не только от угла бросания, но и от скорости: чем больше начальная скорость снаряда, тем дальше он упадет при прочих равных условиях.
Например, если бросить снаряд под углом 6 градусов со скоростью не 600, а 170 метров в секунду, то он пролетит не 7200 метров, а всего лишь 570.
Следовательно, реальная наибольшая начальная скорость снаряда, которую можно достичь в классическом артиллерийском орудии, принципиально не может превзойти величины 2500—3000 м/с, а реальная дальность стрельбы не превышает нескольких десятков километров. В этом заключается особенность артиллерийских ствольных систем (в том числе и стрелкового оружия), осознав которую человечество в стремлении к космическим скоростям и дальностям обратилось к использованию реактивного принципа движения.
Сергей МОНЕТЧИКОВ
Фото Владимира НИКОЛАЙЧУКА и из архива автора
Пули бывают разные. Их тип зависит от оружия, для которого они изготовлены. Существуют снаряды для нарезного, пневматического. Соответственно, и выглядят они по-разному. Размер будет определяться видом и размером оружия.
Существуют крупные боевые патроны, большие пули или совсем маленькие для пистолетов и револьверов.
Однако скорость пули будет определяться не только ее размером. На нее влияют и многие другие факторы.
Факторы, влияющие на скорость полета пули
Целый ряд причин может замедлить начальную скорость снаряда при выстреле из оружия. Рассмотрим основные из них.
- Температура окружающей среды. Чем ниже температура воздуха, тем больше энергии тратится на разогрев пороха и вылет снаряда, то есть начальная скорость вылета снижается.
- Влажность пороха. Чем более сухим будет порох, тем выше будет значение начальной скорости, так как усилится давление в стволе оружия.
- Форма и размер крупиц пороха. Чем мельче будут дисперсные частицы порохового заряда, тем быстрее они будут сгорать. Следовательно, увеличится начальная скорость выстрела пули.
- Плотность заряда пороха. Для того чтобы максимально правильно и безопасно зарядить порохом изделие, необходимы специальные точные инженерные расчеты. Без них возможна передозировка в порохе, что приведет к внутренней детонации оружия. Либо, наоборот, недозарядка, которая приведет к перегреву ствола оружия. Запрещается самостоятельно осуществлять перезарядку пороховой составляющей в оружии!
- Длина ствола оружия. Чем короче ствол, тем меньшее время осуществляется действие пороховых газов, что снижает скорость пули.
- Вес изделия. Чем легче пуля по массе, тем выше ее начальная скорость.
Каждый из перечисленных факторов может незначительно варьироваться в зависимости от определенного вида оружия. Однако в целом именно эти условия влияют на начальную и общую скорость пули при выстреле.
Что такое хронограф?
Хронограф - это специальное устройство, которое позволяет отслеживать некоторые показатели внутреннего и внешнего устройства снаряда и на основе полученных данных делать вывод о его возможной скорости.
Прибор сконструирован таким образом, что с его помощью без труда можно проверить заявленные технические характеристики оружия в магазине. Кроме того, он определяет начальную и общую скорость полета пули.
При помощи хронографа можно посмотреть и оценить следующие показатели оружия:
- цилиндрическое давление (его уровень);
- усталость пружины или освинцовку ствола;
- прибор покажет массу патрона;
- даст оценку качеству;
- покажет изношенность манжеты поршня;
- температуру.
Электронный прибор путем расчетов и обобщения выдаст реальный результат по всем показателям. Однако и он имеет свои недостатки.
Недостатки хронографа
Прибор имеет определенный вес и размер, что делает его не всегда удобным в применении в определенных условиях (например, полевых). Также к недостатку этого устройства можно отнести погрешность в измерениях (электронную). Она не бывает слишком значительной, но все равно имеет место быть.
Счетчик устройства срабатывает и останавливается в зависимости от освещенности местности (помещения), из-за чего также формируется некая погрешность в показаниях.
Точную реальную пули такой прибор достоверно не покажет, для этого следует использовать другой способ измерения.
Прострел различных расстояний
Это более точный и реальный способ, с помощью которого можно определить скорость пули. Для этого понадобится не только внимательность, но и компьютер с установленным баллистическим калькулятором, который и даст полную информацию и максимально точные расчеты.
Работа идет по следующей схеме:
- загружаем в баллистический калькулятор необходимые данные, которые берем от производителя оружия и из собственноручно полученных показателей (пристреливаем оружие на 100 м в ноль);
- вводим массу патрона, дистанцию пристрелки;
- измеряем и загружаем высоту прицела над стволом оружия;
- у производителя берем данные о вертикальном и горизонтальном клике в оптике;
- вносим показания температуры и давления воздуха на момент исследования (чем точнее, тем реальнее и качественнее будет результат);
- показатель высоты над уровнем моря;
- скорость пули от производителя.
В калькуляторе будут графы прострела дистанций. Там указываем 200, 300, 500 и 700 метров. Более длинные дистанции сразу не рекомендуется использовать. В колонках, где запрашивается 1МОА, пишем следующие значения соответственно порядку дистанций: 5,8; 8,7; 14,5; 20,3 сантиметров.
Вся остальная работа заключается только в кликании мышкой по калькулятору. Следуйте навигатору по баллистическому устройству и в результате получите точный и реальный показатель того, какова скорость вылета пули.
Некоторые значения скорости патрона разного калибра для автомата
Как уже упоминалось выше, дать точную оценку такому показателю, как скорость, сложно. Во многом она определяется окружающими обстоятельствами. Однако приблизительные значения для разнокалиберных пуль автомата привести можно.
Исследования и расчеты показали, что значение скорости полета патрона из автомата будет зависеть от его модели и калибра, поэтому возможны вариации в приведенных данных. Но эти погрешности небольшие, и исправить их для своего оружия каждый может сам.
Автомат АК-74 калибра 5.45Х39
Если стрельба производится нормальным (обычным) патроном, то усредненные данные о скорости пули покажут результат примерно 870 м/с. Если же расстояние сделать приблизительно 500 метров, то скорость снизится до 428 м/с.
Данный тип оружия имеет удлиненный ствол, поэтому и скорость пули достаточно высокая.
АКС-74У калибра 5.45Х39 и АК-101
Если говорить о скорости выпущенной пули из АКС-74У с то она составит приблизительно 740 м/с. Меньше, чем у предыдущего, потому, что ствол короче.
АК-101 калибра 5.56Х45, напротив, покажет очень хороший по этому показателю результат. Примерно 930 м/с, благодаря длинноствольной структуре оружия. Американский аналог этого оружия имеет еще большую длину ствола, для обоих видов автоматов подходят одинаковые патроны с таким значением начальной скорости выстрела.
Автомат АК-47
Снаряды этого оружия имеют большую массу, чем у всех последователей АК, поэтому обладают мощной пробивной силой. Однако по скорости уступают своим коллегам, ведь она составляет только 740 м/с. Тем не менее этого вполне достаточно, чтобы данный автомат считался грозным и серьезным боевым оружием.
Дульная энергия пули
Помимо скорости, очень важной характеристикой является также и энергия пули. Для расчета дульной энергии стоит вспомнить обычный школьный курс физики. Простейшая формула будет иметь вид: (масса х скорость) 2 /2, (масса в килограммах, скорость в метрах на секунду).
Почему важно значение энергии патрона? Потому что энергия - это мощность пули, ее основная боевая характеристика. Чем больше масса и выше скорость, тем, соответственно, выше и энергия. А значит, само оружие более мощное и дальнобойное.
Другими словами, это обычная формула для расчета кинетической энергии тела. Максимальной дульной энергией обладают пули винтовок. В них сбалансирована масса и начальная скорость пули таким образом, что работа получается мощной и эффективной.
Например, на дистанции около 100 метров глубина вхождения пули винтовки в достаточно плотные материалы составляет от 0,6 до 350 см. Это такие материалы, как стальная плита, дерево, железная плита, слой мягкой глины, гравия или щебня, кирпичная кладка, земля или утрамбованный снег. Эти данные приведены на основе исследования дульной энергии легких по массе пуль.
Очевидно, что значение скорости и дульной энергии любого снаряда очень велико и определяет мощность и дальнобойность оружия.
Пневматическое оружие
Не так давно был проведен среди владельцев пневматики опрос на тему: "Какая скорость пули у вашего Интересно, что процентный разброс по скоростям очень варьирован.
Так, к примеру, большая часть из принимавших участие в опросе (20%) назвали цифру в 220-305 м/с. Так как это, в принципе, нормальный среднестатистический показатель для пневматики, то недоверия цифра не вызывает.
Однако почти 9% опрошенных уверяют, что их оружие имеет скорость пули от 380 м/с и больше. Вот эта цифра заставляет усомниться в своей достоверности. Какое-то уж слишком мощное получается. Такое значение скорости пули для пневматики встречается редко, далеко не каждая модель может таким похвастать.
По 19% участников признали, что их оружие бьет со скоростью пули 100-130 м/с и 130-180 м/с. У 11% этот показатель стремится к 350 м/с, что достаточно серьезно. И, наконец, 6% участников оценивают скорость вылета пули в своей пневматике на 75-100 м/с.
Чаще всего и проще измерять показатель скорости на пневматическом оружии при помощи хронометров. Большинство таких устройств и разработано как раз для пневматики. Хоть погрешность в измерениях никуда не денется, однако результат все равно останется достаточно достоверным.
Каким бы способом вы ни измеряли скорость вылета пули из своего оружия, погрешность все равно никуда не уйдет, так как внешняя среда всегда будет разной по своим показателям.
