Внутренняя баллистика выстрел и его периоды: 1. «Внутренняя баллистика. Выстрел и его периоды. Причины износа ствола».

Содержание

1. «Внутренняя баллистика. Выстрел и его периоды. Причины износа ствола».

УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ

Рис. Устройство нарезного ствола

Патронник — предназначен для размещения патрона, соответствует форме и размерам гильзы.

Пульный вход — соединяет патронник и нарезную часть, служит для плавного врезания пули в нарезы.

Нарезная часть — имеет нарезы полного профиля и служит для придания пуле вращательного движения.

Направление нарезов может быть правое или левое (в отечественном оружие принято правое). Длина хода (шага) нарезов обеспечивает скорость вращательного движения пули. Длина нарезной части выбирается из условий получения необходимой начальной скорости пули. Количество нарезов зависит от калибра ствола и выбирается из условий давления оболочки пули на боевую грань нарезов.

Например, в стволах стрелкового оружия калибра 5,45 — 9 мм может быть 4 или 6 нарезов, в оружии калибра 12,7-14,5 мм — 8 нарезов, в 30-мм и 40-мм противопехотных гранатометах, как правило, — 12 нарезов.

Баллистика

Баллистика — наука о движении снарядов.

Как и всякая другая наука баллистика выросла на основе практической деятельности человека. Был накоплен большой опыт по метанию камней, копьев, дротиков. Основное развитие получила баллистика как наука с появлением огнестрельного оружия, опираясь на достижения других наук — физику, химию, математику, аэродинамику.

Баллистику разделяют на две части — внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя баллистика — изучает явления, происходящие в канале ствола оружия во время выстрела, движение снаряда по каналу ствола и характер нарастания скорости снаряда как внутри канала ствола, так и в период последствия газов.

Выстрел и его периоды

Выстрелом называется выбрасывание пули из канала ствола оружия энергией газов, образующихся при сгорании порохового заряда. Существенной особенностью выстрела является то, что основная работа пороховых газов по выталкиванию снаряда происходит в переменном объеме.

Выстрел происходит в короткий промежуток времени (0,001-0,06 сек).

При выстреле из стрелкового оружия происходят следующие явления. От удара бойка по капсюлю боевого патрона, досланного в патронник, взрывается ударный состав капсюля и образуется пламя, которое через затравочные отверстия в дне гильзы проникает к пороховому заряду и воспламеняет его. При сгорании порохового (боевого) заряда образуется большое количество сильно нагретых газов, создающих в канале ствола высокое давление на дно пули, дно и стенки гильзы, а также на стенки ствола и затвора, которое называют давлением форсирования (Ро), необходимое для того, чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола.

Наибольшей величины давление газов (Рмах) достигает, когда пуля находится в 4—6 см от начала нарезной части ствола. К этому моменту давление пороховых газов достигает 280—290 МПа. Скорость (V) движения пули вследствие этого возрастает.

Весь комплекс процессов, происходящих при выстреле, внутренняя баллистика разделяет на ряд отдельных вопросов, а само явление выстрела делит на 4 периода:

— предварительный;

— первый;

— второй;

— период последствия газов.

Деление явления выстрела на периоды основывается на возможности для каждого отдельного периода производить математические расчеты величин давления газов и скорости снаряда.

Рис. Периоды выстрела.

Предварительный период длится от начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола.

Первый, или основной, период длится от начала движения пули до момента полного сгорания порохового заряда. В этот период горение порохового заряда происходит в быстро изменяющемся объеме.

Второй период длится от момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из канала ствола. С началом этого периода приток пороховых газов прекращается, однако сильно сжатые и нагретые газы расширяются и, оказывая давление на пулю, увеличивают скорость ее движения.

У некоторых видов стрелкового оружия, особенно короткоствольных (например пистолет Макарова), второй период отсутствует, так как полного сгорания порохового заряда к моменту вылета пули из канала ствола фактически не происходит.

Третий период, или период последствия газов, длится от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия пороховых газов на пулю.

Раскаленные пороховые газы, истекающие из ствола за снарядом, при встрече с воздухом вызывают ударную волну, которая является источником звука выстрела. Смешивание раскаленных газов (среди которых есть окись углерода и водорода) с кислородом воздуха вызывает вспышку, наблюдаемое как пламя выстрела.

Основная работа пороховых газов затрачивается с одной стороны, на придание снаряду поступательного и вращательного движения, а с другой стороны — на отдачу оружия.

Работа, затрачиваемая на сообщение снаряду поступательного и вращательного движения, составляет примерно 20-35% от полной энергии пороховых газов (эта величина является коэффициентом полезного действия оружия, 10-25% затрачивается на совершение второстепенных работ, а 40-50% энергии выбрасывается и теряется после вылета снаряда из ствола.

Изучение явления выстрела позволяет делать и выводы чисто прикладного характера по обоснованию правил эксплуатации, хранения и осмотра оружия, вывод о прочности и живучести ствола.

СВЕДЕНИЯ ПО БАЛЛИСТИКЕ: Внутренняя и внешняя баллистика. Раневая баллистика.

Баллистика — это наука о поведении снаряда (пули, мины, ракеты).

Баллистика делится на внутреннюю (поведение снаряда внутри оружия), внешнюю (поведение снаряда на траектории) и преградную (действие снаряда по цели). В данной теме будут рассмотрены основы внутренней и внешней баллистики. Из преградной баллистики будет рассмотрена раневая баллистика (действие пули на тело клиента). Существующий также раздел судебной баллистики рассматривается в курсе криминалистики и в данном пособии освещен не будет.

Внутренняя баллистика

Внутренняя баллистика зависит от типа используемого пороха и типа ствола.

Условно стволы можно разделить на длинные и короткие.

Длинные стволы (длина боле 250 мм) служат для увеличения начальной скорости пули и ее настильности на траектории. Повышается (по сравнению с короткими стволами) точность. С другой стороны, оружие с длинным стволом всегда более громоздко, чем короткоствольное.

Короткие стволы не придают пуле той скорости и настильности, чем длинные. Пуля имеет большее рассеивание. Но короткоствольное оружие удобно в носке, особенно скрытой, что наиболее целесообразно для оружия самообороны и полицейского оружия. С другой стороны, стволы можно условно разделить на нарезные и гладкие.

Нарезные стволы придают пуле большую скорость и устойчивость на траектории. Такие стволы повсеместно используются для пулевой стрельбы. Для стрельбы пулевыми охотничьими патронами из гладкоствольного оружия часто применяются различные нарезные насадки.

Гладкие стволы. Такие стволы способствуют увеличению рассеивания поражающих элементов при стрельбе. Традиционно используются для стрельбы дробью (картечью), а также для стрельбы специальными охотничьими патронами на небольшие дистанции.

Различают четыре периода выстрела (рис. 13).

Предварительный период (П) длится от начала горения порохового заряда до полного врезания пули в нарезы. В течение этого периода в канале ствола создается давление газов, необходимое для того, чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола. Это давление называется давлением форсирования и достигает 250-500 кг/см

2. Принимают, что горение порохового заряда на этом этапе происходит в постоянном объеме.

Первый период (1) длится от начала движения пули до полного сгорания порохового заряда. В начале периода, когда скорость движения пули по каналу ствола еще невелика, объем газов растет быстрее, чем запульное пространство. Давление газов достигает своего пика (2000-3000 кг/см2). Это давление называется максимальным давлением. Затем вследствие быстрого увеличения скорости движения пули и резкого увеличения запульного пространства давление несколько падает и к концу первого периода составляет примерно 2/3 от максимального давления. Скорость движения же постоянно растёт и достигает к концу этого периода примерно 3/4 начальной скорости.
Второй период (2) длится от момента полного сгорания порохового заряда до вылета пули из ствола. С началом этого периода приток пороховых газов прекращается, но сильно сжатые и нагретые газы расширяются и, оказывая давление на дно пули, увеличивают ее скорость. Спад давления в этом периоде происходит достаточно быстро и у дульного среза — дульное давление — составляет 300-1000 кг/см

2. У некоторых образцов оружия (например, пистолет Макарова, да и большинство образцов короткоствольного оружия) второй период отсутствует, поскольку к моменту вылета пули из ствола пороховой заряд до конца не сгорает.

Третий период (3) длится от момента вылета пули из ствола до момента прекращения действия на нее пороховых газов. В течение этого периода пороховые газы, истекающие из канала ствола со скоростью 1200-2000 м/с, продолжают воздействовать на пулю, придавая ей дополнительную скорость. Наибольшей скорости пуля достигает в конце третьего периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола (например, при стрельбе из пистолета ТТ расстояние около 3 м). Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешено сопротивлением воздуха. Далее пуля летит уже по инерции. Это к вопросу о том, почему пуля, выпущенная из пистолета ТТ, не пробивает броню 2-го класса при выстреле в упор и пробивает ее на удалении 3-5 м.

Как уже упоминалось, для снаряжения патронов используются дымный и бездымный порох. Каждый изних имеет свои особенности:

Дымный порох. Этот тип пороха сгорает очень быстро. Его горение похоже на взрыв. Он используется для мгновенного скачка давления в канале ствола. Такой порох обычно используется для гладких стволов, так как трение снаряда о стенки ствола в гладком стволе не столь велико (по сравнению с нарезным стволом) и время нахождения пули в канале ствола меньше. Поэтому в момент вылета пули из ствола достигается большее давление. При применении дымного пороха в нарезном стволе первый период выстрела получается достаточно коротким, за счет чего давление на дно пули уменьшается весьма значительно. Необходимо также отметить, что давление газов сгоревшего дымного пороха примерно в 3-5 раз меньше, нежели у бездымного. На кривой давления газов очень резкий пик максимального давления и достаточно резкий спад давления в первом периоде.

Бездымный порох. Такой порох сгорает медленнее, чем дымный, и поэтому используется для постепенного увеличения давления в канале ствола. Ввиду этого для нарезного оружия стандартно используется бездымный порох. Ввиду вкручивания в нарезы время на полет пули по стволу увеличивается и к моменту вылета пули пороховой заряд полностью сгорает. За счет этого на пулю воздействует полное количество газов, при этом второй период подбирается достаточно небольшим. На кривой давления газов пик максимального давления несколько сглаженный, с пологим спадом давления в первом периоде. Кроме того, полезно обратить внимание на некоторые числовые методы оценки внутрибаллистических решений.

1. Коэффициент могущества (kМ). Показывает энергию, которая приходится .на один условный кубический мм пули. Используется для сравнения пуль однотипных патронов (например, пистолетных). Измеряется в Джоулях на миллиметр в кубе.

kМ = E0/d3, где E0 — дульная энергия, Дж, d — калибр пули,мм. Для сравнения: коэффициент могущества для патрона 9х18 ПМ равен 0,35 Дж/мм3; для патрона 7,62х25 ТТ — 1,04 Дж/мм3; дляпатрона .45АСР — 0,31 Дж/мм3. 2. Коэффициент использования металла (kme). Показывает энергию выстрела, которая приходится на один грамм оружия. Используется для сравнения пуль патронов под один образец или для сравнения относительной энергии выстрела для различных патронов. Измеряется в Джоулях на грамм. Часто коэффициент использования металла принимают как упрощенный вариант расчета отдачи оружия. kme=E0/m, где Е0 — дульная энергия, Дж, m — масса оружия, г. Для сравнения: коэффициент использования металла для пистолета ПМ, автомата АКМ и винтовки СВД соответственно равны 0,37, 0,66 и 0,76 Дж/г.

Внешняя баллистика

Для начала необходимо представить полную траекторию полета пули (рис. 14).
В пояснение к рисунку необходимо отметить, что линия вылета пули (линия бросания) будет иная, нежели направление ствола (линия возвышения). Это происходит из-за возникновения при выстреле колебаний ствола, которые влияют на траекторию полета пули, а также из-за отдачи оружия при выстреле. Естественно, что угол вылета (12) будет крайне мал; более того, чем лучше выделка ствола и расчет внутрибаллистических характеристик оружия, тем угол вылета будет меньше. Примерно первые две трети восходящей линии траектории можно считать прямой. Ввиду этого выделяют три дистанции ведения огня (рис. 15). Таким образом, влияние сторонних условий на траекторию описывается простым квадратным уравнением, а в графике представляет собой параболу. Кроме сторонних условий на отклонение пули от траектории также влияют и некоторые конструктивные особенности пули и патрона. Ниже будет рассмотрен комплекс событий; отклоняющих пулю от первоначальной траектории. Баллистические таблицы этой темы содержат данные по баллистике пули патрона 7,62x54R 7h2 при стрельбе из винтовки СВД. Вообще, влияние сторонних условий на полет пули можно показать следующей диаграммой (рис. 16).
 

Рассеивание

Нужно еще раз заметить, что благодаря нарезному стволу пуля приобретает вращение вокруг своей продольной оси, что придает большую настильность (прямолинейность) полету пули. Поэтому дистанция кинжального огня несколько увеличивается по сравнению с пулей, выпущенной из гладкого ствола. Но постепенно к дистанции навесного огня из-за уже упомянутых сторонних условий ось вращения несколько смещается от центральной оси пули, поэтому в поперечном разрезе получается круг разлета пули — среднее отклонение пули от первоначальной траектории. Учитывая такое поведение пули, ее возможную траекторию можно представить в виде одноплоскостного гиперболоида (рис. 17). Смещение пули от основной директрисы за счет смещения оси ее вращения называется рассеиванием. Пуля с полной вероятностью оказывается в круге рассеивания, диаметр (по перечник) которого определяется для каждой конкретной дистанции. Но конкретная точка попадания пули внутри этого круга неизвестна.

В табл. 3 приведены, радиусы рассеивания для стрельбы на различные дистанции.

Таблица 3

Рассеивание

Дальность огня (м)  
  • Диаметр рассеивания (см)
   
   
   
   
   
   
   
   

 

  • Учитывая размер стандартной головной мишени 50х30 см, а грудной — 50х50 см, можно отметить, что максимальная дистанция гарантированного попадания составляет 600 м. На большей дистанции рассеивание не позволяет гарантировать точность выстрела.
  • Деривация
  • За счет сложных физических процессов вращающаяся пуля в полете несколько отклоняется от плоскости стрельбы. Причем в случае правосторонних нарезов (пуля вращается по часовой стрелке, если смотреть сзади) пуля отклоняется вправо, в случае левосторонних — влево.
    В табл. 4 показаны величины деривационных отклонений при стрельбе на различные дальности.
  • Таблица 4
  • Деривация
    • Дальность огня (м)
     
    • Деривация (см)
       
     
       
       
       
       
     
    • Учесть при стрельбе деривационное отклонение проще, чем рассеивание. Но, учитывая обе эти величины, необходимо отметить, что центр рассеивания несколько сместится на величину деривационного смещения пули.
    • Смещение пули ветром
    • Среди всех сторонних условий, влияющих на полет пули (влажность, давление и т. д.), необходимо выделить наиболее серьезный фактор — влияние ветра. Ветер достаточно серьезно сносит пулю, особенно в конце восходящей ветви траектории и далее.
      Смещение пули боковым ветром (под углом 900 к траектории) средней силы (6-8 м/с) показано в табл. 5.
    • Таблица 5
    • Смещение пули ветром
      • Дальность огня (м)
       
         
         
         
         
         
         
       
      • Для выяснения смещения пули сильным ветром (12-16 м/с) необходимо удвоить значения таблицы, для слабого ветра (3-4 м/с) табличные значения делят пополам. Для ветра, дующего под углом 45° к траектории, табличные значения также делятся пополам.
      • Время полета пули
      • Для решения простейших баллистических задач необходимо отметить зависимость времени полета пули от дальности стрельбы. Не учитывая этого фактора, достаточно проблематично будет попасть даже в медленно движущуюся мишень.
        Время полета пули до цели представлено в табл. 6.
        Таблица 6

      • Время полета пули до цели

          • Дальность огня (м)
           
          • Время полета (с)
             
             
             
             
             
             
             

          Решение баллистических задач
        • Для этого полезно изготовить график зависимости смещения (рассеивания, времени полета пули) от дальности стрельбы. Такой график позволит легко вычислять промежуточные значения (например, на 350 м), а также позволит предположить затабличные значения функции.
          На рис. 18 представлена простейшая баллистическая задача.
        • Стрельба ведется на дистанцию 600 м, ветер под углом 45° к траектории дует сзади-слева.

          Вопрос: диаметр круга рассеивания и смещение его центра от цели; время полета до цели.

        • Решение: Диаметр круга рассеивания 48 см (см. табл. 3). Деривационное смещение центра — 12 см вправо (см. табл. 4). Смещение пули ветром — 115 см (110*2/2 + 5% (за счет направления ветра по направлению деривационного смещения)) (см. табл. 5). Время полета пули — 1,07 с (время полета + 5% за счет направления ветра по направлению полета пули)(см.табл. 6).
        • Ответ; пуля пролетит 600 м за 1,07 с, диаметр круга рассеивания будет равен 48 см, причем его центр сместится вправо на 127 см. Естественно, данные ответа достаточно приблизительны, но их расхождение с реальными данными не более 10%.
        • Преградная и раневая баллистика

        • Преградная баллистика

        • Воздействие пули на преграды (как, впрочем, и все остальное) достаточно удобно определить некоторыми математическими формулами.
        1. Пробиваемость преград (П). Пробиваемость определяет, насколько вероятно пробитие той или иной преграды. При этом полная вероятность берется за
        1. Используется обычно для определения вероятности пробивания на различных дис
      • танциях разных классов пассивной бронезащиты.
        Пробиваемость — величина безразмерная.
      • П= Еn / Епр,
      • где En — энергия пули в данной точке траектории, в Дж; Епр — энергия, необходимая для пробития преграды, в Дж.
      • Учитывая стандартные Епр для бронежилетов (БЖ) (500 Дж для защиты от пистолетных патронов, 1000 Дж — от промежуточных и 3000 Дж — от винтовочных) и достаточную энергию для поражения человека (max 50 Дж), легко рассчитать вероятность поражения соответствующих БЖ пулей того или иного патрона. Так, вероятность пробития стандартного пистолетного БЖ пулей патрона 9х18 ПМ будет равна 0,56, а пулей патрона 7,62х25 ТТ — 1,01. Вероятность пробития стандартного автоматного БЖ пулей патрона 7,62х39 АКМ будет равна 1,32, а пулей патрона 5,45х39 АК-74 — 0,87. Приведенные числовые данные рассчитаны для дистанции 10 м для пистолетных патронов и 25 м — для промежуточных. 2. Коэффициент, удара (ky). Коэффициент удара показывает энергию пули, которая приходится на квадратный миллиметр ее максимального сечения. Коэффициент удара используется для сравнения патронов одного или различных классов. Измеряется он в Дж на квадратный миллиметр. ky=En/Sп, где Еn — энергия пули на данной точке траектории, в Дж, Sn — площадь максимального поперечного сечения пули, вмм2. Таким образом, коэффициенты удара для пуль патронов 9х18 ПМ, 7,62х25 ТТ и .40 Auto на дистанции 25 м будут равны соответственно 1,2; 4,3 и 3,18 Дж/мм2. Для сравнения: на этой же дистанции коэффициенту удара пуль патронов 7,62х39 АКМ и 7,62x54R СВД соответственно равны 21,8 и 36,2 Дж/мм2.

        Раневая баллистика Как же ведет себя пуля, попадая в тело? Выяснение этого вопроса является важнейшей характеристикой для выбора оружия и боеприпаса для конкретной операции. Разделяются два вида воздействия пули на цель: останавливающее и проникающее, в принципе,эти два понятия имеют обратную зависимость. Останавливающее воздействие (0В). Естественно, что максимально надежно противник останавливается, когда пуля попадает в определенное место на теле человека (голова, позвоночник, почки), но некоторые типы боеприпасов имеют большое 0В и при попадании во второстепенные цели. В общем случае 0В прямо пропорционально калибру пули, ее массе и скорости в момент встречи с целью. Также 0В увеличивается при использовании свинцовых и экспансивных пуль. Нужно помнить, что увеличение 0В сокращает длину раневого канала (но увеличивает ее поперечник) и снижает действие пули по защищенной бронеодеждой цели. Один из вариантов математического расчета ОВ предложен в 1935 году американцем Ю. Хатчером: 0В = 0,178*m*V*S*k, где m — масса пули, г; V— скорость пули в момент встречи с целью, м/с; S — поперечная площадь пули, см2; k — коэффициент формы пули (от 0,9 цельнооболочечных до 1,25 для экспансивных пуль). По таким расчетам, на дистанции 15 м пули патронов 7,62х25 ТТ, 9х18 ПМ и .45 имеют ОБ соответственно 171, 250 в 640. Для сравнения: ОБ пули патрона 7,62х39 (АКМ) = 470, а пули 7,62х54 (ОВД) = 650. Проникающее воздействие (ПВ). ПВ можно определить как возможность пули проникнуть на максимальную глубину в цель. Проникающая способность выше (при прочих равных условиях) у пуль малого калибра и слабо деформирующихся в теле (стальных, цельнооболочечных). Высокое проникающее воздействие улучшает действие пули по защищенным бронеодеждой целям. На рис. 19 показано действие стандартной оболочечной пули ПМ со стальным сердечником. При попадании пули в тело образуются раневой канал и раневая полость. Раневой канал — канал, пробитый непосредственно пулей. Раневая полость — полость повреждений волокон и сосудов, вызванных натяжением и разрывом их пулей. Огнестрельные ранения подразделяются на сквозные, слепые, секущие.

        Сквозные ранения Сквозное ранение возникает при прохождении пули насквозь через тело. При этом наблюдается наличие входного и выходного отверстий. Входное отверстие небольшое, меньше калибра пули. При прямом попадании края раны ровные, а при попадании через плотную одежду под углом — с небольшим надрывом. Часто входное отверстие достаточно быстро затягивается. Следы кровотечения отсутствуют (кроме поражения крупных сосудов или при положении раны внизу). Выходное отверстие большое, может превышать калибр пули на порядки. Края раны рваные, неровные, разошедшиеся в стороны. Наблюдается быстро развивающаяся опухоль. Зачастую наблюдается сильное кровотечение. При несмертельных ранениях быстро развивается нагноение. При смертельных ранениях кожа вокруг раны быстро синеет. Сквозные ранения характерны для пуль с высоким проникающим воздействием (преимущественно для автоматных и винтовочных). При прохождении пули через мягкие ткани внутреннее ранение осевое, с небольшим повреждением соседних органов. При ранениях пулей патрона 5,45х39 (АК-74) стальной сердечник пули в теле может выйти из оболочки. В результате возникают два раневых канала и, соответственно, два выходных отверстия (от оболочки и сердечника). Такие ранения чаще всего возникают при попадании через плотную одежду (бушлат). Зачастую раневой канал от пули слепой. При попадании пули в скелет обычно возникает слепое ранение, но при большой мощности боеприпаса вероятно и сквозное. В этом случае наблюдаются большие внутренние повреждения от осколков и частей скелета с увеличением раневого канала к выходному отверстию. При этом раневой канал может «ломаться» за счет рикошета пули от скелета. Сквозные ранения в голову характеризуются растрескиванием или разломом костей черепа, часто неосевым раневым каналом. Череп растрескивается даже при попадании свинцовых безоболочечных пуль калибра 5,6 мм, не говоря уже о более мощных боеприпасах. В большинстве случаев такие ранения смертельны. При сквозных ранениях в голову часто наблюдается сильное кровотечение (длительное вытекание крови из трупа), разумеется, при положении раны сбоку или внизу. Входное отверстие довольно ровное, а выходное — неровное, с множеством растрескиваний. Смертельная рана достаточно быстро синеет и опухает. В случае растрескивания возможны нарушения кожного покрова головы. На ощупь череп легко проминается, чувствуются осколки. При ранениях достаточно сильными боеприпасами (пули патронов 7,62х39, 7,62х54) и ранениях экспансивными пулями возможно очень широкое выходное отверстие с долгим вытеканием крови и мозгового вещества.

        Слепые ранения Такие ранения возникают при попадании пуль менее мощных (пистолетных) боеприпасов, использовании экспансивных пуль, прохождении пули через скелет, ранение пулей на излете. При таких ранениях входное отверстие также достаточно небольшое и ровное. Слепые ранения обычно характеризуются множественными внутренними повреждениями. При ранении экспансивными пулями раневой канал очень широкий, с большой раневой полостью. Слепые ранения зачастую не осевые. Это наблюдается при попадании более слабыми боеприпасами в скелет — пуля уходит в сторону от входного отверстия плюс повреждения от осколков скелета, оболочки. При попадании таких пуль в череп последний сильно растрескивается. Образуется большое входное отверстие в кости, и сильно поражаются внутричерепные органы.

        Секущие ранения Секущие ранения наблюдаются при попадании пули в тело под острым углом с нарушением только кожного покрова и внешних частей мышц. В большинстве своем ранения неопасные. Характеризуются разрывом кожи; края раны неровные, рваные, часто сильно расходятся. Иногда наблюдается достаточно сильное кровотечение, особенно при разрыве крупных подкожных сосудов.

         

        Баллистика. Огневая подготовка в охранном предприятии

        Баллистика. Огневая подготовка в охранном предприятии Стрельба из служебных пистолетов и револьверов Е.Б. Ефимов, Ю.Н.Буряк Общие сведения о баллистикеБАЛЛИСТИКА — наука о движении снарядов. В свою очередь, баллистику разделяют на две части: внутреннюю и…

        История баллистики

        После окончания Франко-Прусской войны в Германии концерн «Friedrich Krupp AG» под руководством Альфреда Круппа стал систематизировать и обрабатывать данные о влиянии воздуха на движение и смещение движущегося снаряда, надо заметить что в этот период данное…

        Особенности баллистической экспертизы

        Баллистическая экспертиза представляет собой разновидность экспертизы, которая необходима для исследования огнестрельного оружия, боеприпасов, а также следов их использования. Такая экспертиза используется, чтобы установить фактические сведения, которые могут…

         

Внутренняя баллистика. Выстрел и его периоды

Правовые основы огневой подготовки.

Огневая подготовка – один из ведущих разделов профессиональной подготовки сотрудников органов внутренних дел. Предметом дисциплины «Огневая подготовка» являются знания, умения и навыки компетентного обращения с огнестрельным оружием и боеприпасами в рамках служебной деятельности сотрудников органов внутренних дел. Ее цель – научить умелому владению табельным оружием, ведению меткого огня в различной обстановке, обеспечить выполнение служебных обязанностей, связанных с ношением, хранением, применением и использованием огнестрельного оружия.

Цель огневой подготовки — обучить личный состав подразделений и частей умелому и

полному использованию высоких огневых возможностей оружия в различных условиях

обстановки.

Основные задачи огневой подготовки:

— Обучение личного состава умелому применению штатного оружия и максимальному

использованию его боевых возможностей для поражения противника с наименьшим рас-

ходом времени и боеприпасов в различных условиях современного боя.

— Привитие обучаемым уверенности в своем оружии.

— Воспитание активности, решительности, самостоятельности в решении огневых задач.

Меры безопасности при обращении с огнестрельным оружием и боеприпасами.

Правила обращения с оружием.1) Владелец оружия должен обращаться так, как будто оно заряжено и готово к выстрелу. 2) Приступать к стрельбе из оружия только после изучения его устройства, порядка взаимодействия основных частей, приёмов сборки и разборки, приёмов заряжения и разряжение, а так же методов прицеливания и метод стрельбы. 3) Соблюдать требования безопасности изложенные в паспорте оружия. 4) Проверять каналы ствола до и после стрельбы на наличие посторонних предметов. 5) В случае осечки открывать затвор оружия не ранее, чем через 5 сек, во избежание в последствии затяжного выстрела. 6) Транспортировать оружие разряженным и упакованном в спец тару, футляр или чехол, при перевозки и транспортировки патроны могут быть упакованы вместе с оружием без засылания патрона в патронник. 7) Хронить оружие и патроны в местах проживания разрешается в сейфах или металлических шкафах, а так же в ящиках из прочных материалов, либо деревянных ящиков обитых железом, при этом оружие должно быть разряжено и поставлено на предохронитель. Патроны должны хрониться отдельно от оружия и не ближе чем от 1 метра от источника тепла.

Запрещено.1) Направлять оружие на человека, либо в сторону домашних животных, зданий и сооружений за исключением случаев самообороны. 2) Стрелять из неустойчивых положений. 3) Применят патроны не для данного оружия. 4) Использовать для стрельбы неисправные патроны, с истекшим сроком, осеченые патроны, либо патроны снаряжёнными предметами не предназначены для использования в качестве поражающих элементов. 5) Самостоятельно производить ремонт узлов и механизмов оружия, а так же вносить конструктивные изменения.

6) Хронить оружие и патроны в отдном помещении с гарючими, легковоспламеняющими материалами, а так же химически-агрессивными веществами.

Внутренняя баллистика. Выстрел и его периоды.

Баллистика — это наука о движении пули, движении снаряда при стрельбе. Внутренняя баллистика занимается изучением процессов, которые происходят при выстреле особенны при выстреле снаряда по каналу ствола.

Устройство патрона. Боевой патрон состоит из пули, гильзы, порохового заряда и капсюля. Пуля служит для поражения живой силы противника. Состоит из биметаллической оболочки, в которую вприсован стальной сердечник. Гильза служит для соединения всех частей патрона, предохронение порохового заряда от внешних влияний и воздействий, а так же устранение прорыва пороховых газов в сторону затвора. Она имеет корпус для размещения порохового заряда, дульца для закрепления пули, дно. Пороховой зарядслужит для сообщения пули поступательного движения. Капсюль служит для воспламенения порохового заряда. Состоит из латунного колпочка и вприсованный в него ударный состав, при ударе бойка ударный состав воспламеняется. Канал стволаогнестрельного оружия имеет нарезы, бьющиеся слево сверху направо. Расстояние между двуми противоположными полями по диаметру называется калибром диаметром ствола.

Выстрел — это выбрасывание пули и снаряда из канала ствола, с помощью энергии газов образующиеся при сгорании порохового заряда. При выстреле из стрелкового оружия происходит ряд явлений: от удара бойка по капсюлю патрона взрывается ударный состав капсюля, который через заправочное отверстие проникает к пороховому заряду и воспламеняет его. При сгорании порохового заряда образуются большое кол-во сильно нагретых газов, создающих в канале ствола высокое давление на дно пули, так же на стенки гильзы, стенки ствола оружия и на затвор, в результате пуля начинает двичение по каналу ствола.

Периоды выстрелов. 1) Предварительный— длится от начала горения порохового заряда, до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола, в течение этого периода в канале ствола создаётся давление газов необходимые для того, чтобы сдвинуть с места и преодвлеть сопротивление её оболочки в нарезы ствола. 2) Первый (основной)— длится от начала движения пули до момента полного сгорания патрона. В этом периоде давление газа быстро повышается, достягает максимальной величины и называется максимальное давление. 3) Второй— длится от момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из канала ствола. С начала этого периода приток порохового газа прекращается, но сильно сжатые и нагретые газы расширяются и оказывают давление на пулю увеличивая скорость её движения. 4) Третий— длится от момента вылета пули из канала ствола и длится до момента прекращения действия пороховых газов на пулю, в течение этого периода пороховые газы продолжают действовать на пулю сообщая ей дополнительную скорость. Период заканчивается в момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешано сопротивление воздуха.

Презентация на тему Явление выстрела. Краткие сведения из внутренней и внешней баллистики. (Тема 1.2)

Текст слайда:

Предварительный период длится от начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В течение этого периода в канале ствола создается давление газов, необходимое для того, чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола. Это давление называется давлением форсирования; оно достигает 250 — 500 кг/см2 в зависимости от устройства нарезов, веса пули и твердости ее оболочки (например, у стрелкового оружия под патрон образца 1943г. давление форсирования равно около 300 кг/см2). Принимают, что горение порохового заряда в этом периоде происходит в постоянном объеме, оболочка врезается в нарезы мгновенно, а движение пули начинается сразу же при достижении в канале ствола давления форсирования.        Первый, или основной, период длится от начала движения пули до момента полного сгорания порохового заряда. В этот период горение порохового заряда происходит в быстро изменяющемся объеме. В начале периода, когда скорость движения пули по каналу ствола еще невелика, количество газов растет быстрее, чем объем запульного пространства (пространство между дном пули и дном гильзы), давление газов быстро повышается и достигает наибольшей величины (например, у стрелкового оружия под патронобразца 1943г. — 2800 кг/см2, а под винтовочный патрон 2900 кг/см2). Это давление называется максимальным давлением. Оно создается у стрелкового оружия при прохождениипулей 4 — 6 см пути. Затем вследствие быстрого скорости движение пули объем запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, и давление начинает падать, к концу периода оно равно примерно 2/3 максимального давления. Скорость движения пули постоянно возрастает и к концу периода достигает примерно 3/4 начальной скорости. Пороховой заряд полностью сгорает незадолго до того, как пуля вылетит из канала ствола.        

Дополнительная программа «Меткий стрелок»

Содержание программы

1 год обучения

 

Раздел № 1.Введение (2 часа)

Тема 1. Ознакомление с годовой программой и расписанием занятий. История и виды стрелкового оружия.

Теория: Организационное заседание. Ознакомление с историей и видами стрелкового оружия.

Раздел № 2. Меры безопасности при стрельбе (2 часа)

Тема 1. Техника безопасности при обращении с оружием и боеприпасами. Техника безопасности при заряжании, наводке и выстреле.

Теория: Инструктаж по ОТ и ТБ. Меры безопасности

Раздел № 3. Теоретические основы стрельбы (8 часов)

Тема 1. Явление выстрела. Образование траектории. Прямой выстрел

Теория: Сведения из внутренней и внешней баллистики: выстрелы и его периоды.

 Тема 2. Начальная скорость пули. Отдача оружия. Пробивное и убойное действие пули.

Теория: Сведения из внутренней и внешней баллистики: начальная скорость пули; отдача оружия и угол вылета

Формы занятия: познавательное занятие;

Виды учебной деятельности учащихся: анализ теоретического материала, беседа по теме.

Тема 3. Прикрытое, поражаемое и мёртвое пространство. Способы определения расстояния до цели.

Теория: Прикрытое, поражаемое и мёртвое пространство. Траектория и ее элементы.

 Тема 4. Элементы наводки. Выбор цели и точки прицеливания при стрельбе по неподвижным целям.

 

Теория Прицеливание. Влияние условий стрельбы на полет пули.

 Раздел № 4. Материальная часть оружия (22 часа)

Тема 1. Назначение, общее устройство, принцип действия и технические характеристики пневматической винтовки ИЖ-38.

Теория: Назначение, общее устройство, принцип действия и технические характеристики пневматической винтовки ИЖ-38.

 Тема 2. Техническое обслуживание, ремонт, чистка и смазка винтовки ИЖ-38.

Практика: Чистка, смазка пневматических винтовок ИЖ-38.

 

Тема 3. Хранение винтовки. Замена основных частей и механизмов винтовки.

Практика: Хранение, техобслуживание и ремонт стрелкового оружия.

 Тема 4. Назначение, общее устройство, принцип действия и технические характеристики пневматической винтовки МР-512.

Теория: Назначение, общее устройство, принцип действия и технические характеристики

 

Тема 5. Техобслуживание, ремонт, чистка и смазка. Хранение винтовки МР-512.

Практика: Чистка, смазка, хранение, техобслуживание и ремонт стрелкового оружия МР-512.

 

Тема 6. Замена основных частей и механизмов винтовки МР-512.

Практика: ремонт стрелкового оружия МР-512.

 

Тема 7. Назначение, общее устройство, принцип действия и технические характеристики малокалиберной винтовки ТОЗ-8 и Автомата Калашникова.

Теория: Назначение, общее устройство, принцип действия и технические характеристики

 

Тема 8. Техобслуживание и ремонт АК. Возможные неисправности, задержки при стрельбе и их устранение.

Практика: Техобслуживание и ремонт АК.

 

Тема 9. Чистка, смазка и хранение АК.

Практика: Чистка, смазка пневматических винтовок АК.

 

Тема 10. Настройка пневматических винтовок. Выверка открытого прицела.

Практика: Настройка пневматических винтовок. Выверка открытого прицела.

 

Тема 11. Установка и выверка оптического прицела на винтовке МР-512. пристрелка пневматических винтовок.

Практика: Установка и выверка оптического прицела на винтовке МР-512. пристрелка пневматических винтовок.

 

 

Раздел № 5. Изготовка к стрельбе из пневматических винтовок (34 часа).

Тема 1. Заряжание винтовки. Изучение докладов о получении боеприпасов, готовности к стрельбе и о завершении стрельбы.

Теория: Изучение докладов о получении боеприпасов, готовности к стрельбе и о завершении стрельбы.

 

Тема 2. Заряжание, изготовка к стрельбе из положения сидя за столом с опорой на локоть. Доклады о получении боеприпасов. Прицеливание. Производство выстрела. Доклад о завершении стрельбы.

Практика: Отработка практических навыков заряжания, изготовки, прицеливания, производства выстрела из положений сидя за столом с опорой на локоть.

Тема 3. Заряжание, изготовка, прицеливание, производство выстрела из положения стоя без опоры. Доклад о завершении стрельбы.

Практика: Отработка практических навыков заряжания, изготовки, прицеливания, производства выстрела из положений стоя без опоры. Отработка доклада о завершении стрельбы.

 

Тема 4. Изготовка к стрельбе из положения с колена и лёжа с опорой и без опоры. Прицеливание. Производство выстрела.

Практика: Отработка практических навыков заряжания, изготовки, прицеливания, производства выстрела из положений с колена и лёжа с опорой и без опоры. Отработка доклада о завершении стрельбы.

 

Тема 5. Итоговое занятие

Теория: Подведение итогов за год, тестирование.

 

Периоды выстрела и механизм образования следов нарезного канала ствола на пулях Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 621.833

A.B. Кокин, канд. юрид. наук, преподаватель (499) 745-80-92, [email protected]

(Россия, Москва, МосУ МВД России),

ПЕРИОДЫ ВЫСТРЕЛА И МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ СЛЕДОВ НАРЕЗНОГО КАНАЛА СТВОЛА НА ПУЛЯХ

В статье рассматривается механизм образования следов канала ствола на пуле во взаимосвязи периодов выстрела, определяющих условия следообразования, и конструктивных элементов ствола, обуславливающих процесс формирования соответствующих следов.

Ключевые слова: период выстрела, ствол, пуля, следы на пуле, механизм образования

следов.

Для решения задач судебно-баллистической идентификации необходимо иметь представление о том, как объекты исследования взаимодействуют друг с другом, какие факторы являются определяющими в процессе отражения, существует ли вариационность воспроизведения свойств отобразившегося объекта в объекте носителе следа. Одновременно необходимо принимать во внимание, что формирование следов обусловлено не только одним процессом отражения. Немаловажными факторами являются так же и условия протекания этого процесса.

Следует согласиться со сложившимся в криминалистической литературе мнением, что механизм образования следов необходимо отличать от условий их образования. Действительно, процесс взаимодействия ведущей поверхности пули с каналом ствола имеет различный характер в зависимости от наличия смазки в стволе или загрязнений, что выражается в количественном и качественном содержании отобразившихся особенностей микрорельефа. Поэтому условия, при которых происходит процесс следообразования, должны являться объектом самостоятельного рассмотрения в целях объективного познания этого процесса. В литературе по судебной баллистике много внимания уделяется изучению условий выстрела, их влиянию на характер следов канала ствола на выстреленной пуле. Изучено влияние смазки, корродирования, качества боеприпасов, материала оболочек пуль.

Особенности следов на выстреленных пулях и стреляных гильзах обуславливаются механизмом их образования. Е.И. Сташенко определил механизм следообразования как «совокупность факторов, определяющих силу и направление контактного взаимодействия материальных объектов, следствием которого является отражение внешних (морфологических) свойств одного объекта (следообразующего) на другом (следовоспринимающем), взаимодействовавшем с ним» [8]. Но ведь упомянутая «совокупность

факторов» скорее является обязательным условием образования следов, так как обуславливает движение необходимое для этого. Указанную совокупность факторов составляют образование пороховых газов и величина их давления в стволе, присутствие смазки, состояние поверхности канала стола, конструкционные материалы ствола и оболочки пули, а также другие явления и их параметры, которые в конечном итоге влияют на качественные и количественные характеристики образующихся следов.

В «Словаре русского языка» С.И. Ожегов в одном из толкований понятия «механизма» определяет его как «систему, устройство, определяющее порядок какого-нибудь вида деятельности» [5]. Из этого можно сделать вывод, что содержание понятия механизма следообразования должно объяснять исключительно порядок образования следов, то есть отражения внешних свойств одного объекта на другом, быть простым и свободным от каких-либо определяющих это явление условий.

Исходя из этого, полагаем, что механизм образования следов — это процесс последовательного отражения внешних (морфологических) свойств одного объекта (следообразующего) на другом (следовоспринимающем) при их взаимодействии.

Традиционно в су дебно-баллистической литературе механизм образования следов канала ствола на пулях рассматривался в соответствии с последовательностью движения пули по конструктивным элементам ствола (пульный вход, боевые и холостые грани нарезов, нарезы и поля нарезов, дульный срез).

Однако известно, что процесс выстрела представляет собой достаточно сложный физико-химический процесс, состоящий из ряда периодов, характеризующихся различными показателями давления пороховых газов, определяющими скорость движения пули по каналу ствола, что отражается на характере следов.

В связи с эти полагаем, что механизм образования следов канала ствола на пуле следует рассматривать во взаимосвязи периодов выстрела, определяющих условия следообразования, и конструктивных элементов ствола, обуславливающих процесс формирования соответствующих следов.

Выстрел происходит в интервал времени 0,001-0,06 сек. При выстреле принято различать пять последовательных периодов: пиростатический, форсирования, пиродинамический, термодинамический и последействия пороховых газов [6].

Пиростатический период длится от момента накола капсюля-воспламенителя до начала движения пули (снаряда) в канале ствола. Во время данного периода в гильзе патрона, находящегося в патроннике или каморе, создается давление газов, необходимое для того, чтобы сдвинуть пулю с места и начать движение. Вполне очевидно, что никаких следов на пуле в этот период не образуется.

Период форсирования — от начала движения пули до ее полного врезания в нарезы ствола. В этот момент в канале ствола создается давление газов необходимое для преодоления сопротивления оболочки пули врезанию в

58

нарезы ствола. Это давление называется давлением форсирования Ро (достигает величины 25-50 МПа в зависимости от конструкции ствола, массы пули и пластичности ее оболочки). В период форсирования происходит образование динамических следов от выступающих неровностей рельефа внутренних поверхностей корпусов гильз и начинается процесс формирования первичных следов на пулях.

На начальном этапе движения пули, в процессе ее отделения от гильзы, неоднородности внутренней поверхности гильзы и ее среза оставляют на ведущей части пули динамические следы скольжения, проявляющиеся в виде параллельных оси пули трасс и получивших название «предпервичных» [3].

Далее пуля, двигаясь поступательно по пульному входу, постепенно врезается в поля нарезов. В этот момент на ведущей поверхности пули начинают формироваться первичные следы, представляющие собой трассы, расположенные параллельно ее продольной оси. Подобный характер следов является доказательством того, что следы образуются на пуле именно при ее поступательном движении, после отделения от гильзы до момента получения вращательного движения.

Б.М. Комаринец предполагает, что первичные следы на пуле образуются выступающими казенными краями полей [4]. Полагаем возможным не согласиться с данным утверждением. Указанные Б.М. Комаринцем казенные края полей в процессе образования следов не участвуют и об этом можно судить по состоянию поверхности пули в следах полей нарезов. Обычно поверхность пули между следами боевой и холостой граней имеет тот же вид, что и до выстрела. Следовательно, казенный край поля не может находиться в контакте с поверхностью пули и оказывать на нее следообразующего действия. Оболочка пули, в зависимости от ее жесткости, касается поля нареза только по его краям и заполняет нарезы лишь частично, соприкасаясь с боевыми и холостыми гранями по ограниченному периметру и по незначительной поверхности дна. В остальной же части дна нареза и дна поля нареза соприкосновение с оболочкой пули практически отсутствует, исключения составляют сильно изношенные и самодельные стволы.

Первичные следы на пуле образуются от двух элементов поля нареза -боевых и холостых граней.

Процесс образования первичных следов от боевой и холостой граней можно представить следующим образом. При поступательном движении пули по малоизношенному стволу часть металла оболочки пули срезается боевой гранью. Образующаяся стружка скручивается и создает валик, заполняющий глубину нареза. При этом происходит плотный контакт валика металла и боевой грани, что обеспечивает формирование профиля самой грани, по характеру которого можно судить о состоянии полей нарезов канала ствола. В стволах с изношенными боевыми гранями образование первичных следов происходит за счет пластической деформации металла и его сдвига в сторону наклона нарезов.

Образованная после срезания металла или пластической деформации поверхность следа вступает в плоскостной контакт с поверхностью поля. При

59

этом не происходит четкого отражения микрорельефа поверхности поля, так как контакт такого рода связан с возникновением большого числа хаотично расположенных частиц срезанного металла, попавших между взаимодействующими поверхностями. Это приводит к тому, что первичные следы, образованные боевой гранью малопригодны для идентификации. На пулях, выстреленных из средне- и сильноизношенных стволов эти следы перекрываются вторичными следами полей нарезов.

В момент образования первичного следа холостой гранью металл не срезается. При врезании пластичной оболочки в ребро грани происходит отображение ее дефектов, образованных в результате изготовления ствола и его эксплуатации, проявляющихся в виде чередующихся валиков и бороздок. После получения пулей вращательного движения, ее поверхность, на которой располагается первичный след, размещается напротив нареза и не имеет с ним плоскостного контакта на всем протяжении канала ствола.

Отдельно следует остановиться на процессе образования первичных следов полей нарезов на безоболочечных свинцовых пулях 5,6-мм патронов кольцевого воспламенения. Свинец по своим физическим свойствам является тяжелым и пластичным металлом, что позволяет обеспечить хорошую обтюрацию. Благодаря свойствам свинца, длина участка поступательного движения пули по каналу ствола должна была бы увеличиться. Однако этого не происходит по двум причинам, связанным с конструкцией ствола. Первая причина заключается в том, что угол наклона нарезов достаточно мал (обычно около 2,5°, что примерно в два раза меньше, чем у стволов, рассчитанных на стрельбу оболочечными пулями). Вторая, по мнению Е.И. Сташенко — это отсутствие конуса пульного входа (поля нарезов с казенной части начинаются сразу с полного по высоте профиля) [8]. С этим согласиться нельзя, так как пульный вход как элемент патронника имеется в стволах малокалиберного оружия и составляет порядка 10°[10]. Наиболее вероятной причиной является его малая длина, около 1,0-1,5 мм, что создает иллюзию его отсутствия. Эти конструктивные решения предусмотрены для предотвращения возможного срыва пластичных свинцовых пуль с нарезов при выстреле и являются основными факторами, исключающими образование первичных следов полей. Поэтому формирование следов полей на 5,6-мм безоболочечной пуле начинается в момент заряжания оружия. При досылании патрона в патронник, на поверхности пули полностью введенного в патронник патрона, образуются наклонные вторичные следы. Предварительное врезание пули в поля и пологие нарезы при выстреле способствуют приобретению пулей сразу вращательного .

Однако в некоторых случаях на указанных пулях все же встречаются первичные следы полей нарезов. Причиной их образования могут быть два обстоятельства. Первое, связано с эксплуатацией оружия, а именно с износом полей в результате многократных чисток канала ствола. Это приводит к тому, что пуля проходит некоторое расстояние не вращаясь, и на ее поверхности образуются первичные следы. Вторая, может быть вызвана погрешностями при изготовлении ствола (как в заводских условиях, так и при самодельном

60

изготовлении ствола с использованием заготовок стволов или переделкой стандартных). Наличие первичных следов — это важнейший признак, отражающий состояние полей нарезов ближе к казенной части и ценный для дифференциации в случае многообъектного идентификационного исследования малокалиберного оружия.

Пиродинамический период протекает от начала вращательного движения пули до момента полного сгорания порохового заряда. Следует отметить, что для короткоствольного оружия этот период заканчивается вылетом снаряда из канала ствола. В указанный период горение порохового заряда происходит в быстро изменяющемся объеме. В начале периода, когда скорость движения пули по каналу ствола еще невелика, количество газов растет быстрее, чем объем запульного пространства (пространство между дном гильзы и дном пули), давление газов резко возрастает и достигает наибольшей величины Рм (например, у огнестрельного оружия под патрон 7,63×39 — 280 МПа, а под патрон 7,62×5411 — 290 МПа).

Максимальное давление достигается при прохождении пулей первых 4-6 см пути. Затем, по причине быстрого увеличения скорости пули, объем запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, и давление начинает падать, к концу пиростатического периода оно равно

начинает

примерно /3 максимального давления. Скорость пули возрастает и к концу

3/

периода достигает примерно /4 начальной скорости. Полное сгорание порохового заряда происходит незадолго до вылета пули из канала ствола.

В процессе образования следов канала ствола на пуле пиродинамический период имеет немаловажное значение. В рассматриваемый период на пуле завершается формирование первичных следов, образуются динамические оттиски боевых и холостых граней, вторичные следы полей нарезов и нарезов. Эти следы располагаются под углом к оси пули, величина которого определяется шагом нарезов. Поскольку механизм контактного взаимодействия ведущей поверхности пули со стенками канала ствола достаточно устойчив, то трассы, составляющие вторичные следы, образуются от наибольших неровностей микрорельефа полей нарезов и дна нарезов на всем протяжении канала. А.И. Устинов утверждает, что большее число трасс, составляющих вторичные следы полей, образуется от неровностей кромки полей у дульного среза, оставшихся от заводской обработки дульного торца ствола[9]. Следообразующая роль кромки полей у дульного среза, несомненно, существенна и отражается на окончательной картине следов.

Образование динамических следов боевых граней начинается в период форсирования и заканчивается в пиродинамический период выстрела. Анализ формы профилей оттисков указывает на неоднозначный характер процессов,

происходящих в момент врезания пули в нарезы. Как показывает практика, профиль оттиска боевой грани малоизношенного канала ствола имеет вид угла, а среднеизношенного — ступенчатый или скругленный. Ступенчатый профиль оттисков боевых граней дает основание предположить, что процесс врезания пули происходил неоднократно, и ступени являются отражением

врезания на различных участках канала ствола, имеющих неодинаковый профиль полей.

Одновременно с формированием следов боевых граней на поверхности пули образуются динамические оттиски холостых граней полей нарезов. Их возникновение происходит в месте наиболее сильной деформации (прогиба) оболочки пули. На пулях выстреленных из стволов, имеющих малую степень износа, холостая грань отображается всегда, несмотря на то, что прогиб оболочки пули больше высоты поля и теоретически след холостой грани не должен образовываться. Из этого можно сделать вывод, что прогиб оболочки пули в месте контакта с холостой гранью все же меньше высоты поля. Вероятно, это связано с тем, что в момент сжатия оболочка пули приобретает одновременно остаточную и упругую деформации. После получения пулей вращательного движения исчезает упругая деформация, а остаточная меньше высоты поля. Поэтому в соответствии с профилем канала ствола на поверхности пули образуются динамические оттиски холостых граней.

Что касается образования следов холостых граней на пулях, выстреленных из стволов имеющих среднюю и сильную степень износа, то они, как правило, не образуются либо слабо выражены. Объясняется это значительной изношенностью полей и ребер граней. После выстрела пуля проходит, не вращаясь, расстояние несколько большее, чем в малоизношенном стволе. При этом возникающие остаточные деформации оболочки превышают высоту полей. Данное обстоятельство исключает образование холостых оттисков граней нарезов на пулях, выстреленных из подобных стволов.

В пиродинамический период при поступательно-вращательном движении пули на ее поверхности образуются вторичные следы полей нарезов. Взаимодействие поверхностей оболочки пули и канала ствола обеспечивается упругостью оболочки и давлением пороховых газов на донную часть пули (давление пороховых газов на донную часть пули стремится ее расширить, но стенки канала ствола ограничивают это расширение).

Общеизвестно, что трассы вторичных следов полей нарезов образуются от дефектов в виде различных неровностей на поверхностях полей нарезов.

Определенный интерес вызывает вопрос о распределении этих дефектов по длине канала ствола. Логично предположить, что трассы на поверхности пули, образованные казенной частью канала ствола, перекрываются трассами, образованными средней частью, а те в свою очередь трассами, образованными дефектами поверхности дульной части. На этом основании можно допустить, что основным следообразующим участком является дульная часть ствола (для обрезов гладкоствольных ружей это положение является безоговорочным) [2]. При этом нужно считать, что наиболее крупные следообразующие неровности располагаются на кромке полей и нарезов дульного среза. При решении этой проблемы в первую очередь необходимо учитывать состояние и степень износа канала ствола оружия. Е.И. Сташенко считает, что применительно к малоизношенным стволам стрелкового и 5,6-мм малокалиберного оружия это положение верно [8]. Данное предположение было подтверждено экспериментальными исследованиями А.И. Устинова [9]. Сущность

62

проведенного им эксперимента заключалась в многократном укорачивании ствола с казенной части. Это позволило сделать вывод о том, что наибольшее число трасс вторичных следов полей нарезов были образованы дефектами кромки дульного среза. Позже, Е.И. Сташенко так же экспериментально подтвердил этот факт исследованием малоизношенных стволов 9-мм пистолетов Макарова [7].

Указанные положения нельзя распространить на стволы средней и сильной степени износа. Износ стволов происходит неравномерно — с казенной части и у дульного среза сильнее. Следовательно, диаметр изношенного канала ствола в средней части наименьший и именно этот участок должен являться следообразующим. Однако, из практики известно, что микрорельеф следов на пулях, выстреленных из подобных стволов неустойчив. Поэтому однозначно ответить на вопрос, какие именно участки канала ствола задействованы в процессе образования вторичных следов полей нарезов достаточно проблематично.

По своему механизму образование следов дна нарезов практически не отличается от описанного выше механизма образования вторичных следов полей. Следует отметить, что некоторую нестабильность в процесс образования данных следов могут вносить конструктивные особенности ствола оружия и пуль, наличие смазки в стволе.

Термодинамический период длится от момента полного сгорания порохового заряда до вылета пули из канала ствола. С началом этого периода приток пороховых газов прекращается, однако сильно сжатые и нагретые газы расширяются и, оказывая давление на пулю, увеличивают скорость ее движения. Падение давления происходит довольно быстро и у дульного среза дульное давление составляет у различных образцов оружия 30-90 МПа (например, у 7,62-мм карабина СКС — 39 МПа).

У некоторых видов огнестрельного оружия, особенно короткоствольного, термодинамический период может отсутствовать, так как снаряд вылетает из ствола раньше, чем закончится горение порохового заряда. Последствия данного факта можно наблюдать при изучении свинцовых пуль 5,6-мм патронов кольцевого воспламенения, выстреленных из малокалиберного короткоствольного оружия. На донных частях этих пуль сохраняются прилипшие несгоревшие частички пороха. Данное явление в некоторых случаях позволяет ограничить круг искомых моделей оружия пистолетами и револьверами и исключить длинноствольное — карабины и винтовки.

Существенных изменений в уже сформировавшихся следах канала стола на пуле в термодинамическом периоде не происходит.

Период последействия пороховых газов протекает от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия пороховых газов на нее. В течение этого периода газы, истекающие из канала ствола со скоростью 1200-2000 м/сек, продолжают воздействовать на пулю и сообщают ей дополнительную скорость. В ряде случаев это приводит к деформации хвостовой части пули, что позволяет установить факт выстрела из оружия с укороченным стволом (например, обреза карабина или винтовки). На это

63

обстоятельство указывают разрывы и раздутия хвостовой части некоторых типов пуль (7,62-мм легких винтовочных или 5,6-мм свинцовых)[1]. Наибольшей (максимальной) скорости пуля достигает в конце этого периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола. Период последействия газов заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на донную часть пули уравновешивается сопротивлением воздуха.

Если присутствие несгоревших порошинок на донных частях 5,6-мм свинцовых пуль малокалиберных патронов, позволяет судить о виде оружия, то и в течение периода последействия пороховых газов на этих пулях могут возникнуть следы, позволяющие решить аналогичную задачу. Дело в том, что выстреленные из 5,6-мм короткоствольного оружия свинцовые пули, иногда имеют несколько деформированную (расплющенную) донную часть, что связано с действием на относительно пластичный свинец пороховых газов, истекающих из канала ствола под высоким давлением со скоростью значительно большей скорости пули.

В заключении следует отметить, что решение проблемы механизма следообразования не следует сводить только к получению данных о том, каким элементом и участком поверхности канала ствола образованы следы на пуле. Важно при оценке идентификационной значимости признаков понимать причины возникающих различий, с тем, чтобы обычные, связанные с образованием следов вариации не явились основанием для признания их как .

Список литературы

1. Бергер В.Е. Собирание и подготовка материалов для экспертизы огнестрельного оружия, боеприпасов и следов выстрела. Методическое пособие для следователей. Киев, 1967. С. 12.

2. Голенев B.C. Особенности идентификации следов канала ствола на свинцовых снарядах, выстреленных из обрезов гладкоствольных ружей // Теория и практика судебной экспертизы № 2(10). Москва, 2008. С.258-260.

3. Егоров А.Г., Дереновский М.Е., Стальмахов A.B., Федоренко В.А. Предпервичные следы на пулях — негативные аспекты идентификации оружия //Судебная экспертиза. 2001. № 1. С. 13-22.

4. Комаринец Б.М. Идентификация огнестрельного оружия по выстреленным пулям // Методика криминалистической экспертизы. Вып. 3. Москва, 1962. С. 156-164.

5. Ожегов С.И. Словарь русского языка. Москва, 1983. С.309.

6. Оружие стрелковое. Термины и определения. ГОСТ 28653-90. Москва,

1990.

7. Сташенко Е.И. Отождествление канала ствола огнестрельного оружия по выстреленной пуле. Москва, 1973. С.45-46.

8. Теоретические и методические основы судебно-баллистической экспертизы (Методическое пособие для экспертов). Вып. 1 и 2 / Отв. ред. Х.М. Тахо-Годи. Москва, 1984. С. 109.

9. Устинов А.И. Идентификационное значение следов на пуле, образованных различными участками канала ствола // Экспертная практика. Сб. 2. Москва, 1968. С.64-67.

10. Шейнин С.М., Николаев В.А., Рыжов Н.С. Исследование и разработка конструкций каналов стволов спортивного и охотничьего оружия. Москва, 1987. С.72-74.

A. V. Kokin

PERIODS OF A SHOT AND SEQUENCE OF FORMATION TRACES ON BULLET SURFACE BY BARREL

In this article the author interconnects formation traces on bullet surface and periods of a

shot.

Key words: period of a shot, barrel, bullet, traces on ballet surface, formation of traces.

УДК 343.9

И.А. Кузнецова, канд. юрид. наук, доцент, зав. кафедрой уголовно-правовых дисциплин, тел. 8-905-628-35-16, e-mail: [email protected] (Россия, Тула, Тульский филиал Российской правовой академии Министерства юстиции Российской Федерации)

СИСТЕМА ПРЕСТУПЛЕНИЙ В СФЕРЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

В статье обосновывается необходимость признания экономических интересов в качестве объекта преступлений в сфере экономической деятельности. Предложена классификация преступлений, предусмотренных в главе 22 УК РФ, в зависимости от содержания экономических интересов.

Ключевые слова: объект преступления, экономическая деятельность, экономические интересы, система преступлений.

Преступления в сфере экономической деятельности включены законодателем в главу 22 раздела VIII «Преступления в сфере экономики» Особенной части УК РФ. Объединение уголовно-правовых запретов по разделам и главам Особенной части УК РФ происходит не хаотично; оно основано на системообразующем признаке, именуемом «объект преступления». Именно данный признак свидетельствует о единой социальной природе преступлений, объединенных в тот или иной раздел (ту или иную главу) УК, об их взаимосвязи и сходном характере общественной опасности. Объект преступления определяет юридическую конструкцию конкретного состава преступления, а также место преступления в Особенной части уголовного законодательства. Правильное установление объекта преступления имеет

Тесты с ответами по теме

 

страницы 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11

 

Тесты с ответами по теме — Огневая подготовка для сотрудников полиции (МВД)
 

 Правильный вариант ответа отмечен знаком +

1. В каком из указанных случаев сотрудник полиции не вправе применить огнестрельное оружие?

+ Для пресечения побега из-под стражи в месте значительного скопления людей, даже если могут пострадать случайные лица;

— Для освобождения заложников;

— Для вызова помощи путем производства выстрела вверх.

2. Что такое выстрел?

 

+ Это выбрасывание пули из канала ствола энергией газов, которые выделяются при сгорании порохового заряда;

— Это процесс нажатия на спусковой крючок ударно-спускового механизма огнестрельного оружия;

— Это результат попадания в мишень пули, вылетевшей из ствола огнестрельного оружия.

3. Что изучает внутренняя баллистика?

+ Процессы, происходящие во время выстрела после нажатия на спусковой крючок и до момента прекращения действия энергии пороховых газов на пулю, вылетевшую из канала ствола;

— Процессы, происходящие с момента вылета пули из канала ствола, то есть момента, когда на нее перестают действовать пороховые газы;

— Внутренне устройство огнестрельного оружия, механизм и принципы его действия.

4. Второй период выстрела длится:

+ с момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из канала ствола;

— с момента начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы канала ствола;

— с момента начала движения пули до того, как пороховой заряд полностью сгорит.

5. Скорость пули у дульного среза ствола – это:

+ начальная скорость полета пули;

— прицельная скорость полета пули;

— убойность пули.

6. Резкое движение огнестрельного оружия назад во время выстрела называется:

+ отдачей;

— затворной задержкой;

— осечкой.

7. Что представляет собой прочность ствола?

+ Это способность стенок ствола выдержать определенную силу давления пороховых газов в его канале;

— Это предельное количество выстрелов, которое ствол может произвести, после чего безвозвратно изнашивается;

— Это количество винтовых канавок в канале ствола, которые придают пуле вращательное движение в полете.

8. Кривую, которую пуля описывает в полете, принято называть:

+ траекторией полета пули;

— прицельной дальностью полета пули;

— убойной дальностью полета пули.

9. Точка вылета – это:

+ центр дульного среза ствола;

— местонахождение стреляющего;

— точка в воздухе перед дульным срезом ствола, откуда вылетает пуля.

тест 10. Отрезок траектории полета пули от ее наивысшей точки до места падения называется:

+ нисходящей ветвью траектории;

— высотой траектории;

— восходящей ветвью траектории.

11. Если атмосферное давление увеличивается, то дальность полета пули:

+ уменьшается;

— увеличивается;

— остается неизменной.

12. 9-мм пистолет Макарова является:

+ личным оружием нападения и защиты, которое предназначено для поражения противника на коротких расстояниях;

— индивидуальным оружием, предназначенным для ведения боя как одиночным огнем, так и очередью;

— индивидуальным оружием, имеющим целью уничтожение живой силы и поражение огневых средств противника.

13. Убойное действие пули 9-мм пистолета Макарова составляет:

+ 350 метров;

— 50 метров;

— 100 метров.

14. Что из указанного не относится к основным частям ПМ?

+ Курок;

— Рамка со стволом и спусковой скобой;

— Рукоятка с винтом.

15. Каково назначение шептала с пружиной в ударно-спусковом механизме ПМ?

+ Оно служит для удержания курка на боевом и предохранительном взводе;

— Оно наносит удар по ударнику;

— Оно приводит в действие курок, рычаг взвода и спусковую тягу.

16. Какая часть устройства патрона воспламеняет пороховой заряд?

+ Капсюль;

— Пуля;

— Гильза.

17. Что из указанного может служить причиной осечки при производстве выстрела из ПМ?

+ Неисправность капсюля патрона;

— Загрязнение магазина или подвижных частей пистолета;

— Ослабление пружины шептала.

18. Емкость магазина Револьвера Р-92 составляет:

+ 5 патронов;

— 8 патронов;

— 7 патронов.

19. Самой распространенной винтовкой, стоящей на вооружении в ОВД РФ, является:

+ 7,62-мм снайперская винтовка Драгунова;

— 12,7-мм снайперская винтовка В-94;

— 7,62-мм снайперская винтовка СВУ-АС.

тест_20. Что такое огневой рубеж?

+ Это линия ведения огня по заданным условиям упражнения;

— Это линия, где очередная смена готовится к стрельбе;

— Это место учета, выдачи и сдачи боеприпасов.

21. Темп стрельбы 7-62-мм АКМ составляет:

+ 600 выстрелов в минуту;

— 500 выстрелов в минуту;

— 400 выстрелов в минуту.

22. Боевая скорострельность при стрельбе одиночными патронами из 5,45-мм АКС-74У составляет:

+ до 40 выстрелов в минуту;

— до 50 выстрелов в минуту;

— до 60 выстрелов в минуту.

23. Что представляет собой наклонная дальность стрельбы?

+ Это самое короткое расстояние от точки вылета до цели;

— Это расстояние от точки вылета до пересечения траектории полета пули с линией прицеливания;

— Это проекция наклонной дальности стрельбы на горизонт оружия.

24. Какое из указанных действий при неполной разборке пистолета Макарова предшествует остальным?

+ Отведение затвора в заднее крайнее положение и постановка его на затворную задержку;

— Снятие возвратной пружины со ствола;

— Отделение затвора от рамки.

25. Оценка «неудовлетворительно» ставится сотруднику ОВД, который полностью снарядил магазин пистолета Макарова позже, чем за:

+ 20 секунд;

— 10 секунд;

— 8 секунд.

26. Что из указанного при сборке автомата после неполной разборки делается в последнюю очередь?

+ Присоединяется магазин;

— Присоединяется шомпол;

— Закрывается крышка ствольной коробки.

27. Скоростная стрельба с места по неподвижной мишени по условиям 4-го упражнения производится с расстояния:

+ 10 метров;

— 20 метров;

— 15 метров.

28. Начальная скорость полета пули 5,45-мм АК-74 составляет:

+ 900 м/сек.;

— 600 м/сек.;

— 700 м/сек.

29. Что такое деривация?

+ Это отклонение полета пули от плоскости стрельбы в сторону ее вращения;

— Это воздействие на пулю силы тяжести и силы сопротивления воздуха;

— Это горизонтальная плоскость, которая проходит через точку вылета.

тест-30. Траектория, образовываемая при углах возвышения, которые больше угла наибольшей дальности, называется:

+ навесной;

— настильной;

— сопряженной.

 

 

 

 

 

////////////////////////////

 

Баллистика — Ассоциация гуманного убоя

Наука о снарядах и огнестрельном оружии определяется как «баллистика», и ее можно разделить на три отдельные категории: внутренние, внешние и конечные. Внутренняя баллистика касается того, что происходит в течение примерно двух миллисекунд, от удара ударника или бойка до выхода пули или дробового заряда из дульного конца ствола. Внешняя баллистика связана с полетом пули или дробового заряда после выхода из ствола.Терминальная баллистика имеет дело с тем, что происходит, когда пуля или заряд дроби поражают цель.

При использовании огнестрельного оружия для убийства животных с близкого расстояния наиболее важным является конечная баллистика. В течение короткого периода взаимодействия между снарядом и его целью снаряд подвергнется некоторой степени искажения или дезинтеграции, и цель будет пробита и впоследствии повреждена. Величина искажения и последующего ущерба зависит от массы снаряда, его конструкции и конструкции, скорости поражения, угла падения и характера цели.

Очень важно понимать, что какое бы оружие ни было выбрано для убийства животного, это оружие является только средством доставки. Это снаряд, выпущенный из огнестрельного оружия, убивает животное или нет, в зависимости от обстоятельств. Пули или дробовые заряды, используемые для гуманного уничтожения, должны обладать свойствами, позволяющими им передавать достаточно энергии, чтобы мгновенно сотрясать животное, проникать в череп до уровня за пределами ствола мозга и искажаться в достаточной степени, чтобы разрушить большую часть мозга, ствола мозга и верхний спинной мозг.

По этим причинам идеальный боеприпас — это боеприпас, который расширяется при ударе и рассеивает свою энергию в полости мозга. Идеальные характеристики расширяющейся пули достигаются, когда материал носа отслаивается, образуя классическую «грибовидную форму» при правильной глубине проникновения в голову животного. Это расширение должно быть достигнуто без разрушения пули и недопустимой потери веса. Расширенная пуля также должна использовать свой потенциал разрушения тканей в оптимальной точке проникновения, чтобы вызвать максимальное разрушение во внутренней области, содержащей средний мозг и ствол мозга.В то же время, однако, пуля не должна проникать слишком далеко и вызывать последующую опасность для предметов или людей за пределами намеченной цели.

Боеприпасы должны:

  • Concuss

  • Проникнуть

  • Искажение

  • Уничтожить

Наверх

Баллистика современного огнестрельного оружия — Инженерная школа Университета Калифорнии в Витерби

Гидеон Жюв учился на младших курсах Университета Южной Калифорнии по специальности «Компьютерные науки».Он родом из Восточного Орегона, где любит охоту, рыбалку и стрелковый спорт.

За последние два десятилетия американцы испытали бурные отношения с оружием. Мы как общество вынуждены любить их через популярную культуру и нас учат ненавидеть их действиями заслуживающих внимания преступников. Несмотря на все это, легко рассматривать оружие как живую силу, с помощью которой мы можем развлечься или подвергнуться физической угрозе. На самом деле огнестрельное оружие — это не что иное, как сконструированные механические устройства, способные действовать способами, определенными и управляемыми людьми.Цель этой статьи — объяснить функциональность и конструкцию огнестрельного оружия, чтобы мы могли лучше понять, на что оно способно и на что не способно.

Введение

История огнестрельного оружия восходит к средневековью. Точная дата неизвестна, но есть сообщения о случаях применения огнестрельного оружия уже в середине 14 века. В то время ружья представляли собой не что иное, как кованую или бронзовую трубку длиной в несколько футов, закрытую на казенной части и оставленную открытой на дульной части [1].Заряжание этой «ручной пушки» осуществлялось путем заливки пороха в ствол, плотно набитый стержнем или палкой, с последующим вводом сверху круглого снаряда. Он был запущен путем воспламенения небольшого количества пороха, помещенного в сенсорное отверстие — отверстие, просверленное в казеннике, — который, в свою очередь, воспламенил основной заряд и продвинул снаряд через ствол. Это раннее оружие, вероятно, не имело практической цели, кроме как пугать того, в кого стреляли; они часто выходили из строя, производя много дыма и шума с дикой неточностью.

Огнестрельное оружие, каким бы ненадежным оно ни было, оказалось полезным и получило более широкое распространение по мере появления новых конструкций и технологий (см. Рис. 2.). Важнейшими изобретениями, которые привели к созданию современного огнестрельного оружия, были капсюль ударного действия в 1807 году и патрон в 1851 году [2]. Эти две инновации больше, чем какие-либо другие, проложили путь к современному состоянию технологий огнестрельного оружия.

Современное огнестрельное оружие

Современное огнестрельное оружие существует во множестве форм, от простых однозарядных винтовок до сложных самозарядных пистолетов.В своей основной форме огнестрельное оружие состоит из ствола, затвора, ударно-спускового механизма и приклада или рукоятки.

Современные ружья стреляют улучшенной версией боеприпасов патронного типа, изобретенного в 1851 году. Этот тип состоит из металлической трубки, называемой гильзой или гильзой, пули, капсюля и бездымного порохового заряда. В совокупности патроны этого типа называются боеприпасами центрального действия.

Большинство огнестрельного оружия работает на основе одних и тех же основных физических и химических законов — поэтому полезно изучать эти принципы независимо от формы, которую принимает огнестрельное оружие.Изучение этих принципов называется баллистикой и состоит из трех частей: внутренней, внешней и заключительной.

Внутренняя баллистика

Внутренняя баллистика — это исследование полета снаряда внутри огнестрельного оружия. Этот термин используется экспертами для обозначения всех аспектов внутренней работы огнестрельного оружия от газов и давления до нарезов и эрозии ствола. Таким образом, внутренняя баллистика — очень важный предмет. Было написано множество книг, объясняющих сложные физические и химические процессы, которые влечет за собой внутренняя баллистика.При рассмотрении внутренней баллистики нас больше всего беспокоит процесс стрельбы, цель нарезки и причины отдачи.

Стрельба

Стрельба из винтовки является первым шагом в процессе баллистики. Пороховой заряд, содержащийся в патроне, воспламеняется от ударного взрывчатого вещества, содержащегося в капсюле. Пистолет запускается нажатием на спусковой крючок, который высвобождает ударник из взведенного положения, позволяя ему столкнуться с капсюлем.Капсюль воспламеняется и стреляет в патрон струей огня при температуре 2000 ° C, воспламеняя основной силовой заряд. Когда порошок в картридже горит, он выделяет горячий газ, который создает давление в картридже. По мере увеличения давления и температуры внутри картриджа скорость сгорания увеличивается, создавая все более высокое давление. В определенный момент давление в патроне превышает трение, удерживающее пулю на месте, и она начинает двигаться. Порох продолжает гореть, увеличивая давление в патроннике, пока не достигнет максимума, когда пуля пройдет небольшое расстояние в канале ствола.По мере того, как пуля движется по стволу, она ускоряется, и давление немного уменьшается в результате расширения объема позади пули [3].

Когда пуля выходит из дульного среза ружья, давление значительно снижается, но не рассеивается полностью. При выходе из ствола поток горячего газа резко расширяется, в результате чего в воздухе возникает волна давления. Именно эту волну давления мы воспринимаем как громкий хлопок, производимый при выстреле из пистолета. Глушители изменяют скорость расширения этого газа, делая выстрел тише.Этот принцип можно найти и при рассмотрении воздушных шаров. Если вы лопнете воздушный шар, он издаст громкий хлопок при расширении воздуха, но если вы развяжете тот же воздушный шар и медленно выпустите воздух, будет слышно значительно меньше шума.

Интересно, что в картридже не весь порох горит. Взрыв, вызванный сильным давлением, выбрасывает порох из дула вместе с пулей; этот горящий порох производит дульную вспышку. Возникающая в результате вспышка имеет важное значение, поскольку может привести к временной потере зрения стрелка при стрельбе из пистолета в ночное время.Чтобы решить эту проблему, производители бездымного пороха создали более быстро горящий порох; таким образом, из ствола выбрасывается меньше несгоревшего пороха, что снижает дульную вспышку [2].

Нарезное

Когда футболист бросает мяч, он пытается вращать его по оси, параллельной направлению движения. Это действие заставляет мяч стабилизироваться за счет гироскопической силы и предохраняет его от опрокидывания из стороны в сторону. Аналогичный процесс происходит при выстреле пули из ружья. Канал ствола ружья имеет с внутренней стороны небольшие насечки, называемые нарезами; отсюда и название винтовка.Нарезы спускаются по спирали вниз по внутренней части канала ствола и придают вращение пуле, когда она движется по стволу (см. Рис. 1). Это вращение в значительной степени способствует точности современного огнестрельного оружия [4].

Измерив расстояние между площадками нарезов внутри канала ствола, можно определить калибр огнестрельного оружия. Это измерение, которое обычно меньше одного дюйма, обычно измеряется в сотых долях дюйма. Например, пуля калибра 30 соответствует 0,300 дюйма. Калибр также можно измерить в миллиметрах.Например, 9-миллиметровый пистолет имеет диаметр ствола 9 миллиметров. Важно отметить, что стволы изготавливаются под определенный калибр, но также под конкретный патрон. Если, например, у вас есть винтовка, которая стреляет патронами .300 Remington Ultra Magnum, вы не сможете использовать ее с .300 Winchester Magnum, даже если она того же калибра, что и Remington.

Отдача

Когда вы стреляете из ружья, пуля выходит из ствола с большой скоростью, порядка тысяч футов в секунду.По законам физики эта пуля имеет кинетическую энергию, которая определяется по формуле:

K = 1/2 мВ 2 (1)

где K = кинетическая энергия, m = масса пули и v = скорость пули.

Согласно этой формуле, энергия прямо пропорциональна размеру пули и квадрату скорости. Хотя это соотношение особенно важно при рассмотрении внешней и конечной баллистики, оно также важно при рассмотрении отдачи.Отдачу можно рассматривать как реакцию, вызванную созданием кинетической энергии пули. Третий закон движения Ньютона гласит, что на каждое действие существует равное и противоположное противодействие. Следовательно, когда пуле дается прямая энергия, должна быть такая же энергия в противоположном направлении; эффект этой обратной энергии называется отдачей.

На отдачу влияет ряд факторов, наиболее очевидными из которых являются калибр и начальная скорость пули. Эти две величины определяют величину отдачи, но не ее качественный эффект.Чтобы определить, как ощущается отдача, вы должны учитывать такие переменные, как время ускорения, масса огнестрельного оружия и масса стрелка. Время ускорения пропорционально периоду, в течение которого стрелок должен поглотить отдачу: чем короче время, тем сильнее стрелок ощущает «удар». Вспоминая компоненты кинетической энергии, мы обнаруживаем, что более тяжелое огнестрельное оружие приводит к меньшей отдаче, поглощаемой стрелком; Точно так же у более тяжелого стрелка меньше шансов быть сбитым с ног от отдачи.

Многие конечные характеристики пуль улучшены за счет увеличения массы и скорости пули; однако слишком большая отдача причиняет стрелку дискомфорт.В результате большое количество инженерных решений смягчает эффекты отдачи.

Внешняя баллистика

Внешняя баллистика изучает поведение пуль от момента вылета из дула огнестрельного оружия до поражения цели. Задачи о движении снаряда, которые можно найти на любом вводном уроке физики, являются примерами внешней баллистики. Самые основные аспекты этих проблем связаны с массой снаряда, его скоростью и углом вылета. Используя эти цифры, можно рассчитать время полета, траекторию и дальность полета, хотя и только в учебной манере.В реальном мире такие факторы, как сопротивление воздуха, плотность сечения и форма пули, существенно влияют на внешнюю баллистику.

Сопротивление воздуху

Наиболее важным фактором, влияющим на движение снаряда, помимо силы тяжести, является сопротивление воздуха, которое возникает в результате столкновения молекул воздуха с передней кромкой снаряда. Молекулы воздуха ударяют по снаряду, создавая противодействующую силу, которая замедляет снаряд. Это уменьшение скорости приводит к более резкому снижению траектории снаряда, что приводит к сокращению максимальной дальности.Этот эффект называется «капля».

В воздухе скорость звука составляет примерно 1100 футов в секунду. С другой стороны, типичная скорость пули для винтовок составляет порядка тысяч футов в секунду. Это означает, что пули из винтовки летят быстрее скорости звука и вызывают звуковой разрыв при движении по воздуху. Это имеет важные сложности для глушителей, потому что это означает, что для того, чтобы огнестрельное оружие было достаточно тихим, у вас должны быть пули, летящие со скоростью, меньшей, чем скорость звука.В результате винтовки с глушителем в значительной степени неэффективны на больших дистанциях, потому что они падают сильнее.

Плотность в разрезе

Одним из наиболее важных факторов, определяющих степень влияния сопротивления воздуха на снаряд, является его плотность в поперечном сечении. Плотность поперечного сечения можно рассматривать как меру подъемной силы снаряда. Например, если вы бросите мяч для пинг-понга по воздуху, он будет испытывать некоторое сопротивление воздуха, пропорциональное площади поперечного сечения мяча, соприкасающегося с воздухом.На шарик для пинг-понга, который имеет небольшую массу, вероятно, сильно повлияет сопротивление воздуха, которое он испытывает во время движения. Свинцовый шар одинакового размера, брошенный в воздух, испытывает практически полное отсутствие сопротивления воздуха из-за отношения массы свинцового шара к его площади поперечного сечения, которое намного больше, чем у шара для пинг-понга. При рассмотрении характеристик снаряда очень важно учитывать свойства плотности в поперечном сечении [2].

Баллистический коэффициент

Чтобы количественно оценить степень влияния сопротивления воздуха на пули определенного типа, инженеры разработали баллистический коэффициент:

C = w / (i x d 2 ) (2)

где C = баллистический коэффициент, W = вес пули, i = коэффициент формы и d = диаметр пули.

Проще говоря, форм-фактор соответствует форме пули и обратно пропорционален степени аэродинамических характеристик пули, то есть заостренная пуля имеет больший номер, а плоская — меньший [2].

Баллистический коэффициент, определяющий степень, в которой пуля сохранит свою скорость, может указывать на величину падения пули и, следовательно, ее результирующую точность. Хотя возможно проектировать пули с очень высокими баллистическими коэффициентами, это может быть как положительным, так и вредным для характеристик пули в терминальной баллистике.

Баллистика терминала

Изучая терминальную баллистику, инженеры и ученые заинтересованы в определении воздействия снаряда на цель. Важными факторами, которые следует учитывать, являются энергия, проникновение и расширение.

Энергия

По иронии судьбы, та же энергия, которую мы пытаемся минимизировать в отдаче, обнаруженной во внутренней баллистике, должна быть максимизирована в конечной баллистике. Идея состоит в том, чтобы пуля поразила цель с максимальной энергией.Вспомните уравнение для кинетической энергии из уравнения 1. Это указывает на то, что чем выше скорость снаряда при попадании в цель, тем больше энергии переносится в цель, что приводит к большему ущербу.

В реальном мире энергия сохраняется, тогда как в фильмах ее можно создать из воздуха. Напомним, что кинетическая энергия, выделяемая при попадании пули в цель, меньше кинетической энергии, которую пистолет передает пуле при выстреле — это необходимое следствие сопротивления воздуха и связанного с ним уменьшения скорости.Это означает, что если бы пуля сбила плохого парня с земли и через окно, она, вероятно, сломала бы плечо стрелка, отбросив его назад.

Проникновение

Не менее важным для энергии, переносимой пулей, является количество пробития, которое может быть достигнуто при поражении цели. Африканские охотники на крупную дичь скажут вам, что для пули жизненно важно пробить цель, потому что одна энергия не может уничтожить большое животное.В конце концов, слон может поглотить гораздо больше энергии в результате попадания пули, чем стрелок может за счет отдачи. Пуля не может нанести урон цели, если не может пробить броню.

Чтобы исправить это, инженеры разработали пару хороших решений, наиболее очевидное из которых просто делает пулю более острой. Действительно, это очень хорошее решение, потому что оно также увеличивает баллистический коэффициент, что дает все преимущества увеличения скорости. Другой вариант — сделать пули тяжелее.Твердая пуля проникает сквозь нее, не разбиваясь на мелкие кусочки, которые легче замедлить.

К сожалению, пули, которые слишком хорошо проникают, также имеют тенденцию проходить сквозь объекты, не причиняя большого ущерба. Пистолет, который просто проделывает аккуратные дырочки, пригодится только для стрельбы по мишеням; что необходимо, так это контролируемый способ, которым пуля проникает в объект и затем высвобождает всю свою энергию внутри.

Расширение

Решением этой дилеммы является расширение — мы хотим, чтобы наша высокоаэродинамическая пуля попала в цель и деформировалась.Деформация приведет к уменьшению баллистического коэффициента пули, таким образом передавая энергию пули цели. В идеальной ситуации пуля пробивает цель на нужное расстояние и останавливается. Инженеры создали множество различных типов пуль с разными конечными характеристиками для разных применений.

Типы пуль

Большинство типов пуль являются вариациями пуль с оболочкой, что означает, что они имеют мягкий плотный сердечник, окруженный твердой оболочкой.Как обычно, из этого утверждения есть много исключений. Из малокалиберных винтовок и пистолетов часто стреляют пулями, полностью изготовленными из свинца, а в дробовиках используется совершенно другая конструкция боеприпасов. Тем не менее, здесь мы остановимся на наиболее распространенных вариациях курток.

Большая часть массы пули в оболочке приходится на сердечник. Свинец часто выбирают для изготовления сердечника, потому что он плотный (что приводит к большей плотности сечения) и податлив, что означает, что он хорошо деформируется, не ломаясь.Однако свинцовые пули имеют и отрицательные характеристики. Податливая природа свинца заставляет его скользить по нарезам, что приводит к неравномерной скорости вращения при стрельбе, что снижает стабильность работы и точность. Кроме того, свинец плохо сохраняет форму во время фаз внутренней и внешней баллистики, а отложения свинца могут покрывать механические части огнестрельного оружия, что приводит к заклиниванию и пропускам зажигания. Для решения этих проблем были разработаны пули с оболочкой с оболочкой из более жесткого материала, такого как медь, что позволяет нарезать более прочный захват, сохраняя форму пули во время полета, не оставляя вредных отложений.

Каждый тип винтовочной пули с оболочкой имеет разные характеристики на выходе в зависимости от формы сердечника и оболочки. Например, у пуль с цельнометаллической оболочкой или FMJ сердечник полностью окружен оболочкой — в результате пуля практически не расширяется при ударе. Эти пули используются в ситуациях, когда пробитие нас является основной задачей, например, при стрельбе через броню. Пули с мягким острием (или круглым носом) имеют открытую на наконечнике оболочку, позволяющую обнажить сердечник.Этот тип пули расширяется при ударе и часто используется в ситуациях, когда желательна средняя скорость расширения и небольшая фрагментация, например, при охоте на крупную дичь. С другой стороны, пули с полым острием имеют высокую скорость расширения и низкую глубину проникновения из-за отверстия, просверленного в конце пули. Эти пули используются в ситуациях, когда основной проблемой являются повреждения и фрагментация, например, при охоте на мелкую дичь.

Эти пули составляют лишь небольшую часть используемых пуль.Есть много других типов, используемых военными, полицией и частными лицами для боевых действий, самообороны, спортивной стрельбы и охоты. Интересно, что большое разнообразие пуль указывает на множество безвредных и полезных применений огнестрельного оружия. Хотя можно легко думать об оружии как о простых машинах для убийства, на самом деле огнестрельное оружие используется для многих других целей, помимо причинения вреда.

Заключение

Пистолеты

— это не что иное, как сложные, специально разработанные машины.Изучая внешнюю баллистику, инженеры могут разработать пули дальнего действия, поражающие цель с большой точностью. Точно так же внешняя баллистика позволяет инженерам создавать более аэродинамические снаряды для огнестрельного оружия. Наконец, наука о терминальной баллистике помогает инженерам создавать пули, способные поразить цель с различными желаемыми эффектами. Такое большое разнообразие типов пуль позволяет использовать огнестрельное оружие в самых разных областях, от спортивной охоты до боевых действий.В конечном итоге важно помнить, что огнестрельное оружие обладает не большей способностью наносить вред, чем автомобиль или самолет. Наш страх перед оружием возникает не в результате науки и техники, которые его производят, а в результате психологии тех, кто использует его в злонамеренных целях. Действительно, огнестрельное оружие используется во многих благих и даже полезных целях. В умелых руках они могут легко защитить жизнь, а не отнять ее.

Список литературы

[1] H.Л. Петерсон. Конкурс огнестрельного оружия: Сокровищница историй об огнестрельном оружии: их романтика и знания, развитие и использование на протяжении десяти веков . Гарден-Сити, Нью-Йорк: Doubleday and Company, Inc., 1967.

[2] Б.Дж. Херд. Справочник по огнестрельному оружию и баллистике: изучение и интерпретация судебных доказательств . Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья, 1997.

[3] К. Саммерфилд, Х. Саммерфилд и М. Саммерфилд. «Введение в внутреннюю баллистику орудий и упрощенный код баллистики», Внутренняя баллистика орудий, Progress in Astronautics and Aeronautics , vol.66, pp 1-25, 1979.

[4] Т.А. Варлоу. Огнестрельное оружие, право и судебная баллистика . Бристоль, Пенсильвания: Taylor and Francis Inc., 1996.

Сводка внутренней баллистики

| Close Focus Research

Внутренняя баллистика , подраздел баллистики, представляет собой исследование поведения снаряда с момента срабатывания воспламенителя метательного заряда до момента его выхода из ствола орудия. Изучение внутренней баллистики важно для разработчиков и пользователей огнестрельного оружия всех типов, от малокалиберных олимпийских винтовок и пистолетов до высокотехнологичной артиллерии.

Методы воспламенения

Первым шагом к стрельбе из любого огнестрельного оружия является воспламенение пороха. Самым ранним огнестрельным оружием были пушки, которые представляли собой простые закрытые стволы. В закрытом конце трубы было просверлено небольшое отверстие — «touchhole», ведущее к основному пороховому заряду. Это отверстие заполняли мелко измельченным порошком, который затем поджигали раскаленным углем или горелкой. С появлением ручного огнестрельного оружия это стало нежелательным способом стрельбы из ружья. Держать горящую палку при попытке осторожно высыпать заряд черного пороха в ствол опасно, а попытка удерживать ружье одной рукой при одновременном наведении на цель и поиске пробного отверстия приводила к неточности.

Внешний заправщик

Matchlock

Первой попыткой облегчить процесс стрельбы из стрелкового оружия был «фитильный замок». Фитильный замок включал в себя «замок» (названный так из-за его сходства с дверными замками того времени), который приводился в действие спусковым крючком, первоначально называвшимся «обманщиком». Замок представлял собой простой рычаг, который поворачивался при нажатии и опускал спичку в сенсорное отверстие. Спичка представляла собой медленно горящий фитиль, сделанный из растительных волокон, пропитанных раствором нитратов, древесного угля и серы и высушенных.Эта «медленная спичка» зажигалась до того, как понадобилось ружье, и она медленно горела, сохраняя горячий уголь на горящем конце. После того, как ружье было заряжено и контрольное отверстие заполнено порохом, горящий кончик спички располагался так, чтобы замок соприкасался с контрольным отверстием. Для стрельбы из ружья наводили прицел и спускали спусковой крючок. Это привело к тому, что спичка попала в сенсорное отверстие, и порох воспламенился. При особом внимании медленно горящую спичку можно было поддерживать горящей в течение длительного времени, а использование запорного механизма позволяло вести довольно точный огонь.

Блокировка колес

Следующей революцией в технологии зажигания стала блокировка колес. В нем использовалось подпружиненное зубчатое стальное колесо, которое трулось о кусок железного пирита. Ключ использовался для завода колеса и натяжения пружины. После натяжения колесо удерживалось на месте спусковым крючком. При нажатии на спусковой крючок зазубренный край стали терся о пирит, образуя искры. Эти искры направлялись в поддон, называемый «поддон для вспышки», заполненный рыхлым порошком, который попадал в сенсорное отверстие.Зажигалка обычно была защищена подпружиненной крышкой, которая сдвигалась в сторону при нажатии на спусковой крючок, подвергая порох искрам. Блокировка колеса была серьезным нововведением — поскольку она не полагалась на горящий материал в качестве источника тепла, ее можно было держать в готовности в течение длительных периодов времени. Крытый люк также давал некоторую способность противостоять плохой погоде. Ветер, дождь и сырая погода сделали бы фитильный замок бесполезным, но колесный замок, который был загружен и водонепроницаем с небольшим количеством смазки вокруг вспышки, мог сработать в большинстве условий.

Кремневый замок

Колесный замок пользовался популярностью лишь недолго, прежде чем был заменен более простой и прочной конструкцией. В «кремневом замке», как и в замке для колеса, использовались светильник и искра для воспламенения пороха. Как следует из названия, в кремневом замке использовался кремень, а не железный колчедан. Кремень держался в подпружиненной руке, названной «петухом» из-за сходства его движения с клюющим цыпленком. Курок поворачивался примерно по дуге 90 градусов и удерживался в напряженном или «взведенном» положении с помощью спускового крючка.Обычно кремневые замки могли запирать курок в двух положениях. Положение «полувзвод» удерживало курок наполовину назад и использовало глубокую выемку, так что нажатие на спусковой крючок не отпускало курок. Полу-кран был безопасным положением, используемым при загрузке, хранении или переноске заряженного кремневого замка. Положение «полный взвод» удерживало курок полностью назад и являлось положением, из которого производилась стрельба. L-образный «завиток» был другой половиной системы зажигания кремневого замка. Он служил одновременно крышкой световода и стальной ударной поверхностью для кремня.Фриззен был шарнирным и подпружиненным, так что он мог фиксироваться в открытом или закрытом положении. В закрытом состоянии поражающая поверхность располагалась таким образом, чтобы кремень ударял под правильным углом и генерировал искру. Ударный кремень также открывал бы вьющиеся волосы, подвергая светильник воздействию искры. Механизм кремневого замка был проще и прочнее, чем замок колеса, а кремень и сталь обеспечивали хороший и надежный источник воспламенения. Кремневый замок находился на военной службе более 200 лет, и кремневые замки все еще производятся сегодня для исторических реконструкций и соревнований по дульному заряжанию мишеней, а также для охотников, которым нравится дополнительная проблема, которую дает кремневый замок.

Caplock

Следующим крупным прорывом в технологии зажигания было изобретение химического капсюля, или «колпачка», и механизма, который его использовал, называемого «caplock». Замок появился незадолго до Гражданской войны в США и был быстро принят обеими сторонами, поскольку он был даже проще и надежнее кремневого замка. Основная причина, по которой капсюльный замок был так быстро принят на вооружение, заключалась в его сходстве с кремневым замком и простоте преобразования старого оружия для использования воспламенения от ударного колпачка; обычно можно было использовать тот же замок и ствол с небольшими изменениями.Заслонка и вьющиеся волосы были удалены и заменены небольшим полым горизонтальным цилиндром (барабаном), ввинченным в просверленное отверстие с резьбой и имеющим «ниппель», на который можно было надеть колпачок. «Молоток», который также имел полу-кран (для загрузки и установки колпачка) и положения полного взвода, заменил кран. Когда его отпускают нажатием на спусковой крючок, курок ударяет по крышке, раздавливая ее о ниппель. Капсюль для перкуссии представлял собой тонкую металлическую чашу, в которой находилось небольшое количество чувствительного к давлению взрывчатого вещества.При раздавливании взрывчатое вещество взорвалось бы, посылая поток горячего газа вниз через отверстие в ниппеле в сенсорное отверстие пистолета, чтобы воспламенить пороховой заряд. В процессе стрельбы капсюль обычно раскалывается и отваливается, когда курок переводится в полувзводное положение для заряжания. Система Caplock зарекомендовала себя хорошо и до сих пор является предпочтительным методом зажигания для охотников и стрелков-любителей, использующих дульное заряжающее оружие.

Внутренняя грунтовка

Химические грунтовки, передовая металлургия и производственные технологии объединились в 1800-х годах, чтобы создать совершенно новый класс огнестрельного оружия — патрон.Стрелки с кремневым замком и капсюлем долгое время носили патроны в бумажных патронах, которые служили для хранения дозированного заряда пороха и пули в одной удобной упаковке (бумага также служила для запечатывания пули в канале ствола). Тем не менее, источником возгорания был обрабатывается отдельно от картриджа. С появлением химических капсюлей не прошло много времени, как было изобретено несколько систем с множеством различных способов объединения пули, пороха и капсюля в единую упаковку, которая могла быть быстро заряжена с казенной части огнестрельного оружия.Это значительно упростило процедуру перезарядки и открыло путь для полуавтоматического и полностью автоматического огнестрельного оружия.

За этот большой скачок пришлось заплатить. Он вводил дополнительный компонент в каждый патрон — гильзу, которую нужно было снимать перед перезарядкой оружия. В то время как кремневый замок, например, сразу же готов к перезарядке после выстрела, использование латунных гильз для патронов создало проблему извлечения и выброса. Механизм современного ружья должен не только заряжать и стрелять, но и удалять стреляную гильзу, для чего может потребоваться столько же движущихся частей.Вероятно, большинство неисправностей связаны с этим процессом, либо из-за того, что гильза не извлекается должным образом из патронника, либо из-за того, что она препятствует срабатыванию механизма. Изобретатели девятнадцатого века неохотно соглашались с этим дополнительным усложнением и экспериментировали с множеством самозатратных картриджей, прежде чем признать, что преимущества латунных гильз намного перевешивают их единственный недостаток.

Три системы автономного зажигания металлических патронов, которые выдержали испытание временем, — это кольцевой воспламенитель, капсюль центрального воспламенения Бердан и капсюль центрального воспламенения Boxer.

Rimfire

В картриджах Rimfire используется тонкий латунный корпус с полой выпуклостью или ободом вокруг тыльной стороны. Этот обод заполняется во время производства ударопрочным грунтом. Во влажном состоянии грунтовка устойчива; гранула влажной грунтовки помещается в скорлупу и просто раскручивается до краев обода. (Подробнее о точном процессе и одном наборе химических соединений, которые были успешно использованы, см. В патенте США 1880235, патенте Remington Arms 1932 года, выданном Джеймсом Э.Ожоги.) В сухом состоянии грунтовка внутри обода становится чувствительной к ударам. Когда ободок затем раздавливается молотком или бойком, капсюль детонирует и воспламеняет пороховой заряд. Патроны кольцевого воспламенения одноразовые и обычно не могут быть перезаряжены. Кроме того, поскольку обод должен быть достаточно тонким, чтобы его можно было легко раздавить, максимальное давление, возможное в этом случае, ограничено прочностью этого тонкого обода. Патроны кольцевого воспламенения первоначально были доступны в калибрах до .44, последний использовался в знаменитых магазинных винтовках Генри и Винчестера 1866 года, но все, кроме малых.В итоге вымерли патроны 22 калибра. Винтовка .22 Long Rifle, также используемая для стрельбы из пистолетов, является сегодня самым популярным развлекательным калибром, поскольку он недорогой, бесшумный и имеет очень низкую отдачу. Самые недорогие бренды можно купить менее чем за 0,02 доллара США за патрон в коробках по 500 штук, и даже высокоточные боеприпасы олимпийского класса стоят около 0,20 доллара США за патрон.

Хотя метод кольцевого воспламенения ограничен из-за необходимости в тонких гильзах, в последнее время он претерпел несколько возрождений. Сначала был Винчестер.22 Magnum Rimfire, или .22 WMR, в 1950-х годах последовали в 1970 году, после недолговечной 5-миллиметровой винтовки Remington Magnum Rimfire, основанной на гильзе Винчестера. В 2002 году Hornady представила новый патрон .17 калибра на основе .22 WMR, .17 HMR. .17 HMR — это, по сути, патрон .22 WMR, приспособленный для приема пули .17 калибра, и используется в качестве патрона для легкой стрельбы с плоской стороны. За .17 HMR годом позже последовал Hornady .17 Mach 2, или .17 HM2, который основан на слегка удлиненном и урезанном.22 Long Rifle патрон. Оба патрона кольцевого воспламенения .17 калибра получили широкую поддержку со стороны производителей огнестрельного оружия, и хотя высокотехнологичные высокоскоростные пули с оболочкой .17 калибра делают патроны .17 Rimfire немного дороже, чем версии .22 калибра, они являются отлично подходят для стрельбы на короткие дистанции и при этом намного дешевле, чем сопоставимые патроны центрального воспламенения.

Pinfire

Патрон для легкого огнестрельного оружия — это устаревший тип латунного патрона, в котором воспламеняющий состав воспламеняется от удара небольшой булавкой, которая выступает в радиальном направлении чуть выше основания патрона.Изобретенный Казимиром Лефошо в 1828 году, но не запатентованный до 1835 года, он был одним из первых практичных металлических картриджей. Однако выступающий штифт был уязвим для повреждения, смещения и случайного возгорания. Более того, при заряжании штифт должен был быть осторожно размещен в небольшой выемке, что делало невозможным использование булавочного огня в многозарядном или самозарядном оружии. Булавочный огонь выживает сегодня только в нескольких очень маленьких холостых патронах, предназначенных для создания шума.

Периферийный капсюль

Эта уникальная система, очень похожая на усовершенствованную комбинацию точечного и кольцевого воспламенения, использует ударник, который ударяет по кольцу грунтовочного компаунда в центре патрона, как описано в U.S. Патент 4848237. Несмотря на успех, патрон был изготовлен только опытными партиями. Основным преимуществом является то, что оно поражается сбоку, что позволяет перемещать операционную систему огнестрельного оружия вперед, обеспечивая более компактное действие. Однако никакое коммерческое оружие не использовало эту систему.

Праймер Бердан

Праймер Бердан назван в честь своего американского изобретателя Хирама Бердана из Нью-Йорка, который изобрел свой первый вариант праймера Бердан и запатентовал его 20 марта 1866 года в США.С. Патент 53,388. Небольшой медный цилиндр образовывал оболочку патрона, а капсюль капсюля вдавливался в выемку на внешней стороне закрытого конца патрона напротив пули. На конце патрона под капсюлем было небольшое вентиляционное отверстие, а также небольшой выступ, похожий на соску, или острие (позже известное как наковальня), сделанное из гильзы, так что ударник мог раздавить прижать к наковальне и поджечь порох. Эта система работала хорошо, давая возможность устанавливать колпачок непосредственно перед использованием патрона, заряженного порохом, а также позволяя перезаряжать патрон для повторного использования.На практике возникли трудности, поскольку нажатие на колпачок снаружи приводило к разбуханию медной гильзы патрона, что мешало надежной посадке патрона в патроннике огнестрельного оружия. Решение Бердана состояло в том, чтобы перейти на латунные гильзы и дополнительно изменить процесс установки капсюля в картридж, как указано в его втором патенте Berdan Primer от 29 сентября 1869 г. в патенте США 82,587. Праймеры Berdan практически не изменились функционально и по сей день.

Берданские капсюли похожи на колпачки, используемые в системе caplock, и представляют собой небольшие металлические колпачки с чувствительным к давлению взрывчатым веществом в них. Современные берданские капсюли запрессовываются в «капсюль» гильзы берданского патрона, где они входят чуть ниже заподлицо с основанием гильзы. Внутри кармана капсюля есть небольшая выпуклость, «наковальня», которая упирается в центр чашки, и два небольших отверстия (по одному с каждой стороны наковальни), через которые вспышка капсюля достигает внутренней части корпуса.Ящики Бердана многоразовые, хотя процесс довольно сложный. Использованный грунт необходимо удалить, как правило, с помощью гидравлического давления, клещей или рычага, которые вытягивают грунт из нижней части. Новый капсюль осторожно прижимается к наковальне, а затем добавляется порох и пуля. Поскольку капсюль Бердан трудно вынуть из гильзы, не повредив наковальню, грунтовка Бердана используется почти всеми военными и большинством гражданских производителей (за исключением тех, что находятся в Соединенных Штатах), чтобы препятствовать перезарядке боеприпасов.

Боксерские капсюли

Тем временем Эдвард М. Боксер из Королевского Арсенала, Вулвич, Англия, работал над аналогичной конструкцией капсюля для патронов, запатентовал ее в Англии 13 октября 1866 года и впоследствии получил патент США на свой дизайн от 29 июня 1869 г. в патенте США 91818.

Праймеры Boxer похожи на праймеры Berdan с одним важным изменением — расположением наковальни. В грунтовке Boxer наковальня представляет собой отдельную деталь, которая находится в чашке капсюля. В центре кармана капсюля имеется одно отверстие большего размера.Такое расположение практически не влияет на характеристики патрона, но значительно упрощает удаление запущенных капсюлей для перезарядки; Компоновка капсюля снимается путем проталкивания тонкого металлического стержня через отверстие для отжига, которое находится по центру корпуса. Затем в гильзу вдавливается новый капсюль, включая наковальню. Поскольку грунтовка и наковальня продаются как одна часть, глубина наковальни должна соответствовать вставляемой грунтовке, чтобы грунтовка не загорелась во время загрузки (хотя грунтовка выполняется в качестве первого шага перед добавлением порошка.Боксерская затравка универсальна в США и способствует тому, что большое количество стрелков перезаряжают свои боеприпасы.

Боеприпасы с боекомплектом Boxer немного сложнее в производстве, так как капсюль состоит из двух частей, но автоматизированное оборудование, производящее капсюли в количестве сотен миллионов штук, устранило это как практическую проблему, и, хотя капсюль более сложен в изготовлении, патрон случай попроще. Любое небольшое увеличение начальной стоимости более чем компенсируется снижением стоимости стрельбы перезаряженными патронами, по крайней мере, для пользователей, которые повторно используют свою латунь (перезарядка боеприпасов может сэкономить до 85-90% по сравнению с новыми заводскими патронами.) Однако из-за несколько более низкой стоимости производства грунтовка Бердана гораздо более распространена в боеприпасах из военного запаса, производимых за пределами Соединенных Штатов. В боеприпасах с боевым снаряжением «Бердан» часто используются коррозионные или слабокоррозионные составы, поскольку они немного дешевле в использовании, в то время как боеприпасы с начинкой Boxer теперь почти всегда не вызывают коррозии и не содержат ртуть. Эти коррозионные грунтовочные смеси могут вызвать серьезные повреждения ружья, если ствол и затвор не будут тщательно очищены после выстрела.Однако предположение о коррозионных или некоррозионных характеристиках на основе типа капсюля никогда не является надежным, и в гораздо более старых военных боеприпасах США использовались коррозионные капсюли. Два типа капсюля практически невозможно отличить, глядя на заряженный патрон, хотя два отверстия для воспламенения можно увидеть внутри гильзы «Бердан», а большее одиночное отверстие видно или ощущаться внутри гильзы «Боксер». Патроны Бердан и Боксер считаются «центральными» и взаимозаменяемыми; одно и то же оружие может стрелять снарядами с берданским или боксерским снаряжением, если размеры патронов совпадают.

Размеры грунтовки

Грунтовки бывают разных размеров в зависимости от области применения. Типы / размеры капсюлей:

  • Как для пистолета, так и для винтовки: малый (диаметр 0,175 дюйма) и большой (0,210 дюйма), часто в версиях Standard и Magnum.
  • .209 капсюли для патронов дробовика и современных линейных дульных заряжателей с использованием капсюля Boxer, собираемого на заводе внутри конической латунной чашки с фланцами.
  • .50 BMG капсюли, используемые для патрона .50 Browning Machine Gun и его производных
  • Специальные капсюли для очень маленьких гильз центрального огня или для больших пушечных патронов

Примеры использования:

Размер капсюля основан на капсюле карман картриджа, стандартные типы доступны в большом или малом диаметре.Заряд взрывчатого вещества капсюля основан на количестве энергии воспламенения, требуемой конструкцией патрона; стандартный капсюль будет использоваться для меньших зарядов или более быстро горящих порохов, в то время как магнумовый капсюль будет использоваться для более крупных зарядов или медленно горящих порохов, используемых с большими патронами или тяжелыми зарядами. Винтовочные, большие и магнумовые капсюли увеличивают энергию воспламенения, передаваемую пороху, обеспечивая более горячее, сильное и / или более продолжительное пламя. Пистолетные патроны часто меньше, чем патроны для современных винтовок, поэтому для них может потребоваться меньше пламени капсюля, чем требуется для винтовки.Физическая разница между пистолетным и винтовочным капсюлем заключается в толщине гильзы капсюля; поскольку пистолетные патроны обычно работают при более низких уровнях давления, чем винтовки, их капсюли тоньше, мягче и легче воспламеняются, в то время как винтовочные капсюли толще и прочнее, что требует более сильного удара ударника. (Несмотря на названия пистолета и винтовки , используемый капсюль зависит от патрона, а не от огнестрельного оружия; некоторые пистолетные патроны высокого давления, такие как .221 Fireball и.454 Casull используют капсюли для винтовки, а пистолетные и револьверные патроны низкого давления, такие как 32 и 380 Autos, 9mm Luger, 38 Special, 357 Magnum, 44 Magnum и 45 ACP, а также традиционные револьверные патроны, такие как 32-20, 44-40 и 45 Colt. , также используемый в винтовках с рычажным механизмом, по-прежнему будет заряжаться пистолетными капсюлями. Однако практически все патроны, используемые исключительно в винтовках, используют капсюли для винтовок.)

Электрические

Очень небольшое, но постоянно растущее число гражданского и военного оружия переходят на электрические спусковые механизмы.Они используют электрический заряд, питаемый от батареи, для взрыва капсюля и уменьшения времени между нажатием на спусковой крючок и воспламенением заряда. Контроллер схемы управления с электрическими триггерами также предлагает возможности для биометрических предохранителей, удаленных спусковых механизмов и дистанционного или компьютерного управления оружием. Современные миниганы, цепные орудия и авиационные пушки типа Гатлинга используют боеприпасы с электроприводом из-за высокой скорострельности, которую они достигают. Механическая система запуска капсюлей не может надежно работать на таких экстремальных скоростях, которые достигают от 1500 до 6000 выстрелов в минуту (целых 100 выстрелов в секунду!). У этого оружия есть электродвигатели, которые вращают несколько стволов.Когда каждый ствол приходит в положение для стрельбы, капсюль проходит через электрод, который инициирует цепочку взрывчатых веществ к метательному пороху, запускающему патрон.

Пропелленты

Черный порох

Порох (черный порох) представляет собой тонко измельченную, прессованную и гранулированную механическую смесь серы, древесного угля и нитрата калия или нитрата натрия. Его можно производить с различными размерами зерен. Размер и форма зерен могут увеличивать или уменьшать относительную площадь поверхности и значительно изменять скорость горения.В отличие от бездымного пороха, он действует больше как взрывчатое вещество, поскольку на скорость его горения не влияет давление. Однако это очень плохое взрывчатое вещество, поскольку оно имеет очень низкую скорость разложения и, следовательно, очень низкую бризантность.

Нитроцеллюлоза (одноосновное топливо)

Основная статья: Бездымный порох

Нитроцеллюлоза или «пушечный хлопок» образуется под действием азотной кислоты на целлюлозные волокна. Это легковоспламеняющийся волокнистый материал, который быстро сгорает при нагревании.Он также горит очень чисто, почти полностью сгорая до газообразных компонентов при высоких температурах с небольшим количеством дыма или твердых остатков. Скорость горения нитроцеллюлозы зависит от давления — куча несдержанной нитроцеллюлозы будет гореть медленно, с высоким ярким пламенем, но при помещении в высокопрочный герметичный контейнер тот же материал будет гореть очень быстро, разрываясь. контейнер.

Желатинизированная нитроцеллюлоза — это пластик, из которого можно формировать метательные вещества различных форм, такие как цилиндры, трубки, шары и хлопья.Размер и форма гранул пороха могут увеличивать или уменьшать относительную площадь поверхности и значительно изменять скорость горения. К топливу могут быть добавлены добавки и покрытия для дальнейшего изменения скорости горения. Обычно очень быстрые порохи используются для легких пуль или низкоскоростных пистолетов и дробовиков, средние порохы для пистолетов magnum и легких винтовочных патронов, а медленные порохы для крупнокалиберных тяжелых винтовочных патронов. [1] Они известны как одноосновное топливо .

Двухосновные пороха

Для дальнейшего увеличения энергии бездымного пороха можно добавлять нитроглицерин в количестве до 50%. Эти порошки называются «порошками с двойной основой», поскольку оба их основных компонента активно вырабатывают энергию и обладают такими же основными физическими свойствами, что и порошки с одной основой. Нитроцеллюлоза снижает чувствительность к очень нестабильному нитроглицерину, предотвращая его детонацию как взрывчатое вещество, а нитроглицерин желатинизирует нитроцеллюлозу и значительно увеличивает энергетическую плотность полученного порошка.Двухосновные порошки горят быстрее, чем одноосновные порошки той же формы, хотя и не так чисто, и, как правило, чем выше содержание нитроглицерина в порошке, тем выше скорость горения.

В артиллерии баллистит или кордит использовались в форме стержней, трубок, труб с прорезями, перфорированных цилиндров или многотрубок; геометрия выбирается для обеспечения требуемых характеристик горения. (Круглые шары или стержни, например, горят «дегрессивно», потому что их газообразование уменьшается с увеличением площади их поверхности по мере того, как шары или стержни горят меньше; тонкие хлопья горят «нейтрально», поскольку они горят на своей плоской поверхности до тех пор, пока хлопья полностью израсходованы.Продольно-перфорированные или многоперфорированные цилиндры, используемые в больших длинноствольных винтовках или пушках, имеют «прогрессивное горение»; поверхность горения увеличивается по мере увеличения внутреннего диаметра отверстий, обеспечивая устойчивое горение и длительное непрерывное нажатие на снаряд для получения более высокой скорости без чрезмерного увеличения пикового давления. Постепенно горящий порох в некоторой степени компенсирует падение давления, когда снаряд перемещается по каналу ствола и увеличивает объем позади него.)

Твердотопливные боеприпасы (безгильзовые боеприпасы)

Недавняя тема исследований была в области «безгильзовых боеприпасов». .В безгильзовом патроне метательный заряд отливается как одно сплошное зерно, при этом грунтовочный состав помещается в углубление в основании, а пуля прикрепляется к передней части. Поскольку единичная пороха имеет очень большие размеры (размер зерна большинства бездымных порохов составляет около 1 мм, а гранулы без гильзы будут иметь диаметр 7 мм и длину 15 мм), относительная скорость горения должна быть намного выше. Для достижения такой скорости горения в безгильзовых порохах часто используются замедленные взрывчатые вещества, такие как гексоген. (Безгильзовые боеприпасы можно считать возвратом к середине 19 века, поскольку первый практичный повторитель патронов, пистолет «Вулканик», использовал заряд черного пороха в полости в основании пули.Это оружие было прямым предком винтовок Генри и Винчестера, хотя они перешли на боеприпасы в металлическом корпусе. Некоторые ранние винтовки и револьверы также использовали патроны из горючей бумаги, но для них требовалась отдельная система зажигания.) Основными преимуществами успешного безгильзового патрона было бы устранение необходимости извлекать и выбрасывать гильзу, что позволяло бы повысить скорострельность и более простой механизм, а также уменьшенный вес боеприпасов за счет уменьшения веса (и стоимости) латунного или стального корпуса.

Хотя существует по крайней мере одна экспериментальная военная винтовка (H&K G11) и одна коммерческая винтовка (Voere VEC-91), в которых используются безгильзовые патроны, они не достигают большого успеха. Безгильзовые боеприпасы, конечно, не перезаряжаются (серьезный недостаток на гражданских рынках, где перезарядка обычна), а открытый порох делает снаряды менее прочными. Также гильза в стандартном патроне служит уплотнителем, не позволяющим газу выходить из казенника. В безгильзовом оружии должен использоваться более сложный самоуплотняющийся затвор, что усложняет конструкцию и изготовление.Другой неприятной проблемой, общей для всех скорострельных орудий, но особенно проблемной для тех, кто стреляет безгильзовыми снарядами, является проблема «сваривания» снарядов. Эта проблема вызвана остаточным теплом от камеры, нагревая патрон в камере до точки, где он воспламеняется, вызывая непреднамеренный разряд.

Пулеметы с ленточным питанием или пистолеты-пулеметы с магазинным питанием, предназначенные для больших объемов огня, обычно стреляют с открытого затвора, при этом патрон не имеет патронника до тех пор, пока не будет нажат спусковой крючок, и поэтому у патрона нет шансов свариться раньше оператор готов.Такое оружие могло эффективно использовать безгильзовые боеприпасы. Конструкции с открытым затвором обычно нежелательны для чего-либо, кроме пулеметов с ленточным питанием и пистолетов-пулеметов; масса затвора, движущегося вперед, заставляет ружье крениться в ответ, что значительно снижает точность ружья. Поскольку одним из мотивирующих факторов для использования безгильзовых патронов является повышение скорострельности до такой степени, что в одну и ту же точку прицеливания можно произвести несколько выстрелов, все, что снижает точность этих первых выстрелов, будет контрпродуктивным.Гильза боеприпаса служит радиатором, отводящим тепло от патронника после выстрела; горячий корпус уносит большую часть тепла, прежде чем оно может перейти к стенкам камеры, а новый корпус поглощает тепло из камеры, снижая риск приготовления пищи.

Пороховой заряд

Плотность и плотность заряда

Плотность заряда — это процент пространства в гильзе патрона, заполненного порохом. В общем, нагрузки, близкие к 100% -ной плотности (или даже нагрузки, когда при посадке пули в гильзу сжимается порох), воспламеняются и горят более стабильно, чем нагрузки с более низкой плотностью.В патронах, уцелевших от эпохи черного пороха (например, .45 Colt, .45-70 Government), гильза намного больше, чем требуется для удержания максимального заряда бездымного пороха высокой плотности. Это дополнительное пространство позволяет порошку перемещаться в гильзе, накапливаясь возле передней или задней части гильзы и потенциально вызывая значительные колебания скорости горения, поскольку порох в задней части гильзы будет быстро воспламеняться, а порох в передней части гильзы загорится позже. Это изменение оказывает меньшее влияние на быстрые порошки.Такие картриджи большой емкости и низкой плотности обычно обеспечивают лучшую точность с самым быстрым подходящим порохом, хотя это снижает общую энергию из-за резкого пика высокого давления. Пистолетные патроны

Magnum меняют этот компромисс между мощностью и точностью за счет использования менее плотных, медленно горящих порохов, которые обеспечивают высокую плотность заряда и широкую кривую давления. Обратной стороной является повышенная отдача и дульный взрыв из-за большой массы пороха, а также высокое дульное давление. Преимущество заключается в том, что патроны для пистолета Magnum могут обеспечивать точность, сравнимую с хорошей охотничьей винтовкой, и энергию, достаточную для ведения средней дичи на дистанциях до 100 ярдов (100 м) и более.

Большинство винтовочных патронов имеют высокую плотность заряда с соответствующими порохами. Винтовочные патроны имеют тенденцию быть узкими, с широким основанием, сужающимся до меньшего диаметра, чтобы удерживать легкую, высокоскоростную пулю. Эти гильзы предназначены для удержания большого заряда пороха низкой плотности с еще более широкой кривой давления, чем у пистолетных патронов Magnum. В этих случаях требуется использование длинного ствола винтовки для достижения максимальной эффективности, хотя они также предназначены для пистолетов-подобных пистолетов (однозарядных или с продольно-скользящим затвором) со стволом от 10 до 15 дюймов (от 25 до 38 см).

Одно необычное явление происходит при использовании плотных порохов небольшого объема в гильзах винтовок большой емкости. Небольшие пороховые заряды, если они не удерживаются плотно у задней части гильзы с помощью ваты, могут взорваться при воспламенении, иногда вызывая катастрофический отказ огнестрельного оружия. Механизм этого явления малоизвестен, и, как правило, он не встречается, за исключением случаев заряжания низкооткатных или низкоскоростных дозвуковых патронов для винтовок. Эти снаряды обычно имеют скорость менее 1100 футов / с (320 м / с) и используются для стрельбы в помещении, в сочетании с подавителем или для борьбы с вредителями, когда мощность и дульная сила выстрела полной мощности не требуется. или желал.

Камера

Прямое против узкого места

Гильзы с прямыми стенками были стандартом с самого начала в оружии для картриджей. При низкой скорости горения черного пороха наилучшая эффективность была достигнута с большими тяжелыми пулями, поэтому пуля имела самый большой практический диаметр. Большой диаметр позволил получить короткую, стабильную пулю с большим весом, а максимальный практический объем канала ствола позволял извлекать как можно больше энергии в стволе заданной длины. Было несколько патронов с длинными неглубокими конусами, но, как правило, это была попытка использовать существующий патрон для выстрела пули меньшего размера с более высокой скоростью и меньшей отдачей.С появлением бездымного пороха стало возможным генерировать гораздо более высокие скорости, используя медленный бездымный порох в гильзе большого объема, толкая небольшую легкую пулю. Странный, сильно заостренный 8-мм патрон Lebel, изготовленный путем сужения старого 11-мм патрона с черным порохом, был представлен в 1886 году, вскоре за ним последовали военные патроны 7,92 x 57 мм Mauser и 7 x 57 мм Mauser, а также коммерческие .30-30 Winchester, все из которых были новой конструкции, построенной на бездымном порохе. Все они имеют отчетливое плечо, очень напоминающее современные патроны, и, за исключением странных, сильно заостренных 8-миллиметровых патронов Lebel, они по-прежнему используются в современном огнестрельном оружии, даже несмотря на то, что патронам более века.

Соотношение сторон и однородность

При выборе винтовочного патрона для максимальной точности короткий толстый патрон с очень маленьким конусом гильзы обычно дает более высокую эффективность и более стабильную скорость, чем длинный тонкий патрон с большим конусом гильзы (деталь причины узкого горлышка дизайна). Учитывая текущие тенденции к более коротким и толстым корпусам, таким как новые картриджи Winchester Super Short Magnum, кажется, что идеальным может быть корпус, приближающийся к сферической внутренней части. [2] Охотничьи патроны по мишеням и варминтам требуют высочайшей точности, поэтому их гильзы обычно короткие, толстые и почти не заостренные с острыми выступами на гильзе. Короткие толстые футляры также позволяют сделать оружие короткого действия легче и прочнее при том же уровне производительности. Компромиссом для этой производительности являются толстые патроны, которые занимают больше места в магазине, острые выступы, которые не так легко выводятся из магазина, и менее надежное извлечение использованного патрона. По этим причинам, когда надежное кормление важнее точности, например, для военных винтовок, предпочтение отдается более длинным гильзам с меньшим углом наклона плеча.Однако даже среди военного оружия наблюдается долгосрочная тенденция к более коротким и толстым корпусам. Нынешний гильза 7,62 x 51 мм НАТО, заменяющая более длинный .30-06 Springfield, является хорошим примером, как и новый патрон 6.5 Grendel, разработанный для повышения производительности винтовок и карабинов семейства AR-15.

Трение и инерция

Статическое трение и воспламенение

Поскольку скорость горения бездымного пороха напрямую зависит от давления, начальное повышение давления оказывает значительное влияние на конечную скорость, особенно в патронах с быстрыми порохами.Трение, удерживающее пулю в гильзе, определяет, как скоро после воспламенения пуля переместится, и, поскольку движение пули увеличивает объем и снижает давление, разница в трении может изменить наклон кривой давления. В общем, желательна плотная посадка, чтобы пуля попала в гильзу. В гильзах с прямыми стенками и без ободка, таких как .45 ACP, агрессивная обжимка невозможна, так как гильза удерживается в патроннике за горловину гильзы, но размер гильзы определяется таким образом, чтобы обеспечить плотную посадку с натягом на пулю, может дать желаемый результат.

Кинетическое трение

Пуля должна плотно прилегать к каналу ствола, чтобы герметизировать высокое давление горящего пороха. Эта плотная посадка создает большое трение. Трение пули в канале ствола имеет небольшое влияние на конечную скорость, но это обычно не вызывает большого беспокойства. Большую озабоченность вызывает тепло, которое выделяется из-за трения. При скорости около 1000 фут / с (390 м / с) свинец начинает плавиться и откладываться в стволе. Это нарастание свинца сужает канал ствола, увеличивая давление и снижая точность последующих выстрелов, и его трудно вычистить, не повредив канал ствола.Для снарядов, используемых на скоростях до 1500 фут / с (585 м / с), на пулю можно наносить восковую смазку, чтобы уменьшить накопление свинца. При скоростях более 1500 футов / с (585 м / с) почти все пули имеют оболочку из меди или аналогичного сплава, который достаточно мягкий, чтобы не изнашиваться на стволе, но плавится при достаточно высокой температуре, чтобы уменьшить накопление в нем. канал ствола. Накопление меди действительно начинает происходить при выстреле, скорость которого превышает 2500 футов / с (975 м / с), и обычным решением является пропитка поверхности пули смазкой на основе дисульфида молибдена.Это снижает скопление меди в отверстии и обеспечивает лучшую долговременную точность.

Роль инерции

За первые несколько дюймов (сантиметров) хода по каналу ствола пуля достигает значительного процента своей конечной скорости даже для винтовок большой мощности с медленно горящим порохом. Ускорение составляет порядка десятков тысяч единиц силы тяжести, поэтому даже снаряд весом в 40 гран (2,6 г) может обеспечить сопротивление в сотни фунтов силы (более 1000 ньютонов) за счет инерции.Таким образом, изменение массы пули оказывает огромное влияние на кривые давления бездымных пороховых патронов, в отличие от патронов с черным порохом. Таким образом, для заряжания или перезарядки бездымных патронов требуется высокоточное оборудование и тщательно отмеренные таблицы данных о заряде для заданных патронов, пороха и веса пули.

Давление

Это график симуляции патрона 5,56 мм НАТО, выпущенного из 20-дюймового (510-мм) ствола. Горизонтальная ось представляет время, вертикальная ось представляет давление (зеленая линия), ход пули (красная линия) и скорость пули (голубая линия).Значения, показанные вверху, представляют собой пиковые значения.

Энергия передается пуле в огнестрельном оружии за счет давления газов, образующихся при горении пороха. Хотя сторонним наблюдателям кажется, что более высокое пиковое давление должно приводить к более высоким скоростям, это не всегда так, поскольку измерения пикового давления улавливают лишь небольшую часть времени, в течение которого пуля ускоряется. Для достижения максимальной производительности необходимо учитывать всю продолжительность пути пули через ствол.

Существуют сотни порохов, потому что порохи должны быть тщательно подобраны к объему гильзы, размерам гильзы, размерам пули, весу пули, длине ствола и особым характеристикам пули, таким как молибденовое покрытие или приводные ремни.Например, длинные и тяжелые пули должны быть установлены так глубоко, чтобы они вытесняли порох, и в то же время требуется более медленный порох, который дает их большей массе больше времени для движения вниз по стволу. Если пуля имеет полосы или покрыт смазкой, такой как молибден, можно использовать более быстрые порошки, поскольку пуля движется быстрее из-за уменьшения трения о ствол. Все эти переменные должны соответствовать максимальным уровням давления, установленным для платформы. Поиск оптимальной комбинации — это в основном процесс проб и ошибок, и на его выполнение могут уйти годы.Новые патроны со значительно новой внутренней баллистикой часто приводят к появлению новых порохов, разработанных для достижения максимальной производительности; Примерами этого являются Accurate Arms 2230, разработанный для использования в .223 Remington, и № 9, разработанный для использования в патронах для пистолета Magnum [1] [2].

Давление в зависимости от пройденного расстояния

На этом графике показаны различные кривые давления для порошков с разной скоростью горения. Крайний левый график такой же, как и большой график выше. На среднем графике показан порошок со скоростью горения на 25% выше, а на крайнем правом графике показан порошок со скоростью горения на 20% медленнее.

Использование слишком быстрого порошка создает разрушительный скачок давления, который обычно имеет очень короткую продолжительность. Использование слишком медленного порошка приводит к снижению энергии и оставляет много несгоревшего порошка.

Пик и площадь

Энергия определяется как сила, действующая на расстоянии; Например, работа, необходимая для поднятия веса в один фунт, на один фут против силы тяжести, определяет фунт-фут энергии (поднятие одного ньютона на один метр дает один ньютон-метр энергии, называемый одним джоуль).Если бы мы изменили график, чтобы отразить давление как функцию расстояния, площадь под этой кривой была бы полной энергией, переданной пуле. Из этого можно видеть, что способ увеличить энергию пули — это увеличить площадь под этой кривой, либо увеличивая среднее давление, либо увеличивая расстояние, на которое пуля движется под давлением (другими словами, удлиняя ствол).

Выгорание пороха

Еще один вопрос, который следует учитывать при выборе скорости горения пороха, — это время, необходимое пороху для полного сгорания по сравнению свремя нахождения пули в стволе. Поскольку скорость горения порошков на основе нитроцеллюлозы увеличивается с увеличением давления, это взаимодействие может быть очень трудным для угадывания и требует тщательного тестирования с постепенными изменениями. Внимательно посмотрев на левый график, можно увидеть изменение кривой примерно на 0,8 мс. Это момент, когда порошок полностью сгорает и новый газ не образуется. У более быстрого порошка выгорание происходит раньше, а у более медленного — позже. Горючее, которое не сгорает, когда пуля достигает дульного среза, расходуется впустую — оно не добавляет энергии пуле, но увеличивает отдачу и дульный взрыв.Для максимальной мощности порох должен гореть до дула.

Поскольку бездымный порох горит, а не детонирует, реакция может происходить только на поверхности пороха. Бездымные порохи бывают разных форм, которые служат для определения скорости их горения, а также того, как скорость горения изменяется при горении пороха. Самая простая форма — это порошок в виде шариков, который имеет форму круглых или слегка приплюснутых сфер. Шариковый порошок имеет сравнительно небольшое отношение площади поверхности к объему, поэтому он горит сравнительно медленно, и по мере горения площадь его поверхности уменьшается.Это означает, что по мере горения порошка скорость горения замедляется.

В некоторой степени это может быть компенсировано использованием антиадгезионного покрытия на поверхности порошка, которое снижает начальную скорость горения и выравнивает скорость изменения. Порошки для мячей обычно представлены в виде медленных пистолетных порохов или быстрых порохов для ружей.

Чешуйчатые порошки имеют форму плоских круглых чешуек с относительно высоким отношением площади поверхности к объему. Чешуйчатые порохи имеют почти постоянную скорость горения и обычно представлены в виде порохов для быстрого пистолета или дробовика.Последняя распространенная форма — это экструдированный порошок, имеющий форму цилиндра, иногда полого. Экструдированные порошки обычно имеют более низкое отношение нитроглицерина к нитроцеллюлозе и часто горят постепенно, то есть горят быстрее, чем горят. Экструдированные порошки обычно представляют собой ружейные порохи от среднего до медленного действия.

Проблемы с дульным давлением

Из графиков давления видно, что остаточное давление в стволе на выходе пули довольно высокое, в данном случае более 16 кПи / 110000 кПа./ 1100 бар. Хотя удлинение ствола или уменьшение количества порохового газа уменьшит это давление, это часто невозможно из-за проблем с размером огнестрельного оружия и минимально необходимой энергией. Орудия для ближней стрельбы обычно имеют патроны калибра 22 Long Rifle или .22 Short, которые имеют очень маленькую емкость пороха и небольшое остаточное давление. Когда для стрельбы на дальние дистанции, охоты или использования противопехотных средств требуется более высокая энергия, высокое дульное давление становится неизбежным злом. Такое высокое дульное давление сопровождается повышенной вспышкой и шумом от дульного взрыва, а из-за использования больших пороховых зарядов — более высокой отдачей.Отдача включает реакцию, вызванную не только пулей, но и массой пороха (остаточные газы, действующие как выхлоп ракеты).

Общие проблемы

Диаметр ствола и передача энергии

Огнестрельное оружие во многих отношениях похоже на поршневой двигатель на рабочем такте. Имеется определенное количество газа под высоким давлением, и энергия извлекается из него, заставляя газ перемещать поршень — в этом случае снаряд является поршнем. Рабочий объем поршня определяет, сколько энергии может быть извлечено из данного газа.Чем больший объем перемещается поршнем, тем ниже давление выхлопа (в данном случае дульное давление). Любое остаточное давление в дульной части или в конце рабочего такта двигателя означает потерю энергии.

Чтобы извлечь максимальное количество энергии, рабочий объем должен быть максимальным. Это можно сделать одним из двух способов — увеличить длину ствола или увеличить диаметр снаряда. Увеличение длины ствола линейно увеличивает рабочий объем, а увеличение диаметра увеличивает рабочий объем как квадрат диаметра.Поскольку длина ствола ограничена практическими соображениями относительно длины руки для винтовки и намного короче для ручного огнестрельного оружия, увеличение диаметра ствола является нормальным способом повышения эффективности патрона. Предел диаметра ствола — это обычно плотность сечения снаряда (см. Внешнюю баллистику). Пули большего диаметра и того же веса обладают гораздо большим сопротивлением, поэтому они быстрее теряют энергию после выхода из ствола. Как правило, в большинстве пистолетов используются пули от .355 (9 мм) до.45 (11,5 мм), в то время как большинство винтовок обычно имеют калибр от 0,223 (5,56 мм) до 0,32 (8 мм). Конечно, есть много исключений, но пули в указанных диапазонах обеспечивают наилучшие универсальные характеристики. Пистолеты используют пули большего диаметра для большей эффективности в коротких стволах и допускают потерю скорости на больших дистанциях, поскольку пистолеты редко используются для стрельбы на большие расстояния. Пистолеты, предназначенные для стрельбы на дальние дистанции, обычно ближе к укороченным винтовкам, чем к другим пистолетам.

Отношение метательного заряда к массе снаряда

Другой проблемой при выборе или разработке патрона является отдача. Отдача — это не только реакция выпущенного снаряда, но и порохового газа, который выйдет из ствола со скоростью даже выше, чем у пули. Для пистолетных патронов с крупными пулями и небольшими пороховыми зарядами (например, 9×19 мм можно использовать 5 гран (320 мг) пороха, а для пули 115 гран (7,5 г)), это несущественная сила; для винтовочного патрона (А.22-250 Remington, используя 40 гран (2,6 г) пороха и пулю 40 гран (2,6 г)), пороховой заряд может обеспечить большую часть силы отдачи.

Есть решение проблемы отдачи, хотя и не без затрат. Дульный тормоз или компенсатор отдачи — это устройство, которое перенаправляет пороховой газ на дульный срез, обычно вверх и назад. Это действует как ракета, толкая дуло вперед и вниз. Толчок вперед помогает нейтрализовать ощущение отдачи снаряда, вытягивая огнестрельное оружие вперед.С другой стороны, толчок вниз помогает противодействовать вращению, вызываемому тем фактом, что у большинства огнестрельного оружия ствол установлен над центром тяжести. Открытые боевые орудия, крупнокалиберные винтовки с большой мощностью, дальнобойные пистолеты под патроны винтовок и боевые пистолеты, предназначенные для точной скорострельной стрельбы, — все они имеют дульные тормоза.

В высокомощном огнестрельном оружии дульный тормоз используется в основном для уменьшения отдачи, что снижает броски стрелка из-за сильной отдачи.Пистолеты для боевой стрельбы перенаправляют всю энергию вверх, чтобы противодействовать вращению отдачи, и делают последующие выстрелы быстрее, оставляя пистолет на цели. Недостатком дульного тормоза является более длинный и тяжелый ствол, а также большое увеличение уровня шума и вспышки за дульным срезом винтовки. Стрельба из огнестрельного оружия без дульных тормозов и без средств защиты органов слуха может в конечном итоге повредить слух оператора; однако стрельба из винтовок с дульным тормозом — со средствами защиты органов слуха или без них — приводит к необратимому повреждению ушей. [3] (Подробнее о недостатках дульных тормозов см. В дульном тормозе.)

Отношение пороха к массе снаряда также затрагивает вопрос эффективности. В случае .22-250 Remington больше энергии уходит на движение порохового газа, чем на движение пули. .22-250 платит за это, требуя большого гильзы с большим количеством пороха, и все это дает довольно небольшой выигрыш в скорости и энергии по сравнению с другими патронами .22 калибра.

Точность и характеристики ствола

Почти все малокалиберное огнестрельное оружие, за исключением дробовика, имеет нарезные стволы.Нарезы придают пуле вращение, что предотвращает ее кувырок в полете. Нарезы обычно имеют форму канавок с острыми краями, нарезанных в виде спиралей вдоль оси канала ствола, числом от 2 до 16. Области между бороздками известны как земли.

Другая система, многоугольные нарезы, придает стволу многоугольное поперечное сечение. Полигональные нарезы не очень распространены, их используют всего несколько европейских производителей. Компании, использующие многоугольные нарезы, заявляют о большей точности, меньшем трении и меньшем накоплении свинца и / или меди в стволе.Однако в большинстве соревновательного огнестрельного оружия используются традиционные нарезы с плоскими и желобчатыми нарезами, поэтому преимущества многоугольных нарезов не доказаны.

Существует три распространенных способа нарезания нарезов ствола и одна новая технология:

  • Самым простым является использование одноточечной фрезы, протягиваемой по каналу ствола машиной, которая тщательно контролирует вращение режущей головки относительно ствола. бочка. Это самый медленный процесс, но, поскольку он требует самого простого оборудования, он часто используется оружейными мастерами по индивидуальному заказу и может привести к получению исключительно точных стволов.
  • Следующий метод — нарезка пуговичных нарезов. В этом методе используется матрица с негативным изображением нарезов. Эта матрица опускается по стволу при осторожном вращении и обжимает внутреннюю часть ствола. Это «прорезает» все канавки сразу (на самом деле это не режет металл), и поэтому выполняется быстрее, чем нарезание нарезов. Противники утверждают, что процесс оставляет значительное остаточное напряжение в стволе, но мировые рекорды были установлены для стволов с пуговичной нарезкой, так что опять же нет явного преимущества.
  • Последний распространенный метод — ковка с молотком. В этом процессе расточенный ствол небольшого размера помещается вокруг оправки, которая содержит негативное изображение всей длины нарезного ствола. Ствол и оправка вращаются и забивают молотками, которые образуют внутреннюю часть ствола одновременно. Это самый быстрый (и, в конечном итоге, самый дешевый) метод изготовления ствола, но оборудование слишком дорогое для всех, кроме крупнейших производителей оружия. Стволы из кованых молотков производятся строго серийно, поэтому они, как правило, не обладают высокой точностью в том виде, в котором они были произведены, но при некоторой осторожной ручной работе их можно заставить стрелять намного лучше, чем способно большинство стрелков.
  • Новая технология, применяемая при производстве стволов, — это электрическая обработка в форме электроэрозионной обработки (EDM) или электрохимической обработки (ECM). Эти процессы используют электричество для эрозии материала, процесс обеспечивает стабильный диаметр и очень гладкую поверхность с меньшим напряжением, чем другие методы нарезки нарезов. EDM очень дорогостоящий и в основном используется в крупнокалиберной пушке с длинным стволом, где традиционные методы очень трудны [3], в то время как ECM используется некоторыми мелкими производителями стволов [4].

Назначение ствола — обеспечить надежное уплотнение, позволяющее пуле разгоняться до постоянной скорости. Он также должен придавать правильное вращение и выпускать пулю равномерно, идеально концентрично относительно канала ствола. Остаточное давление в канале ствола должно сбрасываться симметрично, чтобы ни одна сторона пули не получала большего или меньшего толчка, чем остальная часть. Дульная часть ствола является наиболее важной частью, так как это часть, которая контролирует выпуск пули.Некоторые патроны кольцевого воспламенения и пневматические ружья на самом деле имеют небольшое сужение, называемое чок, в стволе у ​​дульного среза. Это гарантирует, что пуля надежно удерживается непосредственно перед выпуском.

Чтобы сохранить хорошую герметичность, канал ствола должен быть очень точным, постоянного диаметра или иметь небольшое уменьшение диаметра от казенной части к дульной части. Любое увеличение диаметра канала ствола позволит пуле сместиться. Это может привести к утечке газа мимо пули, влияющей на скорость, или к опрокидыванию пули, так что она больше не будет идеально совмещена с каналом ствола.Высококачественные стволы притираются, чтобы удалить любые сужения в канале ствола, которые могут вызвать изменение диаметра.

В процессе притирки, известном как «огнестойкая притирка», используется свинцовая «пробка», которая немного больше диаметра отверстия и покрыта мелкозернистым абразивным составом для вырезания перетяжек. Пуля проходит от казенной части к дульной части, так что, встречая сужения, он срезает их и не режет на участках, превышающих сужение. Выполняется много проходов, и по мере того, как отверстие становится более однородным, используются более мелкие сорта абразивной смеси.В результате получается зеркально гладкий ствол с ровным или слегка сужающимся каналом ствола. В технике ручной притирки используется деревянный или мягкий металлический стержень для вытягивания или проталкивания пули через канал ствола, в то время как в более новой технике притирки используются специально заряженные маломощные патроны для проталкивания покрытых абразивом пуль из мягкого свинца в ствол. .

Еще одна проблема, которая влияет на удержание пули стволом, — это нарезы. Когда пуля выстреливается, она попадает в нарезы, которые разрезают или «выгравируют» поверхность пули.Если нарезы представляют собой постоянную скручивание, тогда нарезы проходят в пазах, выгравированных на пуле, и все надежно и герметично. Если нарезка имеет уменьшающуюся закрутку, то изменение угла нарезов в выгравированных канавках пули приводит к тому, что нарезы становятся уже, чем канавки. Это позволяет газу пролетать мимо и ослабляет удержание пули на стволе. Однако при увеличении скручивания нарезы станут шире канавок в пуле, сохраняя при этом уплотнение.Когда для ружья выбрана заготовка с нарезным стволом, тщательное измерение неизбежных отклонений при изготовлении может определить, изменяется ли крутка нарезов, и поставить конец с более высокой круткой на дульном срезе.

Дульная часть ствола — последнее, что касается пули, прежде чем она перейдет в баллистический полет, и как таковая имеет наибольший потенциал для нарушения полета пули. Дульный срез должен обеспечивать симметричный выход газа из ствола; любая асимметрия вызовет неравномерное давление на основание пули, что нарушит ее полет.Дульный конец ствола называется «короной», и обычно он скошен или утоплен для защиты от ударов или царапин, которые могут повлиять на точность стрельбы. Признаком хорошей короны будет симметричный звездообразный узор на дульном конце ствола, образованный отложением сажи при выходе пороховых газов из ствола. Если звезда неровная, то это признак неровной короны, неточного ствола.

Прежде чем ствол сможет последовательно выпускать пулю, он должен последовательно удерживать пулю.Часть ствола между тем местом, где пуля выходит из патрона и входит в нарезку, называется «горловиной», а длина горловины — «свободным каналом». В некотором огнестрельном оружии свободный канал ствола практически отсутствует — действие дутья патрона заставляет пулю попасть в нарезы. Это обычное явление для маломощных винтовок с кольцевым воспламенением. Размещение пули в нарезке обеспечивает быстрый и стабильный переход между патроном и нарезкой. Обратной стороной является то, что патрон прочно удерживается на месте, и попытка извлечь необожженный патрон может быть затруднена, вплоть до того, что в крайних случаях пуля даже вытащится из патрона.

У мощных патронов есть дополнительный недостаток короткого ствола. Чтобы выгравировать пулю, требуется значительное усилие, и это дополнительное сопротивление может немного поднять давление в патроннике. Чтобы смягчить этот эффект, более мощные винтовки, как правило, имеют больший свободный ствол, так что пуля может получить некоторый импульс, а давление в патроннике может немного снизиться до того, как пуля войдет в нарезку. Обратной стороной является то, что пуля попадает в нарезы уже в движении, и любое небольшое смещение может привести к опрокидыванию пули, поскольку она входит в нарезку.Это, в свою очередь, будет означать, что пуля не выходит из ствола соосно. Количество ствола зависит как от ствола, так и от патрона. Изготовитель или оружейник, выполняющий резку патронника, определит расстояние между горловиной гильзы и нарезкой. Установка пули дальше вперед или назад в патроне может уменьшить или увеличить количество свободного ствола, но только в небольшом диапазоне. Тщательное тестирование с помощью заряжающего боеприпаса может оптимизировать количество свободного ствола для максимальной точности, сохраняя при этом пиковое давление в определенных пределах.

Список литературы

Внутренняя баллистика — обзор

Раздел (I)

Примерный метод расчета максимальной высоты, достигаемой ракетой, приводимой в движение порохом, был разработан Р. Х. Годдардом [1] . Для упрощения анализа предполагалась непрерывная потеря массы, и проблема была сформулирована таким образом, что была определена минимальная масса топлива, необходимая для подъема одного фунта массы в конце полета на любую желаемую высоту. Однако, если используется мощный порох, скорость горения настолько высока, что движущее действие происходит мгновенно.Таким образом, на ракету действует импульс, а не постоянная тяга.

Таким образом, в следующем анализе предполагается, что движущая сила является импульсной силой, т. Е. Сила действует в течение такого короткого промежутка времени, что ракета не меняет своего положения во время приложения силы, хотя его скорость и его импульс претерпевают конечные изменения. Если процесс горения движителя происходит при постоянном объеме, это предположение оправдано.Кроме того, изучение внутренней баллистики стрелкового оружия показывает, что период между воспламенением порохового заряда и попаданием пули в конец двухфутового ствола составляет порядка 14 десятитысячных секунды. Если газы не сдерживаются и их путь через камеру сгорания и сопло будет намного короче, как в случае с ракетным двигателем, можно ожидать еще более коротких периодов действия.

Предполагая, что движущая сила действует как импульс, движение ракеты можно рассчитать по третьему закону Ньютона, который гласит, что импульсы между двумя телами равны и противоположны.Следовательно, приравняв импульс выхлопных газов к импульсу, сообщаемому ракете, используя величины, определенные в списке обозначений и ссылаясь на рис. 4.1, можно записать следующее соотношение для полета в вакууме

(4.1) λwg0c = Wrg0Δυr

, где

λ = 1 − k

и

(4.2) Wr = W0 − rw

Или

(4.3) Δυr = wλcW0 − rw = ζ′1λcN (11 − rζ′1N)

где

ζ′1 = wNW0 = ζ1λ

В интервале между импульсами Δ t, скорость уменьшается под действием силы тяжести, так что в конце r -го интервала скорость ракеты будет

(4.4) υ′r = υr − g0Δt = υ′r − 1 + Δυr − g0Δt

Следовательно,

(4.5) υ′r = ∑s = 1s = rΔυs − rg0Δt

Подставляя Δ υ с , из уравнения. (4.4)

(4.6) υ′r = ζ′1λcN∑s = rs = r11 − s (ζ′1N) −rg0Δt

Или

υ′r = ζ′1λcNS1 − rg0Δt

, где

S1 = ∑s = 1s = r11 − s (ζ′1N)

Высота, набранная за каждый интервал, будет представлена ​​площадью под кривой скорости в интервале, или

(4.7) h′r − hr = υ ′ rΔt + 12g0 (Δt) 2

Следовательно, в конце интервала N , который является концом полета с двигателем, высота будет

HP0 = ∑r = 1r = Nυ′rΔt + N2g0 (Δt ) 2

Подставляя вместо υ ′ r его значение в уравнении.(4.6)

(4.8) HP0 = ∑r = 1r = NΔt {ζ′1λcN∑s = 1s = r11 − s (ζ′1N) −rg0Δt} + N2g0 (Δt) 2 = ζ′1λcNΔt∑r = 1r = NN + 1 − r1 − r (ζ′1N) −g0 (Δt) 2∑r = 1r = N (r − 12) = ζ′1λcNΔtS2 − N22g0 (Δt) 2

, где

S2 = ∑r = 1r = NN + 1 − r1 − r (ζ′1N)

Максимальная достигнутая высота будет суммой высоты в конце полета с двигателем и высоты, пройденной во время движения накатом, или

(4.9) Hmax0 = HP0 + HC0 = HP0 + Vmax022g0

Чтобы вычислить максимальную высоту, сначала нужно оценить суммы S 1 и S 2 .Учитывая, что

11 − s (ζ′1N) = ∫0∞e − x [1 − s (ζ′1N)] dx

S 1 можно записать в виде

S1 = ∫0 ∞e − x∑s = 1s = r (exζ′1N) sdx = ∫0∞e − xexζ′1N − e (r + 1) ζ′1N1 − exζ′1Ndx

Положив x = Nyζ′1, полученный выше интеграл становится

(4.10) S1 = −Nζ′1∫0∞e − Nyζ′1 (1 − ery1 − e − y) dy = Nζ′1 {ψ (Nζ′1) −ψ (Nζ′1 − r) }

, где ψ (z) = ddz {log − Γ (z)}, так называемая пси-функция [7 , 8] . Точно так же S 2 можно суммировать как

(4.11) S2 = Nζ′1 {N− [Nζ′1− (N + 1)] [ψ (Nζ′1) −ψ (Nζ′1 − N)]}

Подставляя уравнения. (4.10) и (4.11) в уравнения. (4.6) и (4.8), а затем в уравнение. (4.9) наконец

(4.12) Hmax0 = λ2c22g0Ψ2 − λcn {(Nζ′1−1) Ψ − N}

, где

n = 1ΔtandΨ = ψ (Nζ′1) −ψ (Nζ′1 − N)

Для удобства расчета на рис. 4.2 величина Ψ нанесена на график относительно N для различных значений ζ ′ 1 .

Рис. 4.2.

Легко показать, что когда N = 1

Ψ = ζ′11 − ζ′1

, так что уравнение.(4.12) сводится к

(4.12a) Hmax0 = λ2c22g0 (ζ′11 − ζ′1) 2

Кроме того, при N → ∞, Ψ → — log (1 — ζ ′ 1 ), таким образом, уравнение . (4.12) сводится к

(4.12b) Hmax0 = λ2c22g0 {[log (1 − ζ′1)] 2 + ζ′1 + log (1 − ζ′1) a0g0 + 1}

, где

(4.12 в) a0 = ζ′1Nnλc − g0 = nwλcW0 − g0

Величину a 0 можно рассматривать как начальное ускорение ракеты, если N → ∞. Интересно отметить, что уравнение. (4.12b) — это уравнение, полученное Малиной и Смитом [6] для расчета максимальной высоты ракеты постоянной тяги, как и ожидалось.

На рисунке 4.3 показано изменение Hmax0g0 / (λ2c2) с n λ c / g 0 для различных значений ζ ′ 1 и четырех значений N. Эти кривые показывают, что когда общее количество импульсов N, становится больше 100, максимальная достигнутая высота незаметно изменяется за счет увеличения числа.

Рис. 4.3. Hmax.g0λ2c2 = 12Ψ2−1nλcg0 [(Nζ′1−1) Ψ − N]

Здесь необходимо обсудить сходство, существующее между ракетой, приводимой в движение последовательными импульсами, и ракетой, приводимой в движение постоянной тягой.Первый теряет не только массу пороха, но и контейнеры для отдельных зарядов. Разница в воздействии на ракету топлива и его контейнеров состоит в том, что топливо имеет эффективную скорость истечения c, , в то время как выброшенные контейнеры покидают ракету без заметной скорости. Однако тяговое действие останется прежним, если весь патрон, то есть метательный заряд и его контейнер, рассматривать полностью как метательное топливо, но оставлять двигатель с пониженной эффективной скоростью истечения λ c. Ракета, приводимая в движение постоянной тягой, теряет только массу, равную переносимому топливу, поэтому ее можно назвать эквивалентной ракете «последовательных импульсов», если ее эффективная скорость истечения и общая масса топлива равны соответственно приведенному скорости истечения и сумме масс всех контейнеров ракеты «последовательных импульсов». Другими словами, c равно λ c , а ζ равно ζ ′ 1 .

В таблице 4.1, высоты для четырех случаев были рассчитаны, чтобы проиллюстрировать влияние скорости выхлопного газа и общего количества импульсов, подаваемых ракете, отношение веса которой ζ ‘ 1 составляет 0,70. Следует отметить, что для полета в вакууме большая высота будет достигнута, если будет использовано меньшее количество импульсов. В нижней части таблицы показана максимальная высота, достигаемая эквивалентной ракетой с «постоянной тягой» для тех же четырех случаев с начальным ускорением, заданным формулой. (4.12c).Тесное соответствие между максимальной высотой, достигаемой при использовании последовательных импульсов, когда общее количество импульсов превышает 100, и высотой, достигаемой при использовании постоянной тяги, упрощает решение проблемы уменьшения ускорения свободного падения с высотой и позволяет прогнозировать для полет с сопротивлением воздуха должен основываться на результатах, полученных для ракеты, приводимой в движение постоянной тягой (см. ссылку 6). Эти проблемы рассматриваются в следующих разделах.

Таблица 4.1.

Последовательные импульсы Hmax0 = λ2c2g0 {12Ψ2−1nλcg0 [(Nζ′1−1) Ψ − N]}
10663 4 6
Корпус λ

35 ζ ζ ζ 1

N n Импульсов в секунду. H max0 футов
1 10 000 0,70 326 3 1 472 000
1066 90 000 0,092 1 686 000
3 7 000 0,70 326 3 560 000
7 000 0,70092 676 000
Постоянная тяга Hmax0 = c2g0 {12 [log (1 − ζ)] 2 + 1a0g0 + 1 [log (1 − ζ) + ζ]}
32625 9066
Корпус фут / с c ζ a 0 H max0 фут
1 9028 9066 9028 9066 1 468 000
2 10 000 0.70 32,2 1 468 000
3 7 000 0,70 12,9 555 000
4 7 000 9066 9029 0,70 906 9030

(PDF) Внутреннее и переходное баллистическое решение для сферических и прогнозируемых порохов и проверка экспериментальными результатами

 универсальная газовая постоянная

Газовая постоянная RG

QB удельная теплоемкость пороха

QK тепловые потери

т время

тз глубина нарезов

T температура

T0 начальная температура

U скорость снаряда

Вт (x) единичная потеря энергии из-за трения

Wd энергия, используемая для вращения снаряда

x местоположение снаряда в ствол

z Отношение массы сгоревшего пороха к начальной массе пороха 90 003

Объем за снарядом

Объем камеры сгорания ВБ

Греческие символы

Толщина стенки

отношение теплоемкостей

‘измеренное отношение удельной теплоемкости

( z) функция формы топлива

объем дымовых газов

плотность топлива

пьезопьезометрическая эффективность

b баллистическая эффективность

ВВЕДЕНИЕ Конструкция пистолета

основной интерес для защитников

, так как порох был обнаружен много веков назад.Итак,

любая разработка по этому вопросу по-прежнему имеет большое значение

. Основным моментом в этом исследовании является выяснение отношений

между внутренними баллистическими параметрами и оптимизация

ствола нового орудия для новых систем вооружения в рамках разработки

. Внутренняя баллистика — это наука, изучаемая по

до разработки оружия, которое перебрасывает полезный материал

из одной точки в другую.В классическом оружии химическая энергия пороха

преобразуется в кинетическую энергию в

, чтобы преодолеть силы сопротивления движению

снаряда в стволе и ускорить снаряд

до желаемого уровня скорости. на дульной части ствола. Основные цели

для решения внутренних баллистических проблем — это

, чтобы получить желаемую начальную скорость, не повредив оружие

из-за избыточного внутреннего давления в стволе, и доставить

снарядов того же типа к определенной цели с последовательными

снарядами. Метательные заряды

для тяжелого вооружения или

с гильзой

для легкого вооружения с высокой точностью и рассеиванием.

Некоторые исследования по внутренней баллистике сосредоточены на

химическом и механическом строении порохов, которые

являются основными параметрами для внутренней баллистики; большая часть из

других исследований была проведена для решения внутренних баллистических уравнений

(Résal 1864, Corner 1950, AMCP

1964). Практические приложения для внутренней баллистики, такие как метод

Валлье-Гейденрайха, также были хорошо изучены

в течение последних пятидесяти лет (Озтюрк 1981, Акчай 1992).Примерно

основных подходов, таких как метод градиента Лагранжа и

, общие соображения по внутренней баллистике —

, обобщенные в литературе (Carlucci et al., 2007). Подробно рассмотрены роль

экзотермических газофазных реакций за снарядом,

осложнений процессов горения топливных элементов на основе нитроцеллюлозы и нитрамина

, проблемы воспламенения

твердого топлива

(Summerfeld et al., 1986). Внутренняя баллистика составляет в основном

, основанную как на термодинамике, так и на гидродинамике, и некоторые модели

, основанные на термодинамике, разработаны для того, чтобы

прогнозировать изменение давления во времени в камере сгорания и

скорость снаряда в стволе для оружия малого калибра.

(Celens, 1986). Аналогичная модель была также разработана для прогноза

давления и скорости в стволе для оружия малого и

большого калибра (Akçay, 1981).

Конструкция ружья и его ствол требуют зависящей от времени

истории давления и температуры в стволе не только в течение

внутреннего баллистического периода, но также и в течение переходного

баллистического периода. Переходная баллистика охватывает события

между периодом внутренней баллистики и периодом внешней баллистики

. Он начинается в момент вылета снаряда из дульного среза ствола

и заканчивается, когда давление в стволе

становится равным атмосферному.Переходная баллистика

была тщательно изучена для того, чтобы уменьшить дульный срыв

, эффект взрыва и предсказать его влияние на начальную скорость снаряда

(Мур, 1974). Установлено, что увеличение скорости снаряда на

во время промежуточного баллистического периода

составляет порядка одной тысячи от начальной скорости, которой можно пренебречь

по сравнению с изменениями скорости

, произошедшими из-за другой конструкции снаряда. допуски

(Trebinski et al., 2015). В любом из вышеперечисленных исследований упоминается важность переходной баллистики

для конструкции оружия.

Вычислительные усилия и развитие методов численного моделирования

были увеличены в течение последних двух

десятилетий, и были выполнены более сложные решения по внутренней баллистике

, такие как проблемы двухфазного потока в стволах пистолета

, которые моделируются с готовыми к использованию программами динамики Fluid

(Bougamra et al., 2014). Было проведено

теоретических и экспериментальных исследований по внутренней баллистике

. Они проигнорировали некоторые параметры, такие как совместный объем пороха

и силу трения между стволом

и снарядом, и они не смогли различить давление в камере сгорания

и базовое давление у снаряда

, движущегося вдоль ствола. Они сравнили свои результаты

с полуэмпирическими методами, которые требуют заранее

максимального давления газа и начальной скорости

(Cronemberger et al., 2015). Фактически, основными целями внутреннего баллистического решения

являются правильное предсказание полных внутренних баллистических параметров

, включая базовое давление

и скорость снаряда по стволу в зависимости от времени

без пренебрежения ни одним из входных параметров ствол

, снаряд, воспламенитель и метательный заряд. Внутренние баллистические параметры

, такие как температура и давление газов сгорания

, использовались для выполнения анализа напряжения ствола (Şenturk A.

и др., 2016). Математическое моделирование внутренней баллистики

по-прежнему очень важно из-за высокой стоимости, большой продолжительности и технических трудностей

в конструкции нового прототипа оружия и боеприпасов

и экспериментальных установок для их испытаний.

В этой статье Кодекс внутренней баллистики AKÇAY

, созданный с 1977 года, был расширен для охвата промежуточного баллистического периода

, который необходимо было исследовать

не только для того, чтобы увидеть его влияние на дульный срез, взрыв

Эффект

и начальная скорость, а также вклад в силу отдачи

для разработки цилиндров отдачи и рекуператора для большой баллистики

| Британника

Баллистика , наука о движении, полете и ударе снарядов.Он разделен на несколько дисциплин. Внутренняя и внешняя баллистика, соответственно, имеют дело с движением и полетом снарядов. Переход между этими двумя режимами называется промежуточной баллистикой. Терминальная баллистика касается удара снарядов; в отдельную категорию входят ранения личного состава.

Пушка и ракетный двигатель являются типами тепловых двигателей, частично преобразующих химическую энергию пороха в кинетическую энергию снаряда.Пропелленты отличаются от обычных видов топлива тем, что для их сжигания не требуется атмосферный кислород. В ограниченном объеме производство горячих газов горящим порохом вызывает повышение давления. Давление приводит в движение снаряд и увеличивает скорость горения. Горячие газы имеют тенденцию разъедать канал ствола пушки или горловину ракеты.

Подробнее по этой теме

Военная техника: Усовершенствования в баллистике

Позднесредневековые и ранние современные артиллеристы предпочитали крупнозернистый порох для пушек, среднезернистый порох для плеч и мелкозернистый порох…

При воспламенении порохового заряда в камере пушки дымовые газы задерживаются выстрелом, поэтому давление возрастает. Выстрел начинает двигаться, когда давление на него преодолевает сопротивление движению. Давление продолжает повышаться в течение некоторого времени, а затем падает, в то время как выстрел ускоряется до высокой скорости. Быстро горящий порох вскоре исчерпывается, и со временем выстрел выбрасывается из дульного среза: были достигнуты дульные скорости до 15 километров (9 миль) в секунду.У безоткатного оружия газ выпускается через заднюю часть патронника, чтобы противодействовать силе отдачи.

За взрывом-предвестником, который предшествует выходу выстрела, следует основной взрыв, поскольку сжатые газы после выстрела выпускаются. Выстрел ненадолго прерывается из-за быстрого оттока газа, что может привести к серьезному рысканию. Взрывная ударная волна, распространяющаяся наружу со скоростью большей, чем скорость звука, воспринимается как стрельба. Тепло, выделяемое возле дульного среза, вызывает вспышку, которая в больших ружьях сопровождается пламенем.К дульному срезу могут быть прикреплены устройства для подавления взрыва и вспышки путем рассеивания ударных волн, и они могут уменьшить отдачу, отклоняя истечение.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Траектория — это траектория выстрела, подверженная действию сил тяжести, сопротивления и подъемной силы. Под действием только силы тяжести траектория становится параболической. Перетаскивание замедляет движение по траектории. Ниже скорости звука сопротивление примерно пропорционально квадрату скорости; обтекаемость хвостовой части выстрела эффективна только на этих скоростях.На больших скоростях из носовой части выстрела исходит коническая ударная волна. Сопротивление, которое во многом зависит от формы носа, меньше всего для точных выстрелов. Сопротивление можно уменьшить, выпуская газы из горелки в хвостовой части.

Хвостовое оперение может использоваться для стабилизации снарядов. Стабилизация вращения, обеспечиваемая нарезкой, вызывает гироскопическое колебание в ответ на аэродинамические силы опрокидывания. Недостаточное вращение позволяет кувыркаться, а слишком большое предотвращает опускание носовой части выстрела при движении по траектории.Дрейф выстрела возникает из-за подъемной силы, вызванной рысканием, метеорологическими условиями и вращением Земли.

Ракеты двигаются за счет импульса истечения газа. Двигатель сконструирован таким образом, что создаваемое давление во время горения остается почти постоянным. Ракеты с плавниковой стабилизацией чувствительны к боковому ветру, так как возникающее рыскание вызывает смещение тяги. Два или более сопла двигателя, отклоненных от линии полета, могут обеспечить стабилизацию вращения.

Мишени обычно бывают твердыми и называются толстыми или тонкими в зависимости от того, влияет ли на удар выстрела находящийся под ними материал.Проникновение происходит, когда интенсивность ударного напряжения превышает предел текучести объекта; он вызывает вязкое и хрупкое разрушение тонких мишеней и гидродинамическое течение материала в толстых мишенях. Выстрел может потерпеть неудачу во время удара. Полное проникновение через цель называется перфорацией. Улучшенные бронебойные проникающие средства либо взрывают раздавленную взрывчатку по цели, либо взрывают струю металла на ее поверхность.

Баллистика ран в основном связана с механизмами и медицинскими последствиями травм, вызванных пулями и осколками взрывного действия.При проникновении импульс, передаваемый окружающим тканям, создает большую временную полость. Степень местного повреждения зависит от размера переходной полости. Данные свидетельствуют о том, что физическая травма пропорциональна кубу скорости снаряда, его массе и площади поперечного сечения. Таким образом, поражающая способность пули увеличивается из-за кувырка или образования грибов при ударе. Дальнейшее повреждение часто вызывается быстро движущимися фрагментами поврежденной кости. Исследования бронежилетов направлены на предотвращение проникновения снарядов и минимизацию травм.

Баллистика 101: Что такое давление?

Натаниэль Ф.
Изначально эта статья появилась в блоге Firearm.

Две величины, которые важны для конструкции стрелкового оружия: давление и тяга болта . Последнее мы обсудим в одной из следующих статей, но сегодня мы обсудим давление и то, почему оно важно как для характеристик пули на дальности полета, так и для конструкции механизма огнестрельного оружия.

С точки зрения физики, давление — это просто средняя сила, приложенная перпендикулярно к поверхности на единицу площади этой поверхности. Лучший способ передать это значение — подумать о воздушном шаре. Достаю воздушный шарик из упаковки, он вялый и безударный. Однако заполните его воздухом и давление внутри возрастет. Наполни его слишком много — и он лопнет!

Когда выстреливает, действует аналогичный эффект.Так же, как внутри воздушного шара или в бутылке шампанского, после воспламенения патрона давление действует во всех направлениях. Часть этого давления действует на основание пули, толкая ее вперед. Точно так же давление также толкает назад на , к головке гильзы и лицевой стороне казенной части. В обоих случаях давление действует на область, и поэтому сила, действующая либо на головку гильзы, либо на пулю, пропорциональна площади максимального внутреннего диаметра гильзы и основания пули соответственно.Эти темы снова появятся, когда мы рассмотрим тяги болта и стреловидности , позже.

В ходе цикла стрельбы давление в огнестрельном оружии будет быстро увеличиваться, а затем уменьшаться более постепенно, и график этого изменения давления для определенного заряда боеприпасов называется его кривой давления . В ходе кривой давления наблюдается несколько примечательных моментов: они включают максимальное давление , которое является самым высоким уровнем давления на кривой, давление откупоривания , которое представляет собой давление, когда пуля выходит из контакта с нарезами. и — в случае оружия с газовыми системами — давление порта газа , которое представляет собой давление, когда газ поступает в порт газа.

Давление боеприпасов для огнестрельного оружия можно измерить в нескольких единицах: наиболее часто используемым в Соединенных Штатах является фунтов на квадратный дюйм (PSI), но все еще используются и старые медные единицы давления (CUP). В Европе распространено мегапаскалей (МПа), а также иногда бар или атмосфер . Важно отметить, что способ создания стандартов давления очень важен.Обычно картридж поддерживает предел максимального среднего давления (MAP), который представляет собой среднее значение максимального давления, измеренного для набора тестовых картриджей. Обратите внимание: способы проведения и измерения этих тестов могут сильно отличаться, поэтому рекомендуется сравнивать данные только из одного источника с данными из того же источника, даже если в данных используются одни и те же единицы измерения.

Для любителей стрельбы давление — важная информация, которую следует учитывать.Огнестрельное оружие производит огромных внутренних давлений. Для сравнения, надутый баллон имеет давление примерно 12-15 фунтов на квадратный дюйм. Закрытая бутылка шампанского имеет внутреннее давление около 80-90 фунтов на квадратный дюйм. Высокопроизводительный ракетный двигатель РД-180 — один из существующих ракетных двигателей с самым высоким давлением — используемый на первой ступени ракеты Атлас V для подъема грузов на орбиту, имеет рабочее давление почти 3900 фунтов на квадратный дюйм.

В отличие от этих, даже скромных.22 Long Rifle рассчитан на давление около 25000 фунтов на квадратный дюйм, и это нормально для современного винтовочного патрона, достигающего давления 60000 фунтов на квадратный дюйм или более!

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *