Внутренняя баллистика

Внутренняя баллистика призвана решать задачу - как пуле заданного веса и калибра придать наибольшую скорость, не превышая допустимого давления пороховых газов в канале ствола оружия.

ВЫСТРЕЛ - выбрасывание пули из канала ствола оружия энергией газов, образующихся при сгорании порохового заряда. В короткоствольном оружии происходит за 0, 0003 -,0005 секунд.

От удара бойка по капсюлю воспламеняется инициирующий состав, при этом луч пламени через затравочное отверстие в дне гильзы проникает к пороховому заряду, где происходит его зажжение, воспламенение, горение и образование пороховых газов. Под действием давления пороховых газов, снаряд врезается в нарезы ствола и разгоняется по его каналу. Образование пороховых газов должно идти таким образом, чтобы, несмотря на увеличение объема по мере движения пули по стволу, давление поддерживалось по возможности одинаковой величины (прогрессивное горение пороха). Покидая ствол, снаряд некоторое время увеличивает скорость под действием струи пороховых газов, истекающих из ствола, достигая максимальной скорости на некотором удалении от дульного среза.

Начальная скорость снаряда (пули) V₀ - это расчетная скорость поступательного движения снаряда (пули) у дульного среза ствола, которая определяется опытным путем и примерно на 1-2% больше дульной скорости и меньше максимальной.

Кроме основных причин, влияющих на скорость горения пороха (состав пороха, плотность заряжания, температура заряда, влажность) и как следствие на начальную скорость полета пули, скорость горения бездымного пороха и качество выстрела в большой мере зависят от качества срабатывания капсюля. Капсюль должен образовывать факел пламени определенной длины, температуры и продолжительности действия, объединяющихся термином " форс пламени ". Но капсюли, даже очень хорошего качества, могут не дать необходимого форса пламени при плохом ударе бойка. Для полноценной вспышки энергия удара должна быть 0,14 кг м. Но для полноценного воспламенения боевого вещества капсюля имеют значение также форма и величина бойка. При нормальном бойке и сильной боевой пружине вычищенного ударного механизма форс пламени капсюля постоянный и обеспечивает стабильное воспламенение порохового заряда. В иных случаях форс пламени различен (Рис 1), сгорание пороха неоднообразно, давление в стволе от выстрела к выстрелу меняется, и оружие начинает давать заметные "отрывы" вверх-вниз.

Рис 1. Форс пламени одинаковых капсюлей в разных условиях:
А - боек правильной формы и величины при необходимой энергии удара;
Б - очень острый и тонкий боек;
В - боек нормальной формы при малой энергии удара

Задача порохового заряда и ствола – разогнать пулю до необходимой полетной скорости и придать ей боевую энергию. Процесс происходит в несколько периодов (Рис. 2).

1. Пиростатический – от начала горения заряда до начала движения пули.

2. Форсирования – от начала движения пули до полного врезания ведущего пояска пули в нарезы.

В НСД они называются предварительным периодом.

3. Пиродинамический (первый или основной)– от начала движения пули по нарезам до полного сгорания пороха. Развитие: скорость пули минимальна - увеличение давления до максимального - увеличение скорости пули - снижение давления (т.к. увеличение запульного пространства).

4. Термодинамический (второй) – от момента полного сгорания пороха до момента вылета пули из канала ствола (спад давления, увеличение скорости пули). У короткоствольного оружия обычно отсутствует т. к. при малой длине ствола пороховой заряд полностью сгорать не успевает.

5. Последействия газов – от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия на нее пороховых газов. В конце периода пуля приобретает максимальную скорость.

Рис. 2. Периоды выстрела.

 

Следует отметить, что максимальные скорости несколько выше при наличии глушителя благодаря ускорению, придаваемому пуле в момент вылета из ствола и значительно меньшему количеству мелкой пыли и грязного воздуха, через который приходится пролетать пуле. Глушитель способствует значительному снижению количества грязного воздуха. Так называемый «грязный воздух» представляет собой облако турбулентности, создаваемое газами сгорания, сопровождающими пулю в момент вылета из ствола

 

ОТДАЧА ОРУЖИЯ

 

ОТДАЧА - движение оружия назад при выстреле.

Одна и та же сила, действуя на тела разной массы (веса), приводит их в движение со скоростью, прямо пропорционально их массе (механика). Если пренебречь реактивным действием пороховых газов на дульный срез, то можно сказать, что скорость отдачи во столько раз меньше начальной скорости пули, во сколько раз пуля легче оружия.

Энергия отдачи автоматического оружия, принцип действия которого основан на использовании энергии отдачи меньше, чем у неавтоматического или принцип действия которого основан на использовании энергии пороховых газов, отводимых через газоотводное отверстие.

При стрельбе из пистолета, при охвате рукоятки, средняя часть кисти, воспринимающей отдачу, находится ниже и правее оси канала ствола. Сила отдачи и сила реакции создают пары сил, вращающие оружие в вертикальной и в горизонтальных плоскостях (рис. 3). В результате взаимодействия этих двух пар сил дульная часть пистолета при выстреле отклоняются вверх и влево.

Угол, образованный направлением оси канала ствола до выстрела и в момент вылета пули из канала ствола - УГОЛ ВЫЛЕТА.

При стрельбе из пистолета, запирание канала ствола которого происходит свободным затвором (ПМ), угол вылета незначителен т.к. в момент выстрела отходит назад лишь затвор (порядка 10 мм) при практически неподвижном положении оружия, что доказано расчетами и проведением скоростной фотосъемки на специальном оборудовании (Рис. 4).

Применительно к пистолетам, запирание канала ствола которых происходит свободным затвором, следует рассматривать два периода отдачи.

Рис. 3. Пары сил, заставляющие пистолет при выстреле вращаться дульной частью вверх и влево

Рис. 4. Положение пистолета в момент вылета пули.

Рис. 5. Образование угла отдачи.

Периоды отдачи ПМ:

ПЕРВЫЙ ПЕРИОД: - движение затвора назад во время выстрела. (Начинается с момента врезания пули в нарезы канала ствола и заканчивается в момент вылета пули при практически неподвижном пистолете).

ВТОРОЙ ПЕРИОД: - движение оружия назад посла выстрела под действием затвора. (Начинается с момента вылета пули и заканчивается в момент возвращения затвора под действием возвратной пружины в переднее крайнее положение).

Оружие, двигаясь назад во втором периоде отдачи, встречает сопротивление руки и вращается стволом вверх и влево, имея центр вращения, проходящий через рукоятку в районе I фаланги безымянного пальца руки, удерживающей пистолет. Затем мышцы руки возвращают пистолет в исходное положение.

Угол, заключённый между линией, проходящей через ось канала ствола в момент вылета пули (линией бросания) и линией, проходящей через ось канала ствола в конце второго периода отдачи, можно назвать УГЛОМ ОТДАЧИ. (Рис. 5).

УГОЛ ОТДАЧИ – величина не постоянная и зависит от хватки пистолета - силы сжатия рукоятки оружия, глубины посадки рукоятки, направления усилия сжатия. Чем плотнее хватка и глубже посадка пистолета в кисти руки, тем меньше угол отдачи и наоборот.

При медленной стрельбе второй период отдачи можно не учитывать, так как оружие смещается лишь после вылета пули и спешить восстанавливать его наводку в цель нет необходимости.

При скоростной стрельбе второй период отдачи необходимо учитывать, так как после выстрела требуется быстрое восстановление наводки оружия в цель. И чем меньше будет смещение оружия после второго периода отдачи, тем быстрее произойдет очередное наведение и прицеливание.