Понятие об упругом сопротивлении ствола

Разделим ствол на ряд участков и совместим его под графиком изменения давления внутри ствола при выстреле (схема 144). Над кривой давления расположим математически рассчитанную согласно сопротивлению материалов кривую упругого сопротивления ствола давлению внутри него. Мы получим картину сопротивления стенок ствола в различные периоды выстрела.

Схема 144. Кривая упругого сопротивления ствола винтовки образца 1891-1930 гг и кривая давления газов в стволе

Как видно из схемы 144, давление пороховых газов в канале ствола в сечениях аа и бб выше предельно допустимого. Снижение запаса прочности в этих сечениях сделано с целью получить конструктивно удобные размеры ствола, иначе пришлось бы значительно увеличить размеры ствола в указанных сечениях. Запомните: винтовочные стволы при использовании недоброкачественных старых боеприпасов неизвестного происхождения с детонирующим порохом чаще всего разрываются сразу же за патронником. По этой причине при отладке оружия нельзя производить сверление и крепежные работы (например, при постановке оптического прицела) вблизи патронника и узлов запирания.

Инженерно-расчетным путем (табл. 43) было установлено, что при давлении в канале ствола, равном 3/4 предельной упругости металла, даже сколь угодно большая толщина стенок не обеспечит ствол от появления остаточных деформаций на его внутренней поверхности. Опытным путем установлено, что увеличивать толщину стенок ствола, изготовленного из оружейной углеродистой стали, до величины, превышающей 1 1/2 калибра, нецелесообразно, так как дальнейшее увеличение толщины стенок лишь незначительно увеличивает прочность ствола и в то же время повышает его вес.

Таблица 43
Зависимость предела упругого сопротивления ствола от толщины стенок ствола

Средством увеличения прочности ствола без его утяжеления является скрепление стенок ствола, сущность которого состоит в том, что ствол изготавливается многослойным, из нескольких труб, надеваемых одна на другую "с натягом". При этом происходит увеличение прочности (упругого сопротивления) ствола (трубы) за счет перераспределения напряжения внутри его стенок вследствие нагружения их таким внутренним давлением, при котором внутренние слои получают пластическую деформацию, а наружные практически не деформируются Такое автоскрепление ствола называется автофретажем. В настоящее время автофретаж применяется для изготовления стволов артиллерийских систем и специального диверсионного оружия. Во время Второй мировой войны автофретажные стволы довольно часто применялись в крупнокалиберных пулеметах и противотанковых ружьях. Автофретажный ствол имеет несколько меньший разброс пуль, чем ствол моноблок, позволяет стрелять боеприпасами повышенной мощности, имеет повышенную живучесть Иногда такая конструкция применялась и в снайперских винтовках.

До сих пор применяется так называемое лейнирование стволов. Лейнер - тонкий внутренний слой (трубка) двухслойного (лейнированного) ствола, вставленный внутри наружной несущей обложки и сменяемый при износе внутренней поверхности канала ствола. Очень часто лейнеры изготавливались из бронзы. Бронзовый лейнер на 20-25% уменьшает трение прохождения по нему снаряда (пули) и значительно повышает начальную скорость метательного поражающего элемента без увеличения порохового заряда. При этом лейнированные стволы менее подвержены перегреву. Во время Второй мировой войны лейнированные стволы применялись немцами в противотанковых и зенитных орудиях В настоящее время лейнеры-вставки используются в пневматическом оружии для повышения начальной скорости пули. Кучность боя лейнированного ствола оставляет желать лучшего.