Внутренняя баллистика».

1. Внутренняя баллистика – это наука, занимающаяся изучением процессов, которые происходят при выстреле, и в особенности при движении пули (гранаты) по каналу ствола.

2. Боевой патрон состоит из пули, гильзы, порохового заряда и капсюля.

Пуля служит для поражения живой силы противника. Состоит из биметаллической оболочки, в которую впрессован стальной сердечник. Между пулей и стальным сердечником имеется свинцовая рубашка.

Гильза служит для соединения всех частей патрона, предохранения порохового заряда от внешних влияний и для устранения прорыва пороховых газов в сторону затвора. Она имеет корпус для помещения порохового заряда, дульце для закрепления пули и дно. Снаружи у дна гильзы сделана кольцевая проточка для зацепа выбрасывателя. В дне гильзы имеются гнездо для капсюля, наковальня и два затравочных отверстия.

Пороховой заряд служит для сообщения пуле поступательного движения; он состоит из пироксилинового пороха.

Капсюль служит для воспламенения порохового заряда. Он состоит из латунного колпачка с впрессованным в него ударным составом и фольгового кружка, прикрывающего ударный состав. При ударе бойка ударный состав воспламеняется.

Существуют также патроны, выпускающиеся с пулями специального назначения: трассирующими и бронебойно-зажигательными, а также патроны для специального оружия. Подробности устройства данных патронов будут рассматриваться в теме «Боеприпасы».

Канал ствола огнестрельного оружия имеет нарезы, вьющиеся слева вверх направо. Промежутки между нарезами называются полями. Расстояние между двумя противоположными полями (по диаметру) называется калибром канала ствола.

2. Выстрелом называется выбрасывание пули из канала ствола ору­жия энергией газов, образующихся при сгорании порохового заряда.

При выстреле из стрелкового оружия происходит ряд следующих явлений.

От удара бойка по капсюлю боевого патрона, досланного в патронник, взрывается ударный состав капсюля, 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 стены гильзы, а также на стенки ствола, затвор. В результате давления газов на дно пули она сдвигается с места и врезается в нарезы, вращаясь по ним, продвигается по каналу ствола с непрерывно возрастающей скоростью и выбрасывается наружу по направлению оси канала ствола. Давление газов на дно гильзы вызывает движение оружия (ствола) назад. От давления газов на стенки гильзы и ствола происходит их растяжение (упругая деформация), а гильза, плотно прижимаясь к патроннику, препятствует прорыву пороховых газов в сторону затвора. Одновременно при выстреле возникает колебательное движение (вибрация) ствола и происходит его нагревание. Раскаленные газы и час­тицы несгоревшего пороха, истекающие из ствола вслед за пулей, при встрече с воздухом порождают пламя и ударную волну, последняя яв­ляется источником звука при выстреле.

Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0, 001 – 0, 06 с.), при этом образуется большое количество газов и выделяется много тепла. Так, например, пороховой заряд патрона образца 1943 года весом 1, 6 г сгорает при выстреле за 0, 00012 с. и образует при взрыве 1, 6 л газов, т.е. по объему примерно в 1000 раз больше, чем было взрывчатого вещества до выстрела. Температура пороховых газов дос­тигает 2500-3500⁰ С.

Порох заключает в себе огромную энергию. Заряд весом 1, 6 г выталкивает из канала ствола автомата пулю весом 7, 9 г со ско­ростью 715 м/с (2680 км/час) и бросает ее на дальность до 3 км. Для сообщения пуле такой скорости нужно затратить силу, равную 225 кгм. Мощность выстрела равна 2100 л.с., то есть на 100 л.с. больше мощности паровоза. Однако паровоз 2000 л.с. отдает непрерывно, секунда за секундой, час за часом, а оружие развивает мощность за малые доли секунды.

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

Выстрел происходит в очень короткий период времени. При выстреле различают 4 последовательных периода:

- предварительный;

- первый или основной;

- второй;

- третий, или период после действия газов.

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 с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола. Такое давление называется давлением форсирования – 250-500кг/см(атм)

Первый, или основной, период длится от начала движения пули до момента полного сгорания порохового заряда. В указанный период давление газа быстро повышается, достигая наибольшей величины и называется максимальным давлением. Оно создается у стрелкового оружия при прохождении пулей 4-6 см от начала нарезной части ствола и достигает 2900 кг/см ².

Пороховой заряд полностью сгорает незадолго до того, как пуля вылетит из канала ствола.

Второй период длится от момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из канала ствола. С начала этого пе­риода приток пороховых газов прекращается, однако сильно сжатые и нагретые газы (3000-3500⁰С) расширяются и, оказывая давление на пулю, увеличивают скорость ее движения.

Спад давления во втором периоде происходит довольно быстро, и у дульного среза – дульное давление – равно 300-900 кг/см². Скорость пули в момент вылета ее из канала ствола – дульная скорость – несколько меньше начальной скорости.

У некоторых видов стрелкового оружия, особенно короткоствольных (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 после действия газов, длится от момен­та вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия пороховых газов на пулю. В течение этого периода пороховые газы продолжают действовать на пулю и сообщают ей дополнительную скорость. Наибольшей (максимальной) скорости пуля достигает в конце третьего периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола. Данный период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешено сопротивлением воздуха.

4. Для полета пули в воздухе большое значение имеет та скорость, с которой пуля покидает канал ствола, т.е. скорость в точке вылета. Эта скорость - одна из основных характеристик полета пули в воздухе. Скорость движения пули у дульного среза ствола и называется начальной скоростью.

За начальную скорость принимается условная скорость, которая несколько больше дульной и меньше максимальной. Она определяется опытным путем с последующими расчетами. Величина начальной скорости пули указывается в таблице стрельбы и в боевых характеристиках оружия.

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

Величина начальной скорости пули зависит от:

- длины ствола;

- веса пули;

- веса, температуры и влажности порохового заряда;

- формы и размеров зерен пороха;

- плотности заряжания.

Чем длиннее ствол, тем больше время действия пороховых газов на пулю и тем больше начальная скорость.

Например, при стрельбе патронами образца 1943 года начальная скорость равна:

- из автомата, при длине нарезной части 369 мм - 715 м/с;

- из карабина СКС, при длине нарезной части ствола 544 мм -745 м/с.

При постоянной длине ствола и постоянном весе порохового за­ряда начальная скорость тем больше, чем меньше вес пули.

Изменение веса порохового заряда приводит к изменению количества пороховых газов, а, следовательно, и к изменению величины макси­мального давления в канале ствола и начальной скорости пули. Чем больше вес порохового заряда, тем больше максимальное давление и начальная скорость полета пули.

С повышением температуры порохового заряда увеличивается ско­рость горения пороха, а поэтому увеличиваются максимальное давление и начальная скорость. С повышением влажности порохового заряда уменьшаются скорость его горения и начальная скорость пули.

Форма и размеры пороха оказывают существенное влияние на скорость горения порохового заряда, а. следовательно, на начальную скорость пули.

Плотностью заряжания называется отношение веса заряда к объему гильзы при вставленной пуле.

При глубокой посадке пули значительно увеличивается плотность заряжания, что может привести при выстреле к резкому скачку давле­ния и вследствие этого к разрыву ствола, поэтому такие патроны нельзя использовать для стрельбы.

При уменьшении (увеличении) плотности заряжания увеличивается (уменьшается) начальная скорость пули.

При увеличении начальной скорости пули увеличивается и убой­ная сила и пробивное действие пули.

Убойная сила пули характеризуется ее энергией в момент встре­чи с целью и измеряется в килограммометрах (кгм).

При стрельбе из автомата начальная энергия равна 207 кгм, а на дальности 800 м составляет 29 кгм.

Для ручного пулемета соответствующие величины равны 225 кгм и 31 кгм.

Для того чтобы вывести человека из строя, достаточна энер­гия, равная 8 кгм.

Пробивное действие пули отличается глубиной проникнове­ния в преграду определенной плотности. В таблице 1 приведены характеристики пробивного действия пуль образца 1943 года при стрельбе из автомата (АКМ) и пулемета Калашникова: Таблица 1

5. Давление газов в канале ствола действует во все стороны с одинаковой силой. Они выталкивают пулю вперед, а оружие отталки­вают назад. Под действием пороховых газов на дно гильзы, плотно запертой затвором в канале ствола, ствол и связанные с ним части оружия двигаются в сторону, обратную направлению движения пули. Это движение оружия назад во время выстрела называется отдачей.

Скорость отдачи оружия примерно во столько раз меньше начальной скорости пули, во сколько раз пуля легче оружия. Энергия отдачи у ручного стрелкового оружия обычно не превышает 2 кгм и воспринимается стреляющим безболезненно. Сила давления пороховых газов (сила отдачи) и сила сопротивления отдаче (упор приклада, рукоятки, центр тяжести оружия и т.д.) расположены не на одной прямой и направлены в противоположные стороны. Они образуют пару сил, под действием которой дульная часть ствола оружия отклоняется кверху. Величина отклонения дульной части ствола данного оружия тем больше, чем больше плечо этой пары сил.

Кроме того, вследствие большого давления и высокой темпера­туры пороховых газов, а также движения пули по нарезам стенки ствола испытывают колебания (вибрируют), подобно звучащей струне. Это также заставляет дульную часть ствола смещаться от первона­чального положения. В результате взаимодействия данных факторов пу­ля полетит не в направлении оси канала ствола, которое ему было придано до выстрела (при наводке), а в том направлении, какое займет ось канала ствола в момент вылета из него пули.

Таким образом, между направлением оси канала ствола до выстрела и ее направлением в момент вылета пули образуется угол, называемый углом вылета. Его величина имеет практическое значение и зависит от изготовки стрелка. Достаточно при изготовке переместить кисть левой руки по цевью вперед или назад, как величина угла вылета изменяется, и пули пойдут соответственно ниже или выше. Изменяется величина угла вылета также от положения приклада в плечо. Если приклад упереть в плечо верхней частью затыльника, то угол вылета умень­шится и пули пойдут вниз, а если приклад упереть нижней частью затыльника, то угол вылета увеличится, пули пойдут вверх.

Для того чтобы сохранить более или менее постоянную вели­чину угла вылета, каждый стреляющий должен настойчиво вырабаты­вать однообразное выполнение всех элементов изготовки.

С целью уменьшения вредного влияния отдачи на результаты стрельбы в некоторых образцах стрелкового оружия (автомат Калашникова) применяют специальные устройства - компенсаторы. Истекающие из канала ствола газы, ударяясь о стенки компенсатора, несколько опускают дульную часть ствола влево и вниз.

Задача № 1. Поясните, когда и почему пуля из одного и того же оружия полетит дальше: