Физика выстрела

Обратим пристальное внимание на внутрибаллистический процесс, происходящий при выстреле из гладкоствольного ружья  дробью.

Выстрел начинается с удара бойка по капсюлю. Закономерность первая: чем мощнее этот удар, тем полнее используется энергетика капсюля. Особенно это важно при применении слабых капсюлей типа ЦБ. Вывод для себя, исходя из состояния пружин своего ружья, сделать несложно. Не очень хорошо и даже опасно, если боек излишне заострен. Острый боек формирует не совсем оптимальный для развития выстрела факел. Ну, да и бог бы с ним. Но при мощной пружине не исключен пробой капсюля и, как следствие, прорыв газов в колодку ружья. А газы могут натворить бед – вплоть до разрушения ложи и ранения стрелка. Особенно опасно это для ружей со встроенным в курок бойком типа ИЖ 58, ИЖ 43 и т.п., так как каналы для выхода бойка в силу особенностей конструкции в них больше по диаметру.
Теперь рассмотрим закономерности горения бездымного пороха. Порох в стволе сгорает только под давлением, при соблюдении этого условия пороховые зерна горят по поверхности и все сразу. Этапы или фазы горения пороха можно разделить на пиростатический и пиродинамический периоды (пиродинамика – это наука о горении порохов).
Факел пламени от бойка зажигает порох, затем наступает фаза воспламенения, затем – фаза форсирования заряда, и только потом – фаза горения в заданном режиме. У читателя может возникнуть вопрос: а не одно и то же – зажигание и воспламенение?  Капсюль не может воспламенить весь порох сразу и соответственно «воспламеняется», когда зерна загораются одно от другого, а не от капсюля. 
Представим эти процессы. Итак, дробовой патрон. Порох отделен от дроби прокладками и пыжами, дробь удерживает заделка дульца гильзы: звездочкой, закруткой и т.п. – и все это находится в состоянии покоя.  Пространство за пороховой прокладкой образует первоначальный объем камеры сгорания. Когда капсюль срабатывает, начинается фаза воспламене-ния, но пыжи и прокладки еще не движутся. То есть порох горит, давление растет, но движения нет. Этот период называется пиростатическим.
По мере роста давления  пороховые газы начинают сдвигать пыжи и прокладки, то есть начинается пиродинамический период. В конце концов газы сдвинут пыжи, снаряд дроби и преодолеют сопротивление заделки гильзы. Это фаза форсирования заряда, и заканчивается она с началом входа снаряда в ствол, то есть при раскрытии заделки дульца гильзы. Давление, при котором раскроется гильза, называется давлением форсирования. Величина этого давления и определит дальнейший процесс горения пороха. 
Если это давление недостаточно высоко, порох будет гореть медленнее и энергетика заряда используется не полностью, вплоть до неполного сгорания пороха. При завышенном давлении форсирования горение пороха будет чуть ли не детонационным, а там возникают свои неприятности, но о них позже.
Величина давления форсирования в разных источниках разная, и внятно о ней никто толком так и не сказал. Классики говорят, что эта величина колеблется в пределах от 25 до 40кг/см2.

Абсолютная величина давления форсирования для самозарядчика значения не имеет, однако знать о ней нужно как можно больше. 

 

Сейчас в моде новое значение 50 кг/см2 и даже более. Скорее всего, это данные для разных порохов и разного времени исследований. Абсолютная величина давления форсирования для  самозарядчика  значения не имеет, так как определиться с ней можно лишь при наличии  специального оборудования. Тем не менее, приблизиться к ней, хотя бы методом проб и ошибок, желательно, поэтому нужно знать о давлении форсирования как можно больше.
Умозрительно представим себе, что мы удачно достигли оптимального давления форсирования в 50 атм. Это давление определяет условия дальнейшего горения пороха. Давление пороховых газов при этом будет в пределах необходимого максимума – допустим, 500 кг/см2. Порох сгорит, как ему и положено, в первой трети ствола. При этом дробь получит максимальный разгон, а дульное давление (давление у дульного среза) будет небольшим. Чем выше дульное давление, тем больше вибрирует ствол на выходе и тем больше разброс дроби. Кстати,  этим и объясняется несколько лучший бой из длинных стволов. По мере продвижения снаряда по стволу давление падает, и если на длине  ствола 700 мм будет, к при-меру, 100 атм, то на длине 750 – 70 атм. Цифры условные.
Теперь представим себе, что вместо 50 кг/см2 давление форсирования всего 30 кг/см2. Скорость горения пороха замедляется, и догорает он, образно говоря, в конце ствола. Давление в стволе составляет не 500кг/см2, а всего, к примеру, 400 кг/см2. Как это повлияет на скорость дроби, уже понятно, но вырастет и дульное давление, так как за счет медленного горения нарастание максимального давления растянется по времени и пик сместится к дульному срезу… Следствие этого, надеюсь, тоже понятно.
От чего давление форсирования растет и от чего снижается?
Представим себе небрежно снаряженный патрон. Пыжи и прокладки падают в гильзу, дульце заделано кое-как, пыжи мягкие. Из-за этого пыж начинает двигаться при самом малом давлении, камора сгорания увеличивается быстро и дульце гильзы раскрывается, ска-жем, уже при каких-нибудь 25кг/см2. Что происходит дальше, ясно всем.
Другое дело – плотно собранный патрон. Пыжи, прокладки, заделка дульца «сопротивляются». Патрон открывается позже, давление форсирования за счет того, что камора сгорания увеличивалась медленнее, тоже росло. А далее порох горит  быстрее, со всеми возможными плюсами.
Очень велика в достижении давления форсирования роль пыжей. Кроме регулирования страгивающего момента, очень важна упругость пыжа. Упругий пыж работает как регулятор каморы сгорания, сжимаясь, способствует нарастанию объема пороховых газов, при этом замедляется момент открытия дульца гильзы.
Как далее давление форсирования влияет на процесс? Мы  с вами добрались до 50кг/см2, а необходимо достичь пика давления, а это для нормального патрона давление в пределах от 500 кг/см2 и выше. Ясно, что давление создается за счет выделяющихся в процессе горения пороха газов. Но газам этим необходимо сопротивление или противодавление. В нарезном стволе с этим все предельно ясно. Пуля, врезаясь в нарезы «закупоривает» ствол, создавая препятствие или противодавление пороховым газам. В нашем же случае подобным регулятором выступает снаряд дроби. Каким образом? В момент раскрытия гильзы снаряд находится в состоянии страгивания, преодолевая инерцию покоя. Инерция покоя –
понятие, малопонятное не только лирикам, но и физикам. Поэтому рассуждать об этом мы с вами будем «на пальцах».
При раскрытии заделки гильзы снаряд дроби уже находится в движении. На первых 5мм хода дроби скорость достигает 70 м/с. То есть снаряду придается огромное ускорение.
Ввиду физических закономерностей растет так называемая инерционная масса  и проис-ходит как бы утяжеление снаряда, да ни как-нибудь, а в десятки тысяч раз. И при снаряде 35 граммов дроби  в этот момент противодействие газам оказывает сила  примерно 1600 кг/с. 
Чуть далее объем каморы сгорания увеличивается, так как порох горит уже не в патроне, а в стволе, ускорение меньше, снаряд легче, и тут в действие вступает сила трения из-за рас-клинивающего усилия дроби и трения дроби о стенки ствола. Вот примерно такова физика выстрела.
 

 

278804 июля
6
КОММЕНТАРИИ
ДРУГИЕ НОВОСТИ

Сайт «Охота, рыбалка и туризм» - Омский региональный информационный интернет-портал. В рамках портала освещаются такие рубрики как, Во всеоружии, официально, хвост пистолетом, рыболову, охотнику, гости, транспорт, спорт, объявления, байки, охотугодия Омской области, красная книга Омской области, законы, полезные карты, трофеи, котелок, вопрос ответ, лунный календарь.  Все права на материалы, созданные журналистами, фотографами и дизайнерами принадлежат ООО «ТРОФЕЙ» (сайт журнала «Охота, рыбалка и туризм»). При размещении информации с сайта в других источниках, включая цитирование отдельных абзацев материала,  гиперссылка на сайт (www.ort-omsk.ru) обязательна. Перепечатка материалов и использование их в любой форме, в том числе и в электронных СМИ, возможны только с письменного разрешения редакции.
 

Журнал «Охота, рыбалка  и туризм» зарегистрирован  Управлением Федеральной службы по надзору   в сфере связи и массовых коммуникаций по Омской области. Свидетельство о регистрации ПИ № ТУ 55-00040

Главный редактор:  Трофимов С.В.

Администратор и дизайнер сайта: Колдунова А.Р.

Редакция сайта: 644043, ул. Кемеровская, 10, 211 офис; 2 этаж

Дирекция: 8 951-420-69-29  konstantin0801@yandex.ru

Отдел рекалмы:   8(3812) 344-698   ort-omsk.ru@yandex.ru

Ответственность за содержание рекламных материалов несет рекламодатель.