Что происходит при выстреле

Выстрел
представляет собой сложный комплекс физических и химических явлений. Событие выстрела можно условно разделить на две стадии — движение снаряда в канале ствола орудия и комплекс явлений, происходящих после вылета снаряда из ствола.

называется выбрасывание пули из канала ствола под действием пороховых газов, образующихся при сгорании порохового заряда. От удара бойка по капсюлю патрона возникает пламя, воспламеняющее пороховой заряд. При этом образуется большое количество сильно нагретых газов, которые создают высокое давление, действующее во все стороны с одинаковой силой.

При давлении газов 250–500 кг/см2 пуля сдвигается с места и врезается в нарезы канала ствола, получая вращательное движение. Порох продолжает гореть, следовательно, количество газов увеличивается. Затем вследствие быстрого повышения скорости движения пули объем запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, и давление начинает падать.

Однако скорость пули в канале ствола продолжает расти, так как газы, хотя и в меньшей степени, но по-прежнему давят на нее. Пуля продвигается по каналу ствола с непрерывно возрастающей скоростью и выбрасывается наружу по направлению оси канала ствола. Весь процесс выстрела происходит за очень короткий промежуток времени (0,001–0,06 с). Далее полет пули в воздухе продолжается по инерции и в значительной степени зависит от ее начальной скорости.

НАСКОЛЬКО ОПАСНЫ ПУЛИ В РЕАЛЬНОЙ ЖИЗНИ

Начальной скоростью пули

называется скорость, с которой пуля покидает канал ствола. Величина начальной скорости пули зависит от длины ствола, массы пули, массы порохового заряда и других факторов. Возрастание начальной скорости увеличиваете дальность полета пули, ее пробивное и убойное действие, уменьшает влияние внешних условий на ее полет. Движение оружия назад во время выстрела называется отдачей.

Давление пороховых газов в канале ствола действует во все стороны с одинаковой силой. Давление газов на дно пули заставляет ее двигаться вперед, а давление на дно гильзы передается на затвор и вызывает движение оружия назад. При отдаче образуется пара сил, под действием которой дульная часть оружия отклоняется кверху. Сила отдачи действует вдоль оси канала ствола, а упор приклада в плечо и центр тяжести оружия расположены ниже направления этой силы, поэтому при стрельбе дульная часть оружия отклоняется кверху.

стрелкового оружия ощущается в виде толчка в плечо, руку или в грунт. Действие отдачи оружия характеризуется величиной скорости и энергии, которой оно обладает при движении назад. Скорость отдачи оружия примерно во столько раз меньше начальной скорости пули, во сколько раз пуля легче оружия.

Энергия отдачи у автомата Калашникова невелика и воспринимается стреляющим безболезненно. Правильное и однообразное удержание оружия уменьшает влияние отдачи и повышает результативность стрельбы. Наличие дульных тормозов-компенсаторов ил компенсаторов у оружия улучшает результаты стрельбы очередями и уменьшает отдачу.

Что происходит с организмом ПОСЛЕ выстрела в голову?

В момент выстрела ствол оружия в зависимости от угла возвышения занимает определенное положение. Полет пули в воздухе начинается по прямой линии, представляющей продолжение оси канала ствола в момент вылета пули. Эта линия называется линией бросания

. При полете в воздухе на пулю действуют две силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Сила тяжести все больше отклоняет пулю вниз от линии бросания, а сила сопротивления воздуха замедляет движение пули. Под действием этих двух сил пуля продолжает полет по кривой, расположенной ниже линии бросания.
Форма траектории
зависит от величины угла возвышения и начальной скорости пули, она влияет на величину дальности прямого выстрела, прикрытого, поражаемого и мертвого пространства. С увеличением угла возвышения высота траектории и полная горизонтальная дальность полета пули увеличиваются, но это происходит до известного предела. За этим пределом высота траектории продолжает увеличиваться, а полная горизонтальная дальность уменьшаться.

Угол возвышения, при котором полная горизонтальная дальность полета пули становится наибольшей, называется углом наибольшей дальности

. Величина угла наибольшей дальности для пуль различных видов оружия составляет около 35 °. Траектории, получаемые при углах возвышения, меньших угла наибольшей дальности, называются настильными.

Прямым выстрелом

называется выстрел, при котором траектория полета пули не поднимается над линией прицеливания выше цели на всем своем протяжении.

Дальность прямого выстрела

зависит от высоты цели и настильности траектории. Чем выше цель и настильнее траектория, тем больше дальность прямого выстрела и, следовательно, расстояние, на котором цель может быть поражена с одной установкой прицела. Практическое значение прямого выстрела заключается в том, что в напряженные моменты боя стрельба может вестись без перестановки прицела, при этом точка прицеливания по высоте будет выбираться по нижнему обрезу цели.

Пространство за укрытием, не пробиваемым пулей, от его гребня до точки встречи называется прикрытым пространством

Прикрытое пространство тем больше, чем выше укрытие и настильнее траектория. Часть прикрытого пространства, на котором цель не может быть поражена при данной траектории, называется мертвым (непоражаемым) пространством. Оно тем больше, чем больше высота укрытия, меньше высота цели и настильнее траектория. Другую часть прикрытого пространства, на которой цель может быть поражена, составляет поражаемое пространство.

Периодизация выстрела

Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001-0,06с.). При выстреле различают четыре последовательных периода:

• предварительный;
• первый, или основной;
• второй;
• третий, или период последних 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 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 1943 г. 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 патрон образца 1943г. — 2800 кг/см2, а под винтовочный патрон 2900 кг/см2). Это давление называется максимальным давлением.

Оно создается у стрелкового оружия при прохождении пулей 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.

Второй период

длится до 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. Спад давления во втором периоде происходит довольно быстро и у дульного среза дульное давление составляет у различных образцов оружия 300 — 900 кг/см2 (например, у самозарядного карабина Симонова — 390 кг/см2, у станкового пулемета Горюнова — 570 кг/см2). Скорость пули в момент вылета ее из канала ствола (дульная скорость) несколько меньше начальной скорости.

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 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, истекающие из канала ствола со скоростью 1200 — 2000 м/с, продолжают воздействовать 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. Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешено сопротивлением воздуха[1].

Процесс

Как происходит выстрел из пистолета? Для его производства нужно:

• в патронник дослать патрон;
• запереть надёжно ствольный канал затвором;
• нажать курок.

При этом совершаются такие действия:

• ударник под влиянием ударно-спускового механизма наносит бойком удар по капсюлю патрона;
• ударный состав ниппеля зажигается;
• через затравочный просвет луч огня проникает в середину гильзы и поджигает пороховой заряд;
• объём появившихся газов увеличивается и давление повышается;
• газы расширяются и давят на оболочку гильзы и пулю;
• газы прижимают дно гильзы к чашечке затвора, её стенки – к стенкам патронника, а пулю заставляют врезаться в нарезы ствола, перемещаться по его каналу и лететь вперёд.

Эти явления состоят из четырёх периодов, о которых мы расскажем далее.

Основной этап

Основной период (второй этап) характерен горением заряда пороха в стремительно модифицирующемся объёме. Он длится от начала появления давления форсирования, до абсолютного выгорания пороха. На этом этапе давление газов достигает наивысшего уровня. Для стрелкового вооружения оно равно 2500-4000 кг/см².

Это давление значительно ускоряет перемещение пули в ствольном канале, а в итоге пространство запульное увеличивается. В связи с этим, вопреки притоку газов, давление начинает снижаться, достигая в конце горения пороха примерно 2/3 предельного давления. К концу периода пуля движется со скоростью около ¾ от начальной.

Явление

Известно, что выстрел — это процесс стремительной трансформации химической мощности пороха сперва в тепловую, а затем в кинетическую энергию перемещения оружия. Это событие условно можно разделить на две фазы – движение снаряда в ствольном канале гаубицы и комплекс событий, свершающихся после вылета пули из дула.

Пуля (снаряд) из ствола вылетает в результате работы пороховых газов. Это явление определяется такими качествами:

• большой температурой газов пороха (2500-2500 °С);
• внушительной величиной напора газов (2-3 тыс. и больше атмосфер);
• горением заряда пороха в быстро модифицирующемся объёме.

Глушение звука

Иногда необходимо, чтобы звук выстрела не был слышен. Существует принцип звукоглушения в пневматическом и огнестрельном оружии. Это так называемая отсечка газов выстрела, основанная на перекрытии ствола или дульца гильзы особой заглушкой, движущейся по стволовому каналу или имманентной поверхности гильзы вслед за пулей (снарядом).

В отношении огнестрельного оружия также применяется термин «отсечка пороховых газов выстрела». После того как снаряд вылетел из ствола или покинул гильзу, заглушка останавливается в особом сужении дула или сужении дульца гильзы. В результате она запирает пороховой или прочий газ, кидающий снаряд в гильзе или стволе под остаточным давлением.

Так как в атмосферу газы выстрела не выходят и в ней не расширяются, звук залпа фактически отсутствует. Отсечка газов пальбы эффективна лишь тогда, когда скорость вылетающей пули меньше скорости звука в атмосфере.

Лук

А что собой представляет выстрел из лука? Это метательное оружие, рассчитанное для пальбы стрелами. Для того чтобы сделать выстрел, лучник натягивает тетиву, с помощью чего запасает энергию в согнутой дуге оружия, а затем её отпускает. Далее, дуга, стремительно разгибаясь, трансформирует резервную потенциальную энергию в кинетическую, влияющую на полёт стрелы.

Дальность и скорость выстрела зависят от силы натяжения тетивы, конструкции самострела и погоды. Луки делятся на составные и простые, но все они являют собой дугу с тетивой для метания стрел. Простые создавали из цельного куска дерева длиной до 1,5 м. Составные луки были короче и производились из разных материалов — древесины, рогов, сухожилий животных. Известно, что при сокращении длины самострела достигается необходимая мощь, гибкость и упругость.

Тетиву изготавливали из жил животных, сыромятной кожи, кишок или растительных волокон. Многим нравится слушать звук натяжки тетивы лука с последующим пронзительным свистом летящей стрелы: он очень красивый и завораживает.

Четвёртый этап

Как можно охарактеризовать четвёртый этап, или период результатов деятельности газов? В это время газы, исходящие из ствола следом за пулей, продолжают на неё действовать. Данная фаза длится от момента появления пули из ствольного канала до момента завершения влияния на неё газов пороха.

На этом этапе давление резко снижается, скорость же пули постепенно увеличивается до тех пор, пока давление, действующее на неё, не становится равным сопротивлению воздуха. Пуля летит на максимальной скорости, которая достигается на расстоянии пары десятков сантиметров от дула. Необходимо отметить, что выстрел из пушки происходит идентичным образом.

Взрывчатка

Что собой представляют взрывчатые вещества (ВВ)? Это химические и неустойчивые смеси, способные под воздействием ничтожных внешних ниваций (удар, нагревание, укол и так далее) моментально превращаться в газ.

Как появляется звук выстрела? Взрыв – это весьма быстрое химическое или физическое изменение вещества, которому сопутствует такое же стремительное превращение его скрытой (потенциальной) энергии в механическое действие. Оно производится выделяющимися газами, стремящимися к расширению. Таким образом, газы создают повышенное давление в среде, окружающей зону взрыва. Сопутствующим признаком этого действия является мощный звук.

Химическая реакция, в результате которой происходит взрыв, именуется взрывчатой трансформацией. Быстрым сгоранием ВВ называют процесс взрывчатого изменения, распределяющийся по всему весу ВВ со скоростью не более пары метров в секунду. Если это действие протекает на открытом пространстве, ему обычно сопутствует какой-либо эффект.

В закрытой ёмкости ВВ сгорает более энергично, причём процесс сопровождается пронзительным звуком. Классический пример такой взрывчатой трансформации — испепеление в стволе боевого заряда пороха бездымного (скорость около 10 м/с). Сгорание сопровождается быстрым нарастанием давления в стволовом канале, которое распределяется в сторону самого малого сопротивления, выталкивая из него пулю или снаряд.

Источник: 8war.ru

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

— 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.

Источник: studfile.net

Выстрел

Выстрел представляет собой сложный комплекс физических и химических явлений. Событие выстрела можно условно разделить на две стадии — движение снаряда в канале ствола орудия и комплекс явлений, происходящих после вылета снаряда из ствола.

Выстрелом называется выбрасывание пули из канала ствола под действием пороховых газов, образующихся при сгорании порохового заряда. От удара бойка по капсюлю патрона возникает пламя, воспламеняющее пороховой заряд. При этом образуется большое количество сильно нагретых газов, которые создают высокое давление, действующее во все стороны с одинаковой силой.

При давлении газов 250–500 кг/см 2 пуля сдвигается с места и врезается в нарезы канала ствола, получая вращательное движение. Порох продолжает гореть, следовательно, количество газов увеличивается. Затем вследствие быстрого повышения скорости движения пули объём запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, и давление начинает падать.

Однако скорость пули в канале ствола продолжает расти, так как газы, хотя и в меньшей степени, по-прежнему давят на неё. Пуля продвигается по каналу ствола с непрерывно возрастающей скоростью и выбрасывается наружу по направлению оси канала ствола. Весь процесс выстрела происходит за очень короткий промежуток времени (0,001–0,06 с). Далее полёт пули в воздухе продолжается по инерции и в значительной степени зависит от её начальной скорости.

Начальной скоростью пули называется скорость, с которой пуля покидает канал ствола. Величина начальной скорости пули зависит от

• длины ствола,
• массы пули,
• массы порохового заряда
• и других факторов.

Возрастание начальной скорости увеличивает дальность полёта пули, её пробивное и убойное действие, уменьшает влияние внешних условий на её полёт.

Движение оружия назад во время выстрела называется отдачей. Давление пороховых газов в канале ствола действует во все стороны с одинаковой силой. Давление газов на дно пули заставляет её двигаться вперёд, а давление на дно гильзы передаётся на затвор и вызывает движение оружия назад.

При отдаче образуется пара сил, под действием которых дульная часть оружия отклоняется кверху, так как сила отдачи направлена вдоль оси канала ствола, а упор приклада в плечо и центр тяжести оружия расположены ниже её направления. Отдача стрелкового оружия ощущается в виде толчка в плечо, руку или в грунт.

Действие отдачи оружия характеризуется величиной скорости и энергии, которой оно обладает при движении назад. Скорость отдачи оружия примерно во столько раз меньше начальной скорости пули, во сколько раз пуля легче оружия. Энергия отдачи у автомата Калашникова невелика и воспринимается стреляющим безболезненно. Правильное и однообразное удержание оружия уменьшает влияние отдачи и повышает результативность стрельбы. Наличие дульных тормозов-компенсаторов или компенсаторов у оружия улучшает результаты стрельбы очередями и уменьшает отдачу.

В момент выстрела ствол оружия в зависимости от угла возвышения занимает определённое положение. Полёт пули в воздухе начинается по прямой линии, представляющей продолжение оси канала ствола в момент вылета пули. Эта линия называется линией бросания. При полёте в воздухе на пулю действуют две силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха.

Сила тяжести всё больше отклоняет пулю вниз от линии бросания, а сила сопротивления воздуха замедляет движение пули. Под действием этих двух сил пуля продолжает полёт по кривой, расположенной ниже линии бросания. Форма траектории зависит от величины угла возвышения и начальной скорости пули, она влияет на величину дальности прямого выстрела, прикрытого, поражаемого и мёртвого пространства. С увеличением угла возвышения высота траектории и полная горизонтальная дальность полёта пули увеличиваются, но это происходит до известного предела. За этим пределом высота траектории продолжает увеличиваться, а полная горизонтальная дальность уменьшаться.

Угол возвышения, при котором полная горизонтальная дальность полёта пули становится наибольшей, называется углом наибольшей дальности. Величина угла наибольшей дальности для пуль различных видов оружия составляет около 35 °. Траектории, получаемые при углах возвышения, меньших угла наибольшей дальности, называются настильными.

Прямым выстрелом называется выстрел, при котором траектория полёта пули не поднимается над линией прицеливания выше цели на всём своём протяжении.

Дальность прямого выстрела зависит от высоты цели и настильности траектории. Чем выше цель и настильнее траектория, тем больше дальность прямого выстрела и, следовательно, расстояние, на котором цель может быть поражена с одной установкой прицела. Практическое значение прямого выстрела заключается в том, что в напряжённые моменты боя стрельба может вестись без перестановки прицела, при этом точка прицеливания по высоте будет выбираться по нижнему обрезу цели.

Пространство за укрытием, не пробиваемым пулей, от его гребня до точки встречи называется прикрытым пространством.

Прикрытое пространство тем больше, чем выше укрытие и настильнее траектория. Часть прикрытого пространства, на котором цель не может быть поражена при данной траектории, называется мёртвым (непоражаемым) пространством. Оно тем больше, чем больше высота укрытия, меньше высота цели и настильнее траектория. Другую часть прикрытого пространства, на которой цель может быть поражена, составляет поражаемое пространство.

Периодизация выстрела

Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001–0,06 с.). При выстреле различают четыре последовательных периода:

• предварительный;
• первый, или основной;
• второй;
• третий, или период последних 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 пулю с места и преодолеть сопротивление её оболочки врезанию в нарезы ствола. Это давление называется давлением форсирования; оно достигает 250–500 кг/см 2 в зависимости от устройства нарезов, веса пули и твёрдости её оболочки (например, у стрелкового оружия под патрон образца 1943 г. давление форсирования равно около 300 кг/см 2 ). Принимают, что горение порохового заряда в этом периоде происходит в постоянном объёме, 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 объёме. В начале периода, когда скорость движения пули по каналу ствола ещё невелика, количество газов растёт быстрее, чем объём запульного пространства (пространство между дном пули и дном гильзы), давление газов быстро повышается и достигает наибольшей величины (например, у стрелкового оружия под патрон образца 1943 г. — 2800 кг/см 2 , а под винтовочный патрон — 2900 кг/см 2 ). Это давление называется максимальным давлением.

Оно создается у стрелкового оружия при прохождении пулей 4–6 см пути. Затем вследствие быстрого увеличения скорости движения пули объём 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.

Второй период длится до 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 её движения. Спад давления во втором периоде происходит довольно быстро и у дульного среза дульное давление составляет у различных образцов оружия 300–900 кг/см 2 (например, у самозарядного карабина Симонова — 390 кг/см 2 , у станкового пулемёта Горюнова — 570 кг/см 2 ). Скорость пули в момент вылета её из канала ствола (дульная скорость) несколько меньше начальной скорости.

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 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, истекающие из канала ствола со скоростью 1200–2000 м/с, продолжают воздействовать 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. Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешено сопротивлением воздуха [1] .

Примечания

Смотри также

• Баллистика
• Огнестрельное оружие
• Определение дистанции выстрела и местонахождения стрелявшего
• Исследование следов выстрела
• Следы на пулях
• Следы на гильзах

Источник: crimlib.info

За доли секунды четыре периода выстрела

Слово «выстрел» в артиллерии употребляется в нескольких значениях и обозначает: совокупность процессов, протекающих в стволе огнестрельного оружия; комплект боеприпасов, предназначенных для стрельбы из этого оружия; момент вылета пули (снаряда) из канала ствола оружия энергией газов, образующихся при сгорании порохового заряда. Во внутренней баллистике слово «выстрел» употребляется в его первом значении.

Явлением выстрела называется совокупность механических, физических, химических, термодинамических и газодинамических процессов, проходящих в оружии от момента начала воспламенения заряда до момента окончания истечения пороховых газов из канала ствола оружия после вылета снаряда.

Явление выстрела включает следующие процессы:
— воспламенение пороха;
— горение пороха;
— образование пороховых газов;
— врезание ведущих поясков в нарезы;
— поступательное движение пули (снаряда);
— трение ведущих поясков о поверхность канала ствола;
— вращательное движение пули (снаряда);
— расширение пороховых газов;
— движение пороховых газов;
— движение элементов боевого заряда;
— изменение состава пороховых газов;
— теплопередача от пороховых газов к стенкам ствола;
— нагрев ствола;
— деформация ствола, пули (снаряда), гильзы;
— износ и разгар канала ствола;
— вытеснение воздуха из канала ствола;
— движение подвижных частей автоматики оружия;
— истечение пороховых газов из канала ствола;
— образование дульной волны;
— образование дульного пламени.

Перечисленные процессы могут протекать в одном или в нескольких периодах. Так, воспламенение пороха и врезание ведущих поясков в нарезы происходит в предварительном периоде, образование дульной волны — в периоде последействия. А движение пороховых газов протекает в четырех периодах — предварительном (пиростатическом), пиродинамическом, термодинамическом и последействия. Наибольшее число процессов совершается одновременно в пиродинамическом периоде, поэтому он является наиболее сложным и общим.

Перечисленные процессы не равноценны по их роли при решении основной задачи пиродинамики, т. е. с точки зрения раскрытия характера движения снаряда в канале ствола орудия. К основным процессам явления выстрела относятся:
— горение пороха;
— образование пороховых газов;
— расширение пороховых газов;
— поступательное движение снаряда;
— истечение пороховых газов из канала ствола.

Эти процессы во внутренней баллистике изучаются подробно.

Следует отметить, что горение пороха происходит сначала в постоянном объеме, а с момента начала движения пули (снаряда) — в переменном объеме, расширение пороховых газов происходит как при горении пороха, так и после его горения.

Во время выстрела из стрелкового оружия происходят следующие явления.

Стрельба из 7,62-мм снайперской винтовки Драгунова СВД-С

При спуске курка с боевого взвода боек ударяет по капсюлю боевого патрона, досланного в патронник, вызывая этим мгновенный взрыв ударного состава капсюля. Возникающее при этом сильное пламя через затравочные отверстия в дне гильзы проникает к пороховому заряду, воспламеняя со всех сторон зерна пороха.

Пороховой (боевой) заряд, почти одновременно загораясь, выделяет большое количество сильно нагретых упругих пороховых газов, создающих в канале ствола высокое давление на дно пули, дно и стенки гильзы, а также на стенки ствола и затвор. По мере сгорания заряда пороховым газам становится тесно в пороховой камере (патроннике).

Стремясь расшириться, они давят во все стороны с одинаковой силой, в том числе и на пулю. Встречая сопротивление прочных стенок ствола и дна гильзы, упирающейся в личинку затвора, пороховые газы распространяются в сторону наименьшего сопротивления, толкая перед собой пулю.

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), и 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 канала ствола вслед за пулей, при встрече с воздухом образуют пламя и ударную волну, которая является источником звука при выстреле.

В этом и состоит явление выстрела. Он протекает очень быстро. Так, пуля в стволе 7,62 мм магазинной винтовки Мосина образца 1891/30 гг. движется всего лишь около 0,0015 сек.

При выстреле из автоматического оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии пороховых газов, отводимых через отверстие в стенке ствола (например, автомат Калашникова АК-74, ручной пулемет Калашникова РПК-74; снайперская винтовка Драгунова СВД; единый пулемет Калашникова ПКМ), часть пороховых газов после прохождения пулей газоотводного отверстия устремляется через него в газовую камеру, ударяет в поршень и отбрасывает поршень с затворной рамой (толкатель с затвором) назад.

Пока затворная рама (стебель затвора) не пройдет определенное расстояние, обеспечивающее вылет пули из канала ствола, затвор продолжает запирать канал ствола. После вылета пули из канала ствола происходит его отпирание; затворная рама и затвор, двигаясь назад, сжимают возвратную (возвратно-боевую) пружину; затвор при этом извлекает из патронника гильзу. При движении вперед под действием сжатой пружины затвор досылает очередной патрон в патронник и вновь запирает канал ствола.

При выстреле из автоматического оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии отдачи (например, пистолет Макарова ПМ, автоматический пистолет Стечкина АПС, пистолет-пулемет Шпагина образца 1941 года ППШ), давление газов через дно гильзы передается на затвор и вызывает движение затвора с гильзой назад. Это движение начинается в момент, когда давление пороховых газов на дно гильзы преодолевает инерцию затвора и усилие возвратно-боевой пружины. Пуля к этому времени уже вылетает из канала ствола. Отходя назад, затвор сжимает возвратно-боевую пружину, затем под действием энергии сжатой пружины затвор движется вперед и досылает очередной патрон в патронник.

В некоторых образцах оружия (например, крупнокалиберный пулемет Владимирова КПВ, станковый пулемет «Максим» обр. 1910 года) под действием давления пороховых газов на дно гильзы вначале движется назад ствол вместе со сцепленным с ним затвором (замком). Пройдя некоторое расстояние, обеспечивающее вылет пули из канала ствола, ствол и затвор расцепляются, после чего затвор по инерции отходит в крайнее заднее положение и сжимает (растягивает) возвратную пружину, а ствол под действием пружины возвращается в переднее положение.

Стрельба из 5,45-мм автомата Калашникова АКС-74
с магазином емкостью 60 патронов

Явление выстрела характеризуется кратковременностью и сложностью, оно длится десятые и даже сотые доли секунды (0,001-0,06 сек), причем за столь короткий промежуток времени происходит множество процессов различной природы, связанных друг с другом.

Во время выстрела развиваются высокие давления, достигающие тысяч атмосфер, и высокие температуры до 3000 °C.

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.

Несмотря на кратковременность явления выстрела, его можно разделить на четыре последовательных периода.

Предварительный (или пиростатический) период длится от момента начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В течение этого периода в канале ствола по мере горения пороха количество пороховых газов увеличивается, в связи с чем быстро нарастает и давление газов, необходимое для того, чтобы сдвинуть пулю (снаряд) с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола. Когда оно достигает определенной величины, достаточной для преодоления сил сопротивления движению (обжимки пули в дульце гильзы, врезания пули в нарезы и др.), пуля начинает свое движение. Давление пороховых газов, которое необходимо для полного врезания пули в нарезы, называется давлением форсирования. В стрелковом оружии оно колеблется в пределах 25-50 МПа (250-500 кг/кв.см) при стрельбе оболочечными пулями, в зависимости от устройства нарезов, массы пули и твердости ее оболочки (например, у стрелкового оружия под 7,62 мм автоматный патрон образца 1943 года давление форсирования равно около 30 МПа (300 кг/кв.см).

Горение порохового заряда в этот период происходит в постоянном объеме, оболочка (поясок) пули (снаряда) врезается в нарезы мгновенно, а ее движение начинается сразу же при достижении в канале ствола давления форсирования.

Стрельба из 7,62-мм единого пулемета Калашникова ПКМ

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

В начале периода, когда пуля (снаряд) еще не приобрела большую скорость движения по каналу ствола, количество газов растет значительно быстрее, чем объем запульного (заснарядного) пространства (пространство между дном пули (снаряда) и дном гильзы), в силу чего давление газов в канале ствола быстро повышается и достигает наибольшей величины. Например, у стрелкового оружия, рассчитанного на использование 7,62 мм автоматного патрона образца 1943 года — 280 МПа (2800 кг/кв.см), а под 7,62 мм винтовочный патрон — 290 МПа (2900 кг/кв.см).

Это давление называется максимальным давлением. Оно создается у стрелкового оружия при прохождении пулей 4-6 см пути (снарядом 4-10 калибров). Затем, вследствие значительного увеличения скорости движения пули (снаряда), объем запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, и давление в канале ствола начинает постепенно снижаться.

В конце горения пороха давление пороховых газов составляет 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.

Максимальное давление, которое развивают пороховые газы в стволе 7,62 мм магазинной винтовки Мосина образца 1891/30 гг. при стрельбе легкой пулей — 285 МПа (2850 кг/кв.см), при стрельбе тяжелой пулей — до 320 МПа (3200 кг/кв.см). Максимальное давление пороховых газов в стволе 5,6 мм малокалиберной винтовки и пистолета равно 130 МПа (1300 кг/кв.см), а в стволе 7,62 мм револьвера «Наган» образца 1895 года — 110 МПа (1100 кг/кв.см).

Второй термодинамический период длится от момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули (снаряда) из канала ствола. С началом этого периода приток пороховых газов прекращается, однако сильно сжатые и нагретые газы расширяются и дальнейшее движение пули (снаряда) происходит под действием постоянного, свободно расширяющегося количества пороховых газов, которые, благодаря своей упругости, обладают еще большим запасом энергии; продолжая расширяться, они увеличивают скорость движения пули. Спад давления во втором периоде происходит быстрее, чем в конце первого периода, и у дульного среза дульное давление (т. е. давление пороховых газов в момент вылета пули из канала ствола) составляет у орудия 1/3, у различных образцов стрелкового оружия — 1/5 максимального давления — от 20 (200 кг/кв.см до 90 МПа (900 кг/кв.см). Например, у 5,6 мм малокалиберной винтовки ТОЗ-8 — около 20 МПа (200 кг/кв.см); у 7,62 мм магазинной винтовки Мосина образца 1891/30 гг. оно равно 41,6 МПа (416 кг/кв.см); у 7,62 мм самозарядного карабина Симонова СКС — 39 МПа (390 кг/кв.см), у 7,62 мм станкового пулемета Горюнова — 57 МПа (570 кг/кв.см). Скорость пули в момент вылета ее из канала ствола (дульная скорость) несколько меньше начальной скорости.

Характер изменения давления пороховых газов в канале ствола и нарастания скорости движения пули при стрельбе из винтовки обр. 1891/30 гг. и малокалиберной винтовки показан в таблице 1.

У некоторых видов стрелкового оружия, особенно короткоствольных (например у пистолета Макарова ПМ), второй период отсутствует, так как пуля вылетает из канала ствола раньше, чем успевает полностью сгореть пороховой заряд.

Третий период, или период последействия газов, длится от момента вылета пули (снаряда) из канала ствола до момента окончания истечения пороховых газов из канала ствола и прекращения действия пороховых газов на пулю (снаряд). В течение этого периода пороховые газы, вырываясь из канала ствола со скоростью 1200-2000 м/сек (значительно большей, чем скорость пули), продолжают на некотором расстоянии от дульного среза оружия (до 20 см) оказывать давление на дно пули и сообщают ей дополнительную скорость — до тех пор, пока сопротивление окружающей воздушной среды не станет равным давлению газов на дно пули. Следовательно, по мере продвижения пули в канале ствола скорость ее движения непрерывно возрастает, достигая наибольшей (максимальной) в конце третьего периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола. Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули (снаряда) будет уравновешено сопротивлением воздуха.

Стрельба из 23-мм спаренной зенитной установки ЗУ-23-2

В образцах стрелково-артиллерийского вооружения обычно имеют место все перечисленные периоды и только в редких случаях, когда окончание горения пороха происходит после вылета снаряда, отсутствует термодинамический период. В минометах, как правило, отсутствует период форсирования.

После прохождения дульного среза оружия пуля (снаряд) имеет максимальную скорость.

Нужно отметить, что характер нарастания давления пороховых газов в канале ствола в значительной мере зависит от плотности порохового заряда. С увеличением плотности заряда резко повышается скорость горения пороха, а следовательно, и нарастание давления газов, вплоть до возникновения детонации. Поэтому, во избежание несчастных случаев, не следует стрелять патронами с глубоко посаженными пулями.

Иногда после удара бойка по капсюлю выстрела может не произойти или он последует с некоторым запозданием. В первом случае происходит осечка, а во втором — затяжной выстрел.

Причиной осечки чаще всего бывает отсыревание ударного состава капсюля или порохового заряда, а также слабый удар бойка по капсюлю. Как известно, с повышением процента влажности порох горит медленнее, отчего и нарастание давления пороховых газов в канале ствола может происходить также замедленней.

Поэтому при отсыревшем пороховом заряде возможен затяжной выстрел, при котором между ударом бойка по капсюлю и звуком выстрела проходит заметный промежуток времени. При повышенной влажности заряда, а также недостаточной мощности капсюля луч пламени от взрыва капсюльного состава не может произвести одновременное зажжение всех пороховых зерен, а воспламеняет лишь близлежащие слои пороха, от которых следующие слои загораются через некоторый промежуток времени. В связи с этим, если после спуска курка выстрела не последовало, стрелок не должен торопиться с перезаряжанием оружия, а выждать несколько секунд, чтобы не мог произойти взрыв порохового заряда при открытом затворе и как следствие ранение стрелка и порча оружия. Если осечка произойдет при стрельбе из станкового гранатомета СПГ-9, то перед его разряжанием необходимо выждать не менее одной минуты.

В этом отношении наибольшую осторожность нужно проявлять при стрельбе патронами, длительное время хранившимися без герметической упаковки и в недостаточно сухом месте. Поэтому необходимо оберегать боеприпасы от влаги и содержать оружие в исправном состоянии.

Сергей Монетчиков
Фото Владимира Николайчука
и из архива автора
Братишка 07-2009

• Статьи » Мастерская
• Mercenary 20889 0

Источник: weaponland.ru