Она заряжает ствол и без колебаний

Вступление

С точки зрения человека, выстрел из оружия происходит мгновенно. Без специальной аппаратуры зрение человека не может разложить явление выстрела на составляющие и его самого, как такового, человек не видит. Мы его слышим, видим и если стреляем сами, то чувствуем его последствия (отдача). Однако выстрел состоит из нескольких периодов, о которых и пойдет речь далее.

Выстрел и его периоды

Выстрел из огнестрельного оружия это выброс пули из ствола стрелкового оружия энергией пороховых газов.

После взрыва капсюля и последующего за ним сгорания порохового заряда патрона выделяется большое количество энергии (100%).

От 25 до 35 % этой энергии тратится на поступательное движение пули по каналу ствола. Это основная работа данной системы, а значит КПД выстрела всего 0,25—0,35.

От 15 до 25 % этой энергии расходуется на другие работы связанные с движением пули, а именно:

  • Врезание в канал ствола (для нарезного оружия);
  • Преодоление силы трения;
  • Нагрев канала ствола;
  • Работу по выбросу гильзы (если есть);
  • Движение ствола;
  • Движение частей оружия;
  • Движения оружия в целом.

Более 40% энергии теряется и никак не используется при выстреле.

Время выстрела

Время выстрела это промежуток от взрыва капсюля до вылета пули из канала ствола. Длится выстрел 0,01— 0,06 секунд. Для сравнения время моргания человека около 0,05 сек.

Периоды выстрела

За короткое время выстрела проходят 4 следующих периода:

  • предварительный;
  • основной;
  • второй;
  • период последствий.

периоды выстрела график

Предварительный

Период с момента возгорания порохового заряда до врезки пули в канал ствола называют предварительный период выстрела.

Характеризуется данный период образованием давления газов, необходимого для сдвига пули с места и преодоление оболочкой пули сопротивления врезки пули в нарезку ствола.

Данное давление называют давление форсирования. Его величина 250—500 кг/см2 зависит от переменных величин: типа оружия, вес и тип пули.

Основной

Основной или первый период выстрела считают от момента начала движения пули до полного сгорания заряда пороха.

Начало горения порохового заряда происходит в малом пространстве между доньями пули и гильзы. В этом малом объёме давление газов достигает максимального значения и повышается до прохождения пулей 5±1 см. Называется это давление – максимальным давлением выстрела (в нарезном 3000— 4000 кгс/см2, в гладкоствольном 400—600 кгс/см2).

По мере движения пули объем пространства между пулей и гильзой увеличивается, при этом притока новых газов не происходит. Как следствие давление падает и по окончании основного периода падает на 30%. При этом, по окончании основного периода пуля разгоняется более чем в 300 раз.

Заряд пороха пули сгорает полностью, еще до вылета пули из ствола.

Второй

Это период считают от сгорания всего порохового заряда до выхода пули из ствола.

В этот период притока новых пороховых газов не происходит. Работают уже образовавшиеся газы, которые продолжают оказывать давление на пулю, увеличивая её скорость.

Характеризуется второй период снижением давления до 300-900 кг/см2 (гладкоствольного оружия 30—50 кгс/см2). Называется это давление дульное давление выстрела.

Дульная скорость (скорость при вылете из ствола) меньше начальной скорости пули при максимальном давлении выстрела.

периоды выстрела фото

Третий

Это период завершающий и называют его периодом последействия (действия) газов. Его считают с момента вылета пули из ствола до полного (НЕ сгорания), а прекращения действия газов на пулю.

За этот период газы, вылетая из канала ствола, продолжают оказывать воздействие на пулю, увеличивая её скорость до максимальной скорости выстрела. Набирает эту (максимальную) скорость пуля на расстоянии пару десятков сантиметров от среза канала ствола.

Заканчивается третий период, когда пуля перестает оказывать воздействие на пулю. Далее, до момента попадания в цель, пуля взаимодействует с воздухом.

длиннее = точнее? (меряться стволами (ликбез))

В очередной раз где-то прочёл расхожую глупость о том, что длинный ствол обязательно точнее короткого, бо даёт меньший разброс. Это, дорогой читатель, миф, понятно откуда берущийся, но непонятно отчего такой живучий. Дальнейшее = вольный пересказ старой телеги мэтра Мовильяти на эту тему (для справки — винтовки Мовильяти систематически держат половину угловой минуты до километра дистанции, по данному вопросу я ему доверяю безоговорочно) + размышления и дополнения там и сям по сусекам насребённые. Под термином «точность» далее по тексту подразумевается «кучность», что совсем не одно и то же, но читать легче.
Отчего винтовка стреляет точно
Для хорошей точности ствола (и в целом — оружия) нужно:
* качество сырья и изготовления
* шаг нарезов, подходящий для предполагаемого патрона
* патронник, по максимуму «обжимающий» габарит «go» от CIP
* жёсткое крепление ствола к коробке
* жёсткая ствольная коробка, соединённая с прикладом так, чтобы обеспечить одинаковую вибрацию от выстрела к выстрелу
* жёсткое крепление всех прицельных прибамбасов — колец, оптики, etc. (этот фактор, к слову, часто недооценивается — видал граждан, что закупались стволами по 5К и прицелами за столько же, но монтировали всё это хозяйство на пикатини и кольца из говнолюминия для ерьсофта, а потом удивлялись дичайшему разбросу в мишени)
При чём тут длина ствола
Да ни при чём. Длина ствола на собственную точность никаким боком не влияет, не влияла и не будет влиять. Ствол либо точен, либо говнян, независимо от длины. Более того, в массовом производстве, на меньшей длине ствола просто статистически меньше косяков, которые могут дурно отозваться на точности, плюс чем короче ствол, тем он жёстче, тем меньше он расширяется при нагреве, и тем проще обеспечить постоянную вибрацию.
Легенда о зависимости точности от длинноствольности создаётся и воспроизводится стрелками, которые хреновым результатам в мишени всегда ищут «убедительное» объяснение в области матчасти. Корни мифа уходят во времена, когда более длинный ствол позволял разнести прицельные типа диоптр+туннель на большее расстояние, и, таким образом, уменьшить ошибки прицеливания, происходящие исключительно от гражданина за прикладом.
Зачем вообще нужен длинный ствол
ОК, скажет внимательный читатель, отчего бы нам всем (до жиру богатеньким, оснащённым оптикой) в таком разе не стрелять из АКС74У, ар15оидов с 8″ стволом, SG 553 и прочих укоротов, уже зная правильный ответ — дульная скорость. В более длинном стволе за время прохождения пули успевает сгореть больше пороха, быстрее пулю разгоняя. (В какой-то момент, конечно, удлинять ствол становится бессмысленно, бо порох сгорел весь, и дальше пуля будет только тормозиться.) Иными словами, для каждого патрона существует идеальная длина ствола, где порох сгорел весь и потенциал его задействован по полной.
И таки влияет (и каки)
Фактор начальной скорости в конечном счёте таки влияет на кучность, поскольку таковая практически пропорциональна времени полёта пули; более медленная пуля ту же дистанцию будет лететь дольше, что начиная с какой-то дистанции может стать значимым.
Но так ли это важно на практике? Вот один гражданин во имя науки варварски коцает старенькую M40A1, дюйм за дюймом, и замеряет скорость на выходе. Разница между стволом 16″ и 20″ составляет 97 fps, то есть меньше 30 м/с. Прогнав это дело через JBM на 800м получаем около 4% разницы во времени подлёта, соответственно такую же разницу в разбросе. Не знаю как для кого (не бенчрестеры мы), но в полевых условиях думается 10 см тяжёлого ствола покажутся конкретно лишними.
(У более быстрой пули при прочих равных есть конечно ещё два достоинства — бóльшая настильность траектории (и соответственно бóльшая дистанция прямого выстрела), и бóльшая практическая максимальная дистанция огня. Но ни то ни другое собственно не про кучность.)
А как же гармоники колебаний, дульный срез на «узле», etc.
Если верить Мовильяти, все эти построения действительно научно достоверны, но имеют смысл только в лабораторных условиях — при практически постоянной температуре, со стволами одной и той же серии.
Сжатие-расширение со сменой температур (а при стрельбе температура ствола меняется огого), допуски ингредиентов при изготовлении стали от серии к серии, сильно влияют на частоту вибраций ствола и приводят к очень ограниченной применимости этой теории на практике.
Опять-таки, стоит отметить, что
1. конструкция с дульным срезом в «узле» колебаний — не аргумент в пользу короткого или длинного ствола, она вообще про другое.
2. влияние фактора собственных колебаний на точность — гораздо меньше, чем любого из других конструктивных факторов, перечисленных в начале
Другие засады с коротким стволом
Тут, в принципе, тоже всё понятно. Недогоралово пороха даёт на выходе огненный шар, дико демаскирующий. Шар этот не только освещает, но и по стрелку херачит; постреляв в небольшом помещении можно запросто пустить юшку с носа (наблюдал как-то раз). Всё это, в принципе, решаемо навеской большого глушителя, но решение сводит на нет единственное преимущество короткого ствола.
Кроме того, есть один немаловажный практический момент (к точности, опять-таки, отношения не имеющий), конкретно по НАТОвскому 5.56: поражение врага в большой степени основано на фрагментации пули внутри вражеской тушки. Фрагментация систематически наступает на скоростях выше 810 м/с, т. е. из коротких (10-12″) стволов — только в упор.
UPD: Геноссе Милчев говорит, что хуйня это. Фрагментация пуль, на которую столь долго дрочили авторы статей по терминальной баллистике, в природе наблюдается едва ли.
Главный вывод
Не стоит гнаться за длиной ствола, бо точность длинный ствол сам по себе не обеспечивает. Есть и другие, зачастую более важные, факторы, определяющие идеальную длину для конкретного применения.
Так отож, любі малята.

Основы баллистики

Начальная скорость пули…

Хотя гравитация и ветер являются основными факторами, влияющими на траекторию пули, существуют и другие, которые следует учитывать. Одним из них является начальная скорость пули.

Как начальная скорость пули влияет на внешнюю баллистику?

  • Скорость пули не уменьшает и не увеличивает влияние гравитации.
  • От нее зависит время, на протяжении которого на пулю влияет гравитация.
  • Три вещи определяют скорость: начальная скорость пули, ее эффективность и переменные среды.
  • Чем длиннее ствол, тем выше начальная скорость пули, но это не означает большую точность.
  • Температура также может влиять на скорость.

Надеемся, мы развеяли миф о том, что пуля с высокой начальной скоростью не подвержена влиянию гравитации. Вместо этого такая пуля просто быстрее попадает в цель и поэтому у гравитации будет меньше времени для влияния на ее траекторию. Кроме того, чем дольше пуля достигает цели, тем более параболической будет ее траектория.

К примеру, при стрельбе патроном калибра .308 Winchester пуля падает только на 4 дюйма на дистанции 100 и 200 метров, но на дистанциях 900 и 1000 метров отклонение составит уже 100 дюймов. Пуля начинает стремительнее снижаться по мере того, как теряет энергию и замедляется (требуется больше времени, чтобы преодолеть 100 метров).

Гравитация и ветер

На базовом уровне две основные вещи, которые будут влиять на траекторию пули, это гравитация и ветер . Все остальные переменные, о которых вы слышите – атмосферное давление, температура, высота и влажность — не влияют на траекторию пули. Эти переменные лишь определяют, как сильно сила тяжести и ветер будут влиять на пулю.

Конечно, есть другие вещи, которые будут влиять на траекторию пули. Например, вращение Земли и вращение пули могут изменить траекторию. Однако не стоит углубляться в это сразу, к этому лучше вернуться после того, как поймете основы.

Есть три переменные, которые определяют скорость пули на пути к цели:

  • Начальная скорость
  • Эффективность
  • Внешние переменные

Не попадитесь в ловушку, думая, что быстрее — всегда лучше. Есть много стрелков, которые гоняются за новейшим патроном, чтобы получить максимальное увеличение скорости. Да, у более быстрой пули есть преимущество, но одна лишь начальная скорость не является залогом точного выстрела.

Иногда более медленная пуля может быть более точной, отдачей от меньшего патрона легче управлять. В некоторых случаях более тяжелая, более медленная пуля может быть более эффективной – например, при охоте (например, .17 HMR против .30-06 Springfield во время охоты на лося).

Начальная скорость пули

Покидая ствол, пуля сразу начинает терять скорость. Так же, как она начинает снижаться под действием силы тяжести, она начинает замедляться из-за сопротивления воздуха.

Калибр в значительной степени определяет начальный диапазон скоростей пули. Та же самая пуля может быть выпущена быстрее с большим давлением до безопасного предела для определенного патрона. Как только вы достигнете предела давления, вам нужно будет перейти на калибр, способный выдерживать большее давление.

Еще один способ увеличить начальную скорость пули – снизить ее вес. При стрельбе патронами одного и того же калибра более легкая пуля может лететь быстрее. Однако, эта более легкая пуля будет замедляться быстрее из-за сопротивления воздуха, и на нее будет влиять ветер больше, чем на более тяжелую пулю, движущуюся с той же скоростью.

Длина ствола

Как правило, более длинный ствол обеспечивает более высокую скорость пули. Но это не всегда идет во благо.

Например, более короткий ствол позволяет снизить вес винтовки, что облегчает ее переноску и прицеливание.

Вы знаете, что еще может сделать более короткий ствол? Он может сделать винтовку более точной. Да, вы правильно прочитали. Более длинный ствол не обеспечивает большей точности; он лишь обеспечивает большую скорость.

Последовательность является ключом к точности. Более длинный ствол определенного диаметра может изгибаться больше, чем короткий ствол того же диаметра. Более короткий ствол является относительно «жестким». Представьте себе две палочки одинакового диаметра, но разной длины — чем длиннее, тем легче ее согнуть и сломать.

Температура

Начальная скорость пули не постоянна. Даже при использовании одного и того же патрона для одной и той же пули с одинаковым зарядом пороха более высокие температуры приведут к более высокой скорости.

Более высокие температуры могут наблюдаться из-за температуры окружающей среды (это жаркий день) и / или температуры вашей камеры (холодный день, но вы много стреляли).

Производители продолжают выпускать порох, который более устойчив к температуре (меньше подвержен влиянию температуры). Хотя достигнуты большие успехи, ни один из существующих продуктов не является полностью невосприимчивым к изменениям температуры. Вы должны стрелять при разных температурах и записывать, что происходит с вашей пулей.