Внутрішня балістика гладкоствольної рушниці дещо відрізняється від нарізної (наприклад, гвинтівки, штуцера).
Якщо максимальний робочий тиск порохових газів у сучасних гвинтівочних патронів може бути в межах від 1500 до 4000 атм, а дульні тиску від 200 до 450 атм, то у дробової рушниці 12-го калібру в першій третині каналу ствола при кращих сучасних патронах, споряджених дробовим бездимних піроксилінового порохом, воно дорівнює 400-450 атм, а дульні тиску -50 - 80 атм.
Якщо початкова швидкість, що розвивається гвинтівковими і нітроекспресснимі патронами, дорівнює 800-1000 м / сек, то початкова швидкість сучасних дробових патронів лежить в межах 400-425 м / сек.
У кульове зброю велика швидкість польоту снаряда дає багато переваг: більш положисту траєкторію, велика пробивна дія і великий гідродинамічний ефект.
У дробовом зброю швидкість польоту дробу і0, що становить понад 425 м / сек, недоцільна, так як з чим більшою швидкістю вилітає дріб з дульного зрізу стовбура, тим більший опір повітря вона зустрічає. Дріб, що має не вигідну в балістичної відношенні форму (навіть ідеальної кулі) при швидкостях V0 більше 425 м / сек, різко втрачає швидкість польоту на граничних дистанціях дійсного дробового пострілу в 40-50 м.
Таким чином, різниця в початкових швидкостях польоту дробу v0 = 375 м / сек і v0 = 425 м / сек майже невідчутна на відстані 35-40 м від дульного зрізу.
Крім того, великі швидкості польоту різко знижують купчастість бою, особливо при стрільбі м'якою дробом, яка більше деформується при проходженні по каналу ствола під час пострілу. Для стрільби на швидкостях дробового снаряда v0 = 425 м / сек необхідна тверда дріб, покрита до того ж і шаром ще більш твердого металу - міді або нікелю
Також недоцільна стрілянина свинцевими кулями без оболонки як з гладкоствольної, так і нарізної зброї при початкових швидкостях V0 понад 450 м / сек, так як при цьому відбувається оплавлення кулі від сильного тертя (великій швидкості) і куля зривається з нарізів.
Тиск порохових газів в різних точках каналу ствола рушниці дробу
Мал. 299. Крива тисків і крива швидкостей бездимного піроксилінового пороху в стволі рушниці дробу
Крива тиску порохових газів сучасного бездимного пластинчастого піроксилінового пороху і швидкість проходження снаряда в стволі 12-го калібру дані на рис. 299. Тиску в патроннику рушниці 12-го калібру зазвичай складають 400-450 кг / см2; 16-го калібру - 450-500 кг / см2 і 20-го калібру -500-550 кг / см2 при швидкостях польоту дробу не менше 400 м / сек Димний порох, як правило, дає великі дульні тиску і меншу швидкість польоту дробу (v0 = 360 м / сек).
Тиску в рушницю 12-го калібру: Таблиця 47
Залежність тиску порохових газів від ваги снаряда дробу
Тиск порохових газів в стовбурі знаходиться в залежності від наступних факторів.
1. Збільшення ваги снаряда дробу на 1 г при димному поросі викликає збільшення тиску: Таблиця 48
3. Тверда, так звана розжарена, дріб підвищує тиск порохових газів приблизно на 15% більше, ніж м'яка, виготовлена з чистого свинцю.
4. Потужність капсуля дає різницю в тиску порохових газів на 100 атм і більше.
5. Діаметр гільзи по відношенню до розмірів патронника надає також помітний вплив на тиск порохових газів. Гільзи, які вільно, з великим зазором, входять в патронник, дають менші тиску, ніж гільзи, добре пригнані по патроннику і досить щільно прилягають до його стінок в момент пострілу. Зменшення тиску через прорив газів, через погану обтюрациі, отрица тельно позначається на швидкості польоту дробу.
Зміна швидкостей польоту дробу при зміні ваги снаряда на 1 г
Збільшення ваги снаряда дробу на 1 г зменшує швидкість польоту дробу в порівнянні з початковою наступним чином (в м / сек):
Зменшення ваги снаряда збільшує швидкість на величини, зазначені в таблиці
Зміна тиску швидкостей при збільшенні навішування заряду пороху
Збільшення заряду пороху тягне за собою збільшення початкової швидкості польоту снаряда.
Якщо в рушницю будь-якого калібру збільшити заряд димного пороху на одну десяту частину ваги нормального заряду (що дає v0 = 360 м / сек), то швидкість збільшується: при звичайному поросі до 20 м / сек; при відбірному - до 23м / сек.
Заряд димного пороху, збільшений на 0, 1 г, підвищує початкову швидкість приблизно так: Таблиця 51
Примітка, р - тиск, v - швидкість.
Кульові патрони для нарізної мисливської та спортивної зброї і їх найважливіші характеристики
Стовбур гвинтівки і гвинтівок патрони
Довжина стовбура і калібр в країнах, де прийнята метрична система заходів, вимірюються в міліметрах. В Англії та США довжина ствола виражається в дюймах, а калібр - в тисячних (1/1000) і сотих (1/100) частках дюйма.
У стовбурах нарізної зброї слід розрізняти калібр між полями (діаметр між полями) від калібру нарізки, т. Е. Діаметру між заглибленнями нарізів.
З цих даних можна обчислити глибину нарізки за формулою:
Глибина нарізки = (калібр нарізки-калібр між полями) / 2
Нарізну мисливську зброю, з якої стріляють свинцевими кулями без оболонок, має більш глибоку нарізку - від 0, 25 до 0, 50 мм. Для нарізної мисливської зброї, призначеного для стрільби оболонковими і напів-оболонковими кулями, глибина нарізки може бути в межах від 0, 075 до 0, 14 мм, а у великих калібрів полуоболочечной куль (понад 9 мм) глибина нарізки доходить до 0, 16.
Причому слід зазначити, що глибина нарізки спортивної та мисливської зброї зазвичай дрібніше, ніж у армійського.
Число нарізів у мисливської зброї - чотири-сім. Нарізи бувають на всьому протязі каналу ствола постійної і прогресивної крутизни, т. Е. У міру наближення до дульного зрізу їх крутизна поступово збільшується.
Крутизна залежить від калібру, початкової швидкості, матеріалу і ваги кулі; чим більше калібр, початкова швидкість і вага кулі, тим положе нарізи.
Зазвичай нарізи мають праве обертання, але бувають і лівого обертання (англійське зброю Фосса і ін.).
До сих пір немає загальної єдиної міжнародної термінології для позначення калібру нарізної зброї, і в різних країнах він позначається по-різному.
Так, наприклад, в Радянському Союзі калібр позначають розміром по полях, т. Е. Номінальний розмір по полях, без урахування допуску на виготовлення.
Так як наші мисливці в більшості випадків використовують кульові патрони до нарізної мисливської зброї і зброя німецького виробництва, то слід на цьому зупинитися докладніше.
До теперішнього часу в Німеччині немає загальної термінології для позначення калібрів, і їх величина позначається у одних - по діаметру нарізів, у інших - по діаметру поля. Наприклад, 9, 3 мм позначає калібр - діаметр по нарізу, а калібр 7 мм - по діаметру поля. Деякі калібри позначаються неточно, наприклад калібр 6, 5 мм (по полях) позначають калібром 7 мм (по нарізу, діаметр яких майже дорівнює 7 мм).
У Німеччині існує два калібру 8 мм, які треба відрізняти один від іншого.
1) калібр, що вважається нормальним, мінімальний діаметр по полях дорівнює 7, 80 мм, мінімальний діаметр по нарізу дорівнює 8, 07 мм; патрони застосовуються 8x57, 8x60 і т. д .;
2) калібр S, або магнум: мінімальний діаметр по полях дорівнює 7, 89 мм, мінімальний діаметр по нарезам- 8, 20 мм. Наприклад, стовбур 8 Х 57 і т. Д. Даний калібр згодом став називатися 8 X57I і т. Д.
Всі ці патрони мають приставку I.
Закон про стрілянину (1939-1940 рр.) Уніфікував спортивна зброя таким чином: мінімальні величини стовбура для патронів 8X57I, 8X60, 8X68, 8X75. Для тих же патронів з індексом I діаметр по полях повинен бути рівний 7, 89 мм і діаметр по нарізу - 8, 20 мм.
Ці два різних калібру - 8 мм - до сих пір не представляли серйозної небезпеки: наприклад, в стовбурі 7, 80/8, 07 мм можуть застосовуватися патрони 8X57I або 8X57IК з кулями, у яких оголений свинцевий наконечник, призначеними для калібру 8 мм (7 , 89/8, 20); oпатрони 8X60 магнум можуть застосовуватися в стовбурах 8X60 вужчого калібру.
Значне підвищення тиску в обох випадках в багатозарядних рушниці (гвинтівках) не становить серйозної небезпеки.
У рушницях ж з відкидними стволами (трехстволка і штуцер), що мають стінки невеликої товщини, застосування цих патронів веде до великого ризику і може навіть викликати розриви стовбурів.
При застосуванні патронів без бортиків з кулею S і кулею магнум тиск газів невелика, так що помилкове застосування їх в старих вузьких калібрах не представляє небезпеки. Це означає, що тиску в стовбурі не перевищують найвищого тиску, допустимого міцністю стовбура.
Патрони з бортиками 8X57 R взагалі не споряджається кулею S. Патрони 8X60 S магнум, для відмінності від нормальних патронів 8X60, мають накатку (гофрування) бортика і наступний штамп (напис) на етикетці упаковки: "Вживати тільки в стовбурах 7, 89/8, 20 ".
Типом кулі, певним для обох калібрів 8 мм, є куля RWS в оболонці.
У Німеччині для позначення нарізних стволів мисливської та спортивної зброї вказуються два числа: перше з них означає калібр в мм, друге - довжину гільзи в мм.
На стовбурах нарізної зброї німецького виробництва, на денці патрона і на їх упаковці, крім калібру і довжини гільзи, вказується ще й наявність бортика. Наприклад, 7X57R означає калібр 7 мм, довжина гільзи - 57 мм, гільза з бортиком (рантом) - R. У патронів 8X57 IR (Infanterie - інфантерії, т. Е. Піхотна) з рантом ці знаки служать для відмінності від інших патронів того ж калібру і такої ж довжини гільзи, але іншої форми кулі, наприклад 8X57 / 360.
В Англії нарізну мисливську зброю і патрони до нього позначаються в тисячних частках дюйма.
У США калібр нарізної мисливської зброї та набоїв позначається в сотих частках дюйма. Так, наприклад, калібр 22 відповідає метрическому калібру 5, 6 мм (довгому патрону для малокаліберної гвинтівки).
Часто зустрічається в назвах патронів найменування фабрики або заводу, що випустив вперше певний їх тип: наприклад, "32-Вінчі-стер", "35-Ремінгтон", "45-Кольт" і т. Д.
Часто серед патронів одного і того ж калібру зустрічаються такі відмітні ознаки:
1) вага заряду димного пороху в гранах (1 г дорівнює 15, 4 грана, або 1 гран дорівнює 0, 065г); наприклад, 32-20 означає, що калібр дорівнює 0, 32 дюйма (8, 1 мм) і заряд димного пороху - 20 гран (1, 3 г). Таке позначення заряду димного пороху за традицією роблять навіть у патронів, які згодом вже споряджаються лише нітропорохів: наприклад, "25-35-Вінчестер";
2) у багатьох американських патронів, крім позначень, наведених вище, ще вказується і вага кулі: наприклад, 45-90-300. Це означає, що калібр дорівнює 0, 45 дюйма (11, 6 мм), заряд димного пороху 90 гран (6 г), вага кулі 300 гран (20 г).
Деякі німецькі гвинтівочні патрони, призначені для продажу на зовнішньому ринку, мають, крім метричного позначення калібру, і калібр в дюймах. Ці позначення наступні:
6, 5 мм чоловічий Шенауер 256
7 мм Маузер o 276
7, 65 мм Маузер 301
7, 9 мм (8 мм) 311 або 315
8 мм чоловічий Шенауер 315
10, 75 мм Маузер 423
Тривалість розвитку пострілу
Проміжок часу з моменту удару бойком по капсулі до моменту, коли снаряд (дріб, картеч або куля) покине дуловий зріз, називають тривалістю розвитку пострілу.
Тривалість розвитку пострілу у гвинтівочних патронів з високою дуловою швидкістю кулі становить близько 0, 002 сек. а у дрібних патронів - близько 0, 003 сек.
Збільшення тривалості розвитку пострілу в два-три рази проти норми вже стає помітним для досвідчених спортивних стрільців дробом.
Сорти димного мисливського пороху "Ведмідь" і "Олень" при нормальних наважках заряду і снаряда дають тривалість розвитку пострілу від 0, 0038 до 0, 0045 сек.
Бездимний порох марки "Сокіл Р" дає тривалість розвитку пострілу при нормальних наважках заряду і снаряда трохи вище нормативу.
Про Густині заряджання
У дробовом зброю під щільністю заряджання розуміється зусилля стиснення пороху картонною прокладкою і повстяними пижами.
Відомо, що одноманітність щільності заряджання дробових патронів можна отримати за допомогою пружинного навойника, а фіксувати досягнуту щільність заряджання потрібно закруткою вільного краю паперової гільзи.
З балістики відомо, що щільність заряджання має першорядне значення в перетворенні пороху в гази і впливає на всі інші, важливі в балістичної відношенні, величини (тиск у казенного зрізу, точка піки тиску, дуловий тиск, тривалість розвитку пострілу), а також впливає на процеси, що відбуваються поза стовбура вогнепальної зброї (дуловий полум'я, дуловий вогонь, віддача, швидкість польоту дробу, купчастість дробового снаряда).
Всі сорти бездимного пороху при сильно зниженій щільності заряджання спалахують повільно, а звідси - неповне використання заряду, затяжні постріли, дуловий вогонь і навіть "плювки".
Дослідами встановлено наступне зусилля, потрібне для найвигіднішої щільності заряджання бездимних порохів, що застосовуються для стрільби дробом:
Порох "Кречет" навіть і за цих умов погано згорає і дає високу дуловий тиск.
Підбором зерен пороху з однаковим ступенем пористості і одним і тим же розміром, щільністю заряджання, ступенем форсування повстяних пижів і картонної прокладки, підбором потужності капсуля можна повністю усунути дуловий вогонь. Зменшення дульного вогню в першу чергу залежить від якості пороху.
При дотриманні зазначених вище умов порох дає однаково короткий і чіткий по звуку постріл, а балістичні показники від пострілу до пострілу виходять більш постійними.
Процеси у дула
Тертя, яке утворюється при русі по стовбуру снаряда дробу, пижів або кулі, раптово припиняється, як тільки вони залишають дуловий зріз. У цей момент порохові гази діють на снаряд дробу і на пижі негативно, так як повідомляють їм додатковий поштовх і засмучують споряд отрута ін обі.
Природно, чим менше дуловий тиск порохових газів, тим більше постійним буде бій рушниці від пострілу до пострілу і тим слабкіше буде віддача.
Але дуловий тиск, рівне нулю, теж негативно позначається на результаті пострілу. В цьому випадку снаряд дробу не отримуватиме прискорення (наростання швидкості) в останній третині каналу ствола, через що знижується початкова швидкість польоту дробового снаряда.
В результаті численних досліджень встановлено, що дуловий тиск порохових газів в дробовом рушниця має бути в межах від 1/8 до 1/10 середнього тиску у казенного зрізу.
Для бездимного дробового пороху хорошої якості дуловий тиск майже у всіх калібрах не повинно перевищувати 40-50 атм.
Димний порох марок "Олень" і "Ведмідь" дає дуловий тиск в межах 85-95 кг / см2 при середніх тисках у патронник 300-325 атм (в 12-м калібрі).
Бездимний дробовий порох марки "Сокіл Р" дає дуловий тиск від 80 до 90 атм (в 16-м калібрі). Дуловий тиск бездимного пороху в два рази вище норми, що, безперечно, знижує якість пострілу.
Під час стрілянини бездимним порохом при деяких пострілах у дула рушниці з'являються "дуловий вогонь", а полум'я з дула.
Полум'я з дула, здебільшого з тёмнокраснимі мовами, відрізняється від яскравого вогню, що виходить при неповному згорянні пороху, - "дульного вогню", який виникає на невеликій відстані від дула і супроводжується гучним, розкотистим звуком.
Причиною "дульного вогню" може бути:
а) невідповідність товщини зерен бездимного пороху умов його практично повного згоряння в каналі ствола рушниці дробу;
б) всихання пижів і, отже, зменшення їх в діаметрі;
в) просочування осалкой пижа частини заряду пороху, прилеглого до пижа;
г) мала потужність капсуля;
д) погана якість прокладки на порох;
е) мала щільність заряджання.
Поява дульного вогню зазвичай спостерігається при затяжних пострілах і, крім різкого зниження швидкостей польоту дробу, становить відому небезпеку для каналу ствола, так як переносить точку максимального тиску ближче до його середини.
(Хоча це питання відноситься до зовнішньої балістики, але для зручності користування книгою включаємо його в цей розділ.)