ВНУТРЕННЯЯ БАЛЛИСТИКА

Огнестрельное оружие (рис. 31) можно представить как двигатель внутреннего сгорания с поступательным, но не возвратным ходом поршня. Цилиндр - это запираемый с одного конца ствол с каналом. Воспламеняющее устройство - это ударно-спусковой механизм и капсюль. Поршень с уплотняющими кольцами - это пыжи со снарядом или просто снаряд (у нарезного оружия).

При нажиме на спусковой крючок срабатывает ударный механизм, ударом воспламеняющий капсюль, находящийся в патроне, а от него загорается заряд пороха (это горючее вещество, как бензин, керосин или нефть у двигателей внутреннего сгорания). В зависимости от вида применяемого пороха характер его горения разный. Дымный порох сгорает быстро, но пороховых газов образует немного - лишь 40%, остальные 60% - твердые остатки. Объем его газов в 280-300 раз больше первоначального объема заряда. Горит он при температуре 2200-2300° С. Бездымный порох горит при температуре 2400° С и при одинаковой массе заряда выделяет в 3 раза больше газа, чем дымный порох. Бездымный порох почти не дает несгоревших остатков. Он в 3 раза сильнее дымного пороха. Так, при сгорании одного килограмма дымного пороха образуется 300 л газообразных продуктов, а при сгорании такого же количества бездымного пороха - 900 л газа.

Образовавшиеся при сгорании пороховые газы стремятся расшириться и занять как можно больший объем. Этому еще больше способствует высокая температура сгорания пороха (следует иметь в виду, что нагрев газа на каждые 273° С увеличивает его объем и упругость на 100%). В камере сгорания в короткий отрезок времени образуется очень высокое давление (например, у ружья 12-го калибра при дымном порохе 400-450 кгс/см² (392х10⁵ - 442х10⁵ Па), а при бездымном - 500-550 кгс/см² (490х10⁵ - 540х10⁵ Па). Газы давят во все стороны с примерно одинаковой силой и выходят там, где сопротивление оказывается наименьшим (рис. 32). В сторону затвора они пойти не могут, так как от давления стенки гильзы прижаты к поверхности патронника. Они не могут вытолкнуть гильзу назад: этому препятствует затвор, воспринимающий на себя давление пороховых газов. Но затвор прочно связан со всем ружьем, и он передает давление газов по продолжению оси канала ствола назад, стремясь переместить ружье в целом назад (так образуется отдача).

Стенки патронника и канала ствола, сделанные из специальной прочной стали, выдерживают это давление, но в пределах упругих деформаций увеличивают свой диаметр (в среднем до 0,2 мм). Слабым местом оказываются пыжи, снаряд и заделка дульца гильзы. Поэтому пыжи со снарядом под действием пороховых газов, преодолевая заделку дульца гильзы, движутся с нарастающей скоростью. То же происходит в цилиндре двигателя внутреннего сгорания под действием упругих газов от сгорания горючей смеси (бензина, керосина или нефти) с воздухом. Пороховые газы, продолжая давить на затвор, сообщают все возрастающую скорость и ружью в целом. Благодря тому, что ружье имеет значительно большую массу, чем пыжи и дробь или пуля, скорости движения у них получаются разные, т. е. обратно пропорциональные этим массам. Иными словами, ружье, имеющее б о льшую массу, приобретает меньшую скорость, а пуля, имеющая меньшую массу, получает б о льшую скорость. При выстреле под воздействием силы пороховых газов дробины в снаряде расклиниваются, сминают друг друга, и давление через периферийные дробинки передается на стенки ствольной трубки. Это ведет не только к деформации (смятию), но и к большому их истиранию о поверхность канала ствольной трубки. Вместе с тем стенки ствола под этим огромным давлением (значительно большим, чем давление самих пороховых газов) со стороны дробинок деформируются в пределах упругих деформаций, и канал ствола увеличивает свой диаметр в указанных выше пределах. При этом, чем крупнее окажутся дробины, тем большим будет и расклинивающее усилие между дробинами и их давление на поверхность канала ствола. Поэтому один и тот же заряд пороха при более крупной дроби дает меньшую начальную скорость ее движения. Уменьшает начальную скорость движения снаряда и дульное сужение, тормозящее снаряд в целом и особенно периферийные дробинки. Из-за этого дробовой снаряд при проходе дульного сужения приобретает несколько вытянутую форму.

Чем мельче порох, тем большее давление он развивает в патроннике канала ствола, но это не всегда приводит к увеличению начальной скорости движения снаряда. Лучше, когда порох развивает меньшее начальное давление, но его среднее давление по каналу ствола выше. Большая сила, действующая на значительном протяжении, сообщит снаряду большее ускорение, а следовательно, и большую начальную скорость.

Имеет значение и плотность заряжания, которая согласуется с физическими свойствами данного пороха.

Увеличивая плотность заряжания, можно заставить крупнозернистый порох гореть быстрее и образовывать повышенные давления в канале ствола, так же как с уменьшением плотности заряжания можно снизить давление в канале ствола при горении мелкозернистого пороха.

По мере продвижения снаряда по каналу ствола увеличивается объем заснарядного пространства, и хотя горение пороха продолжается, все же давление в канале ствола быстро падает и в дульной части у дробовых ружей доходит до 45-50 кгс/см² (до 442х10⁴ - 490х10⁴ Па), а у пулевых до 100 кгс/см² (до 981х10⁵ Па). В соответствии с развиваемым в данном месте канала ствола давлением пороховых газов стенки ствольной трубки делают разной толщины. Там, где давления больше, и стенки ствольной трубки толще.

Для хорошего боя ружья очень важно, чтобы канал ствола имел строго цилиндрическую или коническую форму на всем своем протяжении и на поверхности не было выхватов металла, а главное, чтобы стенки ствольной трубки были правильно профилированы и по мере продвижения от патронника к дульному срезу имели толщины, соответствующие тем давлениям, которые развиваются пороховыми газами в данном месте. У такого ствола увеличение диаметра канала будет происходить всегда на одну и ту же величину на всем его протяжении. Дробь не будет перестраиваться, и уменьшится вероятность прорыва газов между пыжами и стенками канала ствола. Такое ружье будет обладать хорошим и стабильным боем.

"Ухабистая" (волнистая) обработка наружных стенок ствольной трубки не может обеспечить хорошего боя, так как под действием одной и той же силы - давления пороховых газов - упругое расширение стенок ствольной трубки будет разным. Там, где образуется горб, стенка трубки будет толще и расширение ее меньше, а там, где впадина, - наоборот. Это приведет к тому, что, несмотря даже на идеальную внутреннюю обработку канала ствола, снаряд будет двигаться, как по ухабистой дороге, все время перестраиваясь и пропуская пороховые газы вперед.

Этим и объясняется мнимый "темперамент" ружей, выражающийся в разном качестве боя у одинаковых моделей при одинаковых патронах.

С увеличением длины ствола увеличивается (в определенных пределах) и начальная скорость движения снаряда. Чем дольше определенная сила действует на снаряд, тем большее ускорение она ему сообщает и тем большую скорость он приобретает. Так, с увеличением длины ствола на каждые 100 мм увеличивается и начальная скорость в среднем на 7-8 м/с. Но ружье с длинными стволами становится очень непосадистым, тяжелым, за все задевает, а выгода в приобретенной скорости незначительна. Проще добавить 0,05 г бездымного пороха.

При выстреле от резкого повышения давления в канале ствола происходит как бы удар по его стенкам, вызывающим звуковую волну по стволу. Вместе с тем ствол начинает вибрировать, и дульная часть ствола перемещается относительно казенной его части вверх и вниз. В зависимости от конструкции ружья и расположения металла на протяжении ствольной трубки, особенно на ее концах, ось канала ствола в дульном срезе может в момент вылета снаряда оказаться выше или ниже, чем она была до выстрела, и между осями образуется угол, называемый углом вылета снаряда. Если на концах стволов сосредоточена большая масса, угол вылета окажется отрицательным и ружье будет низить, а при легких концах стволов - высить. Кроме того, угол вылета зависит от толщины шейки ложи (чем она тоньше, тем больше вероятность, что ружье будет низить) и манеры прикладки ружья к плечу. Если приклад упереть в плечо носком, ружье будет высить, так как в момент выстрела его сильнее подбросит, и угол вылета увеличится в положительном направлении. И наоборот, если приклад опирается в плечо пяткой затылка, ружье будет низить.

При выстреле снаряд выталкивает из канала ствола находящийся там воздух и сжимает его (здесь начинается околодульная баллистика). Этот воздух с примесью пороховых газов образует звуковую волну, усиливающуюся при истечении пороховых газов из канала ствола, выходящих из него под большим давлением, за счет их расширения. Кроме того, догорающая часть пороха в смеси с воздухом при резком падении давления окружающей среды образует явление, подобное взрыву, и усиливает звук. К этому нужно добавить и баллистическую волну от вылетающего из канала ствола снаряда. Все это воспринимается нашим слухом, как громкий специфический звук. Чем короче ствол у ружья, тем сильнее эффект. Такой взрыв сопровождается пламенем.

Кроме того, в этот момент отдача ружья возрастает до максимума из-за реактивного действия истекающей из канала ствола струи пороховых газов не только от ее реакции на дно гильзы, но и из-за давления газов на дульный срез ствола.

Баллистические испытания ружей показывают, что максимальную скорость движения снаряд получает на некотором расстоянии от дульного среза, так как пороховые газы действуют еще на снаряд на протяжении 25 калибров данного ружья и дают приращение начальной скорости в пределах 2,5% (рис.33). Для пули это полезно, но очень вредно для дробового (сыпучего) снаряда, так как он разбрасывается в разные стороны. Чтобы свести к минимуму вредное воздействие пороховых газов и пыжей, в настоящее время широко применяют компенсаторы разных конструкций, основной смысл которых - выбросить максимальное количество пороховых газов вбок, а не по оси канала ствола за пыжами и дробовым снарядом. Не случайно в настоящее время начали применять пыжи-стаканчики из полиэтилена или полиэтиленовые рубашки на дробовой снаряд. Это предохраняет периферийные дробины от истирания, уменьшает трение снаряда о стенку канала ствола, увеличивает начальную скорость движения снаряда и предохраняет снаряд от проникновения в него пороховых газов.

В заключение этого раздела путем расчета покажем, как велико смещение ружья от отдачи до вылета снаряда из дульного среза и в результате реактивного действия газов при вылете снаряда из дульного среза. Это необходимо знать для того, чтобы ясно представлять, от чего зависит и как влияет отдача на результат стрельбы и на самого стрелка.

Пример. Масса ружья Q=3,6 кг; масса снаряда дроби вместе с пыжами q=35,5+3=38,5 г; масса заряда бездымного пороха w=2,2 г; длина пути движения снаряда (канала ствола) L=750 мм. Пренебрегая в знаменателе небольшой величиной q + 0,5w по сравнению с массой ружья Q=3,6 кг и подставляя в формулу значения величин, получим перемещение ружья к моменту вылета снаряда из дульного среза ствола:

Для определения величины перемещения ружья к концу действия пороховых газов в канале ствола, включая и период последействия, зададимся следующими величинами: дульным давлением в канале ствола Рд=50 кгс/см² (49х10⁵ Па); коэффициентом последействия газов B, получаемых из отношения скорости истечения пороховых газов из канала ствола u_г=1433 м/с к начальной скорости движения снаряда u_o=360 м/с, и, таким образом, получим:

Площадь поперечного сечения канала ствола S для ружья 12-го калибра (18,5 мм) будет

Длительность (время) периода последействия пороховых газов определится по формуле

Скорость отдачи к моменту вылета снаряда из дульного среза будет

Итак, максимальное перемещение ружья к концу действия газов в канале ствола (включая и период последействия) будет

Наибольшая скорость отдачи, без учета сопротивления движению, вызываемого упором приклада в плечо стрелка (так называемая свободная отдача), включая и период последействия газов, будет

Таким образом, энергия отдачи получится

Из приводимых расчетов видно, что свободное смещение ружья от сдачи до вылета снаряда из канала достаточно велико - 8,25 мм. т. е. около 1 см, что может очень серьезно повлиять на результат выстрела, если ружье недостаточно прикладистое. Окончательное смещение ружья в таком случае получается около 27 мм, что при неприкладистом ружье может привести к большим смещениям ружья в какую-либо сторону, нанести удар в плечо и затруднить произвести второй выстрел по цели.

Энергия отдачи при свободном смещении ружья довольно велика (4,1 кгс*м, или 40,2 Дж), даже при ружье солидной массы (3,6 кг). Это приведет к большому утомлению стрелка. Если использовать указанные выше патроны с массой снаряда 35,5 г и зарядом пороха 2,2 г в более легком ружье, то стрелок может быть травмирован и откажется от продолжения стрельбы, начнет бояться выстрела и приобретет очень плохие, трудно искореняемые привычки. Чтобы отдача воспринималась более терпимо, приклад ружья нужно всегда хорошо прижимать к плечу.

Эффективное использование энергии пороха находится в пределах от 20 до 30%. Увеличение массы снаряда на 1 г дает следующее увеличение давления:

Сильный капсюль может дать увеличение давления Р до 100 кгс/см² (до 9810х10⁴ Па) и более.

Увеличение заряда бездымного пороха на 0,05 г приводит к увеличению давления Р до 15-17 кгс/см² (до 147,2х10⁴ - 166,8х10⁴ Па) и начальной скорости v₀ до 5 м/с. С увеличением массы снаряда на 1 г начальная скорость уменьшается на 3,3 м/с, а с уменьшением, наоборот, увеличивается. Заряд дымного пороха массой 6 г при выстреле даст 1,8 л пороховых газов. Это же количество пороховых газов при бездымном порохе получается при сгорании 2 г пороха.

Для полноценного дробового выстрела очень важно, чтобы часть пороха сгорала при постоянном объеме камеры сгорания, а другая часть - при постоянном давлении (это соответствует циклу Саббатэ у двигателей внутреннего сгорания). Достигается такое сгорание пороха хорошей заделкой дульца гильзы: бумажной - способом "звездочки" или хорошей завальцовкой, металлической - заливкой дробового пыжа смесью парафина с канифолью в пропорции 1:1, а еще лучше - удержанием дробового пыжа лапками-держателями, просекаемыми в корпусе гильзы у ее дульца

Внешняя баллистика (образование траектории)

Внешняя баллистика нужна стрелку для ясного понимания влияния различных факторов на точность стрельбы и попадания в цель вообще, несмотря на то, что снаряд не летит по прямой линии, а по некоторой кривой.

Воображаемая линия, описываемая в пространстве центром тяжести двигающегося снаряда, называется траекторией (рис. 34). Образуется она под действием следующих сил: инерции, силы тяжести, силы сопротивления воздуха и силы, возникающей от разрежения воздуха за снарядом.

Когда на снаряд одновременно действуют несколько сил, то каждая из них сообщает ему определенное движение и положение снаряда по истечении некоторого отрезка времени определяется по правилу сложения движений, имеющих различное направление. Чтобы понять, как образуется траектория полета снаряда в пространстве, нужно рассмотреть каждую из действующих на снаряд сил в отдельности.

В баллистике принято рассматривать траекторию над (или под) горизонтом оружия. Горизонтом оружия называется воображаемая бесконечная горизонтальная плоскость, распространяющаяся во все стороны и проходящая через точку вылета. Точкой вылета называется центр дульного среза ствола. След от проходящей горизонтальной плоскости на рис. 34 изображается в виде горизонтальной линии.

Если допустить, что на снаряд после его вылета из канала ствола не действуют никакие силы, то снаряд, двигаясь по инерции, будет лететь в пространстве бесконечно, прямолинейно по направлению оси канала ствола и равномерно. Если же на него после вылета из канала ствола будет действовать только одна сила тяжести, то в этом случае он начнет падать строго вертикально вниз по направлению к центру Земли, подчиняясь законам свободного падения тел. Тогда, согласно приводимой формуле, высота падения Н через определенные отрезки времени определится как

где g-ускорение свободного падения (9,81 м/с²).

Подставляя в эту формулу соответствующие числовые величины, определим высоту падения к концу 1, 2, 3, 4-й с и т. д. Соответственно получим 4,9; 19,6; 44,1; 78,4 м и т. д. Траекторией полета пули окажется прямая вертикальная линия.

Представим себе, что на снаряд действуют только две силы при выстреле в безвоздушном пространстве: сила инерции и сила земного притяжения. Тогда по продолжению оси канала ствола отложим в масштабе равные отрезки, соответствующие величине начальной скорости, а из точки вылета от горизонта оружия вниз отложим найденные нами величины высоты свободного падения тела в конце 1, 2, 3, 4-й с и т. д. По правилу параллелограмма найдем точки пересечения между прямыми, опущенными по вертикали из концов отрезков, характеризующих положение снаряда в конце 1, 2, 3, 4-й с и т. д., и прямыми, параллельными оси канала ствола, проведенными из концов отрезков высот свободного падения за 1, 2, 3, 4-ю с и т. д. По этим точкам пересечений опишем кривую. Получится правильная, симметричная по форме кривая, именуемая параболой.

На кривой траектории полета снаряда различают следующие элементы: самая высшая точка кривой над горизонтом оружия называется вершиной траектории, часть кривой от точки вылета до вершины - восходящей ветвью траектории, а от вершины до точки пересечения кривой с горизонтом оружия (т. е. до точки падения) - нисходящей ветвью траектории. В безвоздушном пространстве восходящая и нисходящая части траектории совершенно одинаковые. Из этого следует, что форма траектории в безвоздушном пространстве зависит только от начальной скорости и угла, под которым брошен снаряд (этот угол называется углом бросания). Вертикальное понижение траектории относительно линии продолжения оси канала ствола зависит только от времени движения снаряда.

В действительности под действием сопротивления воздуха траектория полета снаряда никогда не бывает симметричной: ее восходящая ветвь более пологая и длинная, чем нисходящая. Величины ветвей траектории обычно находятся в отношении 6:4.

Сопротивление воздуха движущемуся телу зависит от скорости его движения. Установлено, что при скоростях до 240 м/с сопротивление воздуха пропорционально квадрату скорости; при более высоких скоростях - третьей их степени и больше. По расчетам из эмпирической формулы, сила сопротивления воздуха для винтовки образца 1891-1930 гг. равна 3,5 кгс (34,3 Н). Потеря скорости пули образца 1908 г., винтовки образца 1891-1930 гг. под влиянием сопротивления воздуха выглядит следующим образом:

Падение скорости полета пули и дроби под влиянием сопротивления воздуха хорошо иллюстрируется табл. 6 и 7.

Стрельба всегда происходит под действием указанных выше сил. Если ось канала ствола строго совместить с центром цели, попадания в цель не будет, так как снаряд раньше ударится о землю, чем долетит до цели. По этой причине продолжение оси канала ствола нужно поднять над горизонтом оружия настолько, чтобы, снижаясь, снаряд встретился с целью. Угол, образуемый между продолжением оси канала ствола и горизонтом оружия, называется углом возвышения.

Однако, как ранее отмечалось, снаряд при вылете из канала ствола из-за вибрации ствола и смещения ружья образует угол вылета, и потому при выстреле ось канала ствола составляет с горизонтом оружия фактический угол, под которым снаряд был выброшен в сторону цели, - угол бросания. Если угол вылета будет отрицательным, то угол возвышения будет больше угла бросания на величину угла вылета, а если угол вылета окажется положительным, то угол возвышения будет меньше угла бросания на величину угла вылета. Только в этом случае снаряд долетит до цели.

Из баллистики известно, что при стрельбе в безвоздушном пространстве наибольшая горизонтальная дальность полета снаряда соответствует углу бросания 45°. Таким образом, при увеличении угла бросания от 0 до 45° дальность полета снаряда возрастает, а при увеличении угла бросания от 45 до 90° горизонтальная дальность полета снаряда убывает от максимума до нуля. Угол бросания, соответствующий максимальной дальности полета снаряда, в баллистике принято называть углом наибольшей дальности.

В действительности угол наибольшей дальности никогда не бывает 45°, а в зависимости от массы и формы снаряда колеблется от 28 до 43°. Для современного нарезного оружия угол наибольшей дальности равен 35°. для дробового - 30-32°.

Существует простое практическое правило: максимальная дальность полета дроби приблизительно равна такому числу сотен метров, какое число целых миллиметров имеет диаметр отдельной дробины, выстреленной с максимальной начальной скоростью 375-400 м/с. Так, дробь № 7 (2,5 мм) летит на 250 м. В зависимости от массы дробин их окончательные скорости на предельной дальности в точке падения пропорциональны их массам, по абсолютной величине близки между собой и примерно соответствуют скоростям падения при выстреле строго вертикально вверх. Для дроби 30-45, для картечи 45-50 и для круглых пуль - 50-70 м/с.

Мелкая дробь на указанных расстояниях малоопасна. Крупная дробь и картечь опасны при попадании в лицо (особенно в глаз), а круглые пули диаметром 10 мм и более могут причинить человеку ранение или контузию. В этой же связи опасен снаряд при выстреле строго вертикально вверх.

По данным Нейсмансвальдской испытательной станции [5], при начальной скорости vo=360 м/с для стрельбы вертикально вверх были получены следующие данные:

Скорость всякого свободно падающего тела в воздушном пространстве возрастает до определенного предела, зависящего от массы и формы тела, но не от высоты падения. За этим пределом движение происходит с постоянной скоростью. Наступает он, когда сопротивление воздуха оказывается равным силе тяжести. После этого падение будет происходить с постоянной предельной скоростью: чем тяжелее тело, тем больше будет абсолютная величина его предельной скорости.

Все описанные снарядами траектории при углах бросания, оказывающихся меньше угла наибольшей дальности, называются настильными, а больше его - навесными.

На практике гораздо удобнее пользоваться не углом возвышения, а углом прицеливания, между линией прицеливания, проходящей от глаза стрелка через середину прорези прицела (а если ее нет, то через середину щитка ствольной коробки) и вершину мушки в точку прицеливания, и линией возвышения, являющейся продолжением оси канала ствола до выстрела.

Устройство прицельных приспособлений и метод прицеливания основаны на условной взаимозаменяемости углов прицеливания и возвышения. При дальней стрельбе эта взаимозаменяемость остается в силе только в том случае, когда стрелок и цель находятся приблизительно на одном уровне (горизонте). При несоблюдении этого условия дальность полета пули не будет соответствовать установке прицела. Это необходимо учитывать, стреляя в горах.

Угол, заключенный между горизонтом оружия и линией прицеливания, когда они не параллельны между собой, образует некоторый угол, называемый углом места цели. Если цель ниже горизонта, угол места цели отрицательный, а если выше него - положительный.

При стрельбе по горизонтальным целям (когда линия прицеливания оказывается параллельной горизонту оружия) угол между направлениями силы инерции снаряда и силы тяжести составляет примерно 90°.

При больших абсолютных величинах угла места цели (больших +15° или -15°) угол между силой инерции и силой тяжести либо становится меньшим 90° и стремится к нулю, либо становится большим 90° и стремится к 180°. В первом случае сила инерции приближается к вертикали и все больше действует в сторону, противоположную силе тяжести. Тогда скорость полета снаряда убывает быстрее и сокращается дальность полета, но восходящая ветвь траектории спрямляется и делается более настильной и при выстреле строго вертикально превращается в прямую линию. При стрельбе под большим углом вниз тоже происходит спрямление восходящей ветви траектории, но в этом случае скорость пули несколько возрастает, так как сила тяжести и сила инерции все больше и больше совпадают. Как в первом, так и во втором случае при обычном прицеливании ружье начинает высить. При этом нужно либо уменьшать высоту прицела, либо понижать точку прицеливания.

Увеличение начальной скорости также дает спрямление восходящей ветви траектории и ружье тоже начинает высить при обычном прицеливании, однако это выгодно, так как увеличивается дальность прямого выстрела, когда с постоянным (одним и тем же) прицелом можно стрелять на многие дистанции. Одновременно увеличивается и общая дальность полета снаряда. Вместе с тем уменьшается время его полета на ту или иную дистанцию, что дает возможность уменьшить вынос точки прицеливания при стрельбе по подвижным целям, а это увеличивает точность и эффективность стрельбы.

В прямой зависимости от начальной скорости находятся величины углов возвышения и бросания. С увеличением начальной скорости угол бросания должен уменьшаться и наоборот.

На отклонение точки попадания влияют и атмосферные условия: температура, ветер и атмосферное давление (особенно в горах при стрельбе на дальние дистанции). С повышением температуры ружье высит, с понижением низит. Нормальной температурой считается 15°С.

При попутном ветре снаряд летит дальше и попадает выше, а при встречном ложится ближе и ниже. С уменьшением барометрического давления снаряд летит дальше и попадает выше, а с возрастанием - наоборот. Дело в том, что с повышением температуры один и тот же заряд пороха горит сильнее и сообщает снаряду б о льшую скорость; вместе с тем уменьшается и плотность воздуха. С понижением температуры все происходит наоборот.

Попутный ветер увеличивает скорость полета снаряда (так как их скорости складываются), а встречный тормозит (их скорости друг из друга вычитаются). С падением барометрического давления уменьшаются плотность и сопротивление воздуха, снаряд дольше сохраняет полученную им начальную скорость, летит дальше и попадает выше, а с увеличением давления все происходит наоборот.

На точность стрельбы влияет деривация пули у нарезного ружья, являющаяся результатом действия двух вращающих усилий - вращения вокруг продольной оси и поперечной (экваториальной), проходящей через центр тяжести пули от опрокидывающего действия силы сопротивления воздуха.

Отклонение пули под влиянием ветра зависит от калибра пули (от продольной нагрузки пули): чем больше калибр, тем меньше сказывается влияние ветра. На дальность полета, спрямление траектории и пробивное действие влияет поперечная нагрузка пули, т. е. отношение массы пули к единице площади ее поперечного сечения (масса в граммах на 1 мм²). Чем выше поперечная нагрузка, тем лучше сохраняет пуля свою начальную скорость. Иными словами, чем тяжелее пуля при одном и том же калибре, тем выше ее баллистические качества.

Пуля, имеющая б о льшую скорость при попадании в цель и большее удельное давление на единицу площади цели, пробивает ее более эффективно и причиняет б о льшие разрушения. В баллистике существует положение, что действие силы сопротивления воздуха обратно пропорционально поперечной нагрузке снаряда.

Огромное значение имеет и форма снаряда, так как от этого зависит величина сопротивления воздуха и его разрежение позади снаряда. Наиболее эффективны продолговатые остроконечные удобообтекаемые пули с большой поперечной нагрузкой.

С увеличением диаметра дробины, картечины или круглой пули ее поперечная нагрузка возрастает быстрее, чем площадь поперечного сечения, так как масса этих снарядов растет быстрее, чем поперечное сечение. Сопротивление же воздуха хотя и растет с увеличением диаметра круглой пули, yо значительно меньше, чем поперечная нагрузка. Вот почему, желая повысить эффективную дальность стрельбы, переходят от более мелкой дроби к более крупной. При одной и той же начальной скорости дробины различных номеров при удалении от дульного среза ствола только на 5 м имеют уже значительную разницу в скорости полета. Например, у дробины № 7 (2,5 мм) на расстоянии 5 м от дульного среза ствола скорость на 30 м/с меньше, чем у крупной картечи.

С увеличением (или уменьшением) температуры на каждые 10° С начальная скорость дробового снаряда увеличивается (или убывает) на 7 м/с. Скорость полета дроби зимой падает быстрее, чем летом (на дистанции 50 м на 15%). Живая сила (резкость) дроби зимой уже на дистанции 40 м уменьшается на 20%, на дистанции 50 м - на 30%. Траектория полета дробового снаряда зимой становится более крутой, чем летом. Для борьбы с этим явлением прибегают к увеличению заряда пороха и к увеличению размера дроби по диаметру (т. е. к уменьшению ее номера).

Для надежного поражения цели дробью необходимо выполнить три условия: 1) масса одной дробины должна быть в среднем равна 1/5000 общей массы отстреливаемого животного; 2) в тушу животного должно попадать 4-5 дробин указанной массы; 3) скорость дробины должна быть в момент попадания не ниже 150 м/с. При несоблюдении одного из указанных требований неизбежны подранки.

Разные литературные источники указывают скорость 190, 200 и 230 м/с. Эти значения, конечно, достаточны для поражения цели и более эффективны, чем 150 м/с. Но тогда возникает вопрос - можно ли стрелять из дробового ружья дробью на дистанцию 50 м? Все литературные источники сходятся в том, что 50 м - это предельная дистанция боя дробового ружья. Но в таком случае их авторы противоречат сами себе. Если принять остаточную скорость 230 м/с, то при начальной скорости снаряда 325 м/с (по убойности дроби) можно будет стрелять дробью № 9 на дистанцию 17,5 м, дробью № 7 - на 20 м, дробью № 5 - на 25 м, дробью № 1 - на 30 м и только дробью № 4/0 (5,0 мм) - на 35 м, так как дробины только на указанные дальности сохраняют еще скорость 235 м/с.

Дистанция 35 м считается средней для стрельбы из дробового ружья, на эту дистанцию пристреливают все дробовые ружья. Тогда зачем мы пристреливаем ружья на дистанцию 35 м, если остаточную скоросгь 230 м/с дробь имеет только при № 4/0 (5,0 мм)? Абсурдность такого утверждения совершенно очевидна.

Несколько лучше обстоит дело с окончательной скоростью 190 м/с. В этом случае, кроме дроби № 4/0, можно еще использовать дробь № 1 (4.0 мм) на дистанцию 50 м. При остаточной скорости 150 м/с можно стрелять дробью № 9 (2,0 мм) - до 35 м включительно, № 8 (2,25 мм) - до 40 м, № 7 (2,50 мм) - до 45 м, № 6 (2,75 мм) и № 5 (3,0 мм) - до 50 м, № 3 (3,5 мм) - до 60 м, № 1 (4,0 мм) - до 70 м и № 4/0 (5,0 мм) - до 85 м. Мы не хотим сказать, что следует стрелять на эти дистанции, так как попасть в цель на таком расстоянии 4-5 дробинами совершенно невозможно. Следовательно, дичь не будет взята охотником, хотя она и может получить смертельное ранение.

При конечной скорости 80 м/с дробь проникает в мускульные ткани животного, но не способна дробить его кости. Для спортивной стрельбы по летящим мишеням при твердой и плакированной дроби желательна начальная скорость vо=400-425 м/с. Надежное поражение мишени обеспечивается попаданием 2-3 дробин.

В дробовом снопе скорости дробин различны и в среднем разность их колеблется в пределах 8,5 м/с (например, для дроби № 6 (2,75 мм) на дистанции 30 м).

Для ствола с чоковой сверловкой скорости периферийных дробин, находящихся на границе мишени диаметром 75 см, на дистанции 25 м на 8-9% меньше, чем у центральных, для ствола с цилиндрической сверловкой - около 15%.

При выстреле из дробового ружья дробовой снаряд не летит компактной массой, а рассеивается в пространстве по кругу и вытягивается в длину, и чем дальше от дульного среза, тем больше (см. рис. 34, 35 и 36). В табл. 8 приведены некоторые интересные данные Неймансвальдской испытательной станции, полученные при начальной скорости движения снаряда v_o=360 м/с.

Растяжка дробового снопа впервые определялась английским инженером М. Гриффитом [5] с помощью колеса диаметром 3,6 м, вращавшегося с окружной скоростью в 60 м/с (рис. 35).

По исследованиям Неймансвальдской испытательной станции [5], для дистанций стрельбы от 20 до 50 м был построен график диаметров рассеивания дроби. Автор данной книги дополнил его для дистанций от 0 до 20 м и от 50 до 100 м, используя закономерности и характер кривых, полученных Неймансвальдской испытательной станцией [5]. Это представляет большой интерес при решении вопросов по технике безопасности во время проектирования охотничьих стрельбищ, при рассмотрении судебно-следственных вопросов и, наконец, для расширения общего кругозора у стрелков-охотников по технике безопасности, чтобы они отчетливее представляли себе опасность выстрела в близком направлении на людей или домашних животных (рис. 36). Этот график дает возможность определить по дистанции стрельбы и характеру сверловки канала ствола диаметр круга максимального рассеивания дроби или по диаметру рассеивания дроби и типу сверловки ствола определить дистанцию стрельбы.

По данным американской испытательной станции фирмы "Ремингтон" [22], зона дробового выстрела разбивается на четыре участка (рис. 37): 1 - участок от дульного среза до 17 м для ствола сверловки "цилиндр с напором", для получока - до 21 м и для полного чока - до 24 м, где кучность очень велика и стрелять не следует; 2 - участок 100%-ного попадания; 3 - участок, идеальный для стрельбы; 4 - участок допустимой стрельбы, где в круг 76,2 см еще попадает 47-52% дроби (рис.37).

Положение дробин и пыжей в дробовом снопе, форма его и характер изменения снопа при полете в воздушном пространстве в зависимости от типа дульного устройства ствола, по мере удаления дроби от дульного среза, хорошо видны на рис. 38, 39 и 40.

Инженер А. Можаров [15] провел интересные испытания различных способов снаряжения патронов и установил при помощи специальных приборов, как они влияют на скорость полета дробового снаряда в 10 м от дульного среза ствола (v₁₀).

При первом способе снаряжения патронов на порох ставился картонный пыж толщиной 1,8 мм, диаметром 19,3 мм для 12-го калибра. Все пыжи (в том числе и войлочные) досылались до пороха с усилием сжатия навойником 6-8 кгс (58,9-78,5 Н).

При втором способе снаряжения патронов на порох ставился картонный пыж толщиной 0,5-0,6 мм, изготовляемый нашими заводами и находящийся в продаже. Усилие сжатия всех пыжей было таким же, как и в первом случае.

При третьем способе снаряжения патронов на порох картонный пыж не ставился, а непосредственно на порох клались войлочные пыжи и сжимались с усилием 6-8 кгс (58,9-78,5 Н). Во всех случаях применялся бездымный порох "С