Максимальное давление в гладкоствольном ружье

Есть два официальных метода измерения Рмах:

• пьезо - основывается на пьезоэлектрическом эффекте. При сжатии некоторых кристаллов на их боковых поверхностях возникает разность потенциалов, пропорциональная усилию сжатия. Им пользуются производители патронов и оружия в большинстве стран;
• крешерный метод - по деформации медного цилиндра, для оружия изготовленного в СССР и РФ применяется до сей поры испытательные патроны с давлением определенным крешерным методом.
• Используется так же метод измерения давления в стволе тензо датчиком, который реагирует на изменение размеров ствола под действием давления пороховых газов. Это метод позволяет измерять давление без сверления специального отверстия в патроне, как это предусмотрено при испытании в баллистическом стволе. Тензодатчик может быть установлен на любое ружье. Тензодатчик по точности измерений не уступает пьезо.

Промышленностью выпускается комплекты оборудования с тензодатчиком, позволяющие на основе любого ружья в сочетании с хронографами создать мобильный баллистический измерительный комплекс.

Крешеный метод фиксирует только величину Рмах, в то время как пьезо- и тензодатчики позволяют измерять давление на всем протяжении ствола.

ПМК и ГОСТ предусматривают разные величины Рмах в зависимости от способа измерения.

Это вносит некоторую путаницу, производители патронов при их маркировке указывают Рмах по пьезо методу измерения.
Для не магнум ружей 12 калибра среднее максимальное экспуатационное давление измеренное крешерным методом 60МПа соответствует 74 МПа если давление измеряется пьезо или тензо датчиком. Для магнум ружей 90 МПа (креш) или 104 МПа (пьезо).

Те страны, которые являются членами ПМК - Постоянной Международной Комиссии по испытанию ручного огнестрельного оружия Брюссельской Конвенции, имеют одинаковые условия испытания охотничьего оружия. В соответствии с решением ПМК испытательные патроны должны иметь среднее максимальное давление пороховых газов на 30% больше среднего максимального давления пороховых газов эксплуатационных патронов.

Рмах измеряется датчиком, установленным на расстоянии 25-30 мм от казенного среза.

С 1984 г. в СССР изменены условия проверки на прочность гладкоствольных ружей, согласно ГОСТ 23746-79 «Оружие спортивное и охотничье. Параметрические ряды калибров оружия и патронов к нему».

Ружья, предназначенные для стрельбы патронами со средним значением максимального давления пороховых газов в канале ствола, не превышающим 65 МПа (калибры 10 и 12), 68 МПа (калибр 16) и 72 МПа (калибры 20, 28 и 32), подвергают испытаниям патронами, имеющими среднее значение максимального давления пороховых газов для 10-го и 12-го калибров - 84,5 МПа, для 16-го - 68 МПа 918, для 20, 28-го и 32-го калибров - 68 МПа 969 кгс/см2, на стволы и коробку ружья наносят клеймо - букву П в круге - (П)

Если же оружие изготавливается для стрельбы патронами увеличенной мощности со средним значением максимального давления пороховых газов, равным 90 МПа, все ружья с длиной патронника 76 и 89 мм, то для его испытания применяют патроны со средним значением максимального давления пороховых газов, равным 120 МПа. В этом случае на стволы и коробку ружья наносят клеймо, состоящее из буквы П в двойном круге - О)

Кроме того, при вышеописанных испытаниях на прочность оружия делают еще один дополнительный выстрел вторым патроном со средним значением промежуточного давления пороховых газов в 162 мм от казенного среза ствола не менее 50 МПа.
С.М. Шейнин пишет, что для обеспечения требований ПМК возникли трудность по созданию испытательного патрона для второго выстрела т.к. советская промышленность не выпускала порохов такой степени прогрессивности позволяющие получить такие высокие давления в сечении 162 мм. Патроны удалось создать на основе пороха Барс.

Некоторые производители испытывают свои ружья давлением, превышающим требования ПМК. Так Фабарм испытывает давлением 1630 бар, а Браунинг 1730 бар . Метод измерения давления пьезо. Информация о величине испытательного давления наносится на стволы и ствольную коробку.

Требования ПМК и ГОСТ касающиеся патронов, распространяются только на патроны выпускаемые промышленностью.

Современные гладкоствольные ружья обладают значительным запасом прочности.

Главный конструктор Ижевского механического завода Н. Л. Изметинский сообщал об испытаниях ружей ИЖ-54 12 калибра и ИЖ- 58 16 калибра. Стреляли патронами, в которых постепенно увеличивали вес заряда пороха Сокол до 6г. Вес снаряда дроби при этом оставался неизменным 35 г в 12 калибре и 30 г в шестнадцатом. После чего никаких повреждений и изменений в ружьях обнаружено не было. Только при увеличении навески пороха Сокол до 7 г при весе дроби 35 г в обоих стволах ИЖ-54 были зафиксированы раздутия. Давление при этом было выше 2000 бар, т.е. более чем в три раза превышало давление нормального патрона.

Однако из этого не следует делать вывод о возможности применении таких навесок при снаряжении патронов для охоты.

Без специального оборудования, баллистического ствола определить максимальное давление не возможно. Рмах выше нормы, когда поддуло капсюль или вырвало трубку из донца гильзы или вообще не открывается ружье.

По отдаче нельзя судить о величине максимального давления.

Энергия отдачи находится в сложной зависимости от величины Рмах. Возможен вариант, что том же весе снаряда и при той же начальной скорости, но при более высоком Рмах, энергия отдачи уменьшится. А при превышении вес снаряда и веса заряда быстрогорящего спортивного пороха возможно повреждение ружья, при этом на величине энергии отдачи это никак не отразится.

Если допустить, что в период роста давления поверхность горения пороха постоянна, то Рмах меняется:

• более чем пропорционально квадрату веса заряда пороха;
• пропорционально квадрату скорости горения, силы пороха;
• прямо пропорционально весу снаряда;
• обратно пропорционально прогрессивности горения пороха;
• увеличивается с увеличением плотности заряжания.

Давление достигает своего максимума в патроннике, на расстоянии 30 - 60 мм от казенного среза.

В нарезном стрелковом оружии и ствольной артиллерии величина Рмах патрона, выстрела ограничивается и подгоняется под величину Р мах оружия. В гладкоствольном патроне, кроме эксплуатационного давления ружья приходится учитывать то, что от Рмах прямо пропорционально зависит степень деформации свинцовой дроби. Что является основным фактором, влияющим на скорость удара и показатели качества осыпи.

60 - 65 МПа (600 -650 бар) оптимальное Рмах, обеспечивающее приемлемую степень деформации свинцовой промышленной твердой дроби ЛОТ, ЛСТ, ШОТ.

При использовании плакированной никелем или медью свинцовой дроби Рмах может быть выше 65 МПа.

При снаряжении с несжимаемыми буферными составами типа крахмал и со стальной дробью Рмах не должно превысить среднее максимальное эксплуатационное давление ружья. Следует обратить внимание, что при применении крахмала, при прочих равных, Рмах увеличивается до 12 МПа (120 бар).

Рассматривая влияние Рмах на начальную скорость снаряда следует отметить, чтоначальная скорость снаряда пропорциональна корню квадратному от интеграла давления по длине ствола, он же площадь под кривой давления на графике изменения давления и осью абсцисс от момента начала движения до вылета снаряда со ствола.

Величина интеграла в основном определяет вес заряда пороха и его свойства.

Меняя такие характеристики условий заряжания, как плотность заряжания, мощность капсюля, тип обтюрирующего элемента, при неизменном весе заряда пороха, меняется величина Рмах, форма кривой изменения давления по длине ствола и место пика в стволе. Но при этом площадь под кривой (интеграл) меняется незначительно.

Так протоколом отстрела патрона Главпатрон на баллистическом измерительном комплексе Тульского патронного завода зафиксировано, что увеличение Рмах с 562 до 662 бар увеличивает начальную скорость с 408,4 до 416,8 м/с.

Зависимость приращения начальной скорости от приращение Рмах нелинейная, зависит от уровне давления типа пороха и с увеличение приращения Рмах уменьшается.

Производители патронов стараются поддерживать нижний уровень Рмах приблизительно 60МПа (600 бар). Это связано с особенностями горения нитроцеллюлозных порохов.

При уменьшении давления в стволе ниже допустимого, величина которого зависит от характеристик пороха, происходить переход в аномальный режим горения. Этот режим характерен тем, что порох сгорает не полностью. В продуктах горения появляются окислы азота, которые являются промежуточными продуктами горения, при этом выделение тепловой энергии уменьшается в два раза.

При значительном уменьшении давления нитроцеллюлозные пороха прекращают горение.

Промышленностью выпускаются патроны в 70 мм гильзе, с давлением превышающим среднее максимальное эксплуатационное 74 бар пьезо для ружей с длиной патронника 70 мм. О чем делается специальная предупреждающая надпись на каждом патроне.

Согласно ГОСТ Р 50530 2010 патроны повышенной мощность должны для гладкоствольного оружия должны иметь отличительную маркировку, позволяющую их идентифицировать. данная маркировка должна быть нанесена одним из следующих способов.

• окраска донной части гильзы в черный цвет;
• надпись на корпусе гильзы « Max. 1050 bar»
• надпись на корпусе гильзы «For a weapon proofed by 1320 bar».

А на упаковке для патронов повышенной мощности должна быть нанесена маркировка, ясно указывающая на то, что этими патронами можно стрелять только из оружия, прошедшего специальное повышенное испытание. Пример – «Только для оружия испытанного давлением 1320бар».