Например, скорость движения снаряда в канале ствола зависит от величины давления, но само давление зависит как от интенсивности горения пороха так и от объема заснарядного пространства, который в свою очередь зависит от скорости снаряда. При изучении выстрела все эти факторы рассматриваются во взаимосвязи.
В явлении выстрела различают следующие периоды:
предварительный период – от взрыва состава капсюля до начала движения верхней кромки столбика дроби или центра масс;
первый или основной – от начала движения до конца горения пороха; В течении этого периода газы совершают большую часть работы.
Второй период – адиабатического (без притока энергии) расширения уже образовавшихся газов. Давление падает до величины дульного, скорость достигает значения дульной.
Третий период - период последействия пороховых газов на ствол и снаряд. В конце этого периода снаряд уже за дульным срезом достигает максимальной скорости. Период последействия на ствол заканчивается при падении давления на дно гильзы примерно до 2 бар. К этому моменту скорость отдачи достигает максимального значения.
Срабатывает капсюль (КВ): очень короткий импульс c давлением до 60 бар, пыж - амортизатора полностью сжат, выбираются зазоры между дробинами за счет перестроения и начала деформации, полиэтиленовая гильза расширилась и прижалась своими стенками к патроннику.
Этот увеличившийся под действием газов КВ объем каморы сохранится до конца пиростатического периода, определит плотность заряжания.
По теории горения Беляева-Зельдовича нитроцеллюлозные пороха загораются не сразу, а с задержкой времени на переход пороха из твердого состояния в газообразное от нагрева газами КВ, после чего вся поверхность пороха по всему объему каморы воспламеняется практически мгновенно.
С началом движения пыжей и дроби по перестроению и деформации появляется сила инерции, под ее действием происходит расклинивание дроби и многократно увеличивается сила трения снаряда дроби о стенки гильзы.
Верхняя граница снаряда дроби остаётся неподвижной. После завершения перемещений внутри снаряда дроби обусловленные перестроением и деформацией, сила инерции уменьшается практически до ноля. Снаряд удерживается в гильзе силой трения расклиненного снаряда дроби.
Когда сила давления пороховых газов превысит сопротивление силы трения, весь снаряд начнет движение. Давление соответствующее этому моменту предлагаю считать давлением форсирования в дробовом выстреле.
Период выстрела от начала изменения давления от срабатывания КВ до начала движения всего дробового снаряда его центра масс называется пиростатическим или предварительным.
Длительность пиростатического периода 0,15- 0,2 мс.
С этого момента начинается первый период дробового встрела.
Вновь начинает действовать сила инерции. Она будет увеличиваться с ростом давления, кривая ее изменения повторяет форму кривой давления, пики совпадают по месту и времени.
При достижении пик давления полностью завешается деформация дроби сжатием, далее возможна незначительна деформация истиранием о стенки ствола при бесконтейнерном снаряжении. Высота столбика дроби уменьшится почти на четверть, по Штейнгольду на 22,4%.
Давление увеличивается. Скорость дроби растет. В тот момент, когда скорость газообразования не обеспечит прироста объема газов, достаточного для того чтобы компенсировать увеличение объема заснарядного пространства, давление достигнет своего максимума и начнет снижаться.
На расстоянии примерно 500 мм от казенного среза при правильно подобранных характеристиках условий заряжания порох сгорит полностью и горение прекращается.
Важно, чтобы горение завершилось при давлении порядка 150 бар, что гарантирует максимальной превращение химической энергии пороха в тепловую.
Чем раньше прекратится горение, тем больше будет начальная скорость и меньше дульное давление. При этом скорость снаряда составляет 0,8-0,9 от дульной.
Начинается второй период дробового выстрела.
Далее разгон снаряда идет без притока энергии. Снаряд дроби покидает ствол. Ничего особенного в этом периоде не происходит, исключение - цилиндро конические сверловки по типу Трибор от Фабарма.
Период последействие. Последний период, относящийся к внутренней баллистике.
В стволе с дульным сужение дробь послойно отрывается от сжатого столбика дроби. Когда весь снаряд дроби покинул ствол традиционных пыж и обтюратор притормаживаются и не влияют на дробовую осыпь, защищая собой дробовой снаряд от действия истекающей струи пороховых газов.
От размеров и формы дульного сужения зависят показатели качества осыпи кучности и равномерность, как и от степени деформации дроби.
При отсутствии дульного сужения традиционные пыжи покидают ствол одновременно с компактным дробовым снарядом. При этом истекающая струю пороховых газов продолжает давить на пыж.
Наблюдается некоторое увеличение скорости снаряда по сравнению с дульной. При этом дробь нижнего слоя расходится в стороны образуя равномерную и широкую дробовую осыпь. Так желанную при стрельбе на коротких и средних дистанциях.
При контейнерном способе снаряжения дробь покидает ствол частично в контейнере при наличии дульного сужения или полностью в нем в стволе без дульного сужения.
В последние годы появились дульные насадки различных форм конструкций и размеров.
Есть мнение, что они выполняют триединую задачу: сбрасывают давление перед дробовым снарядом;
задерживают пыж- контейнер с стволе ( некоторые дульные насадки имеют для этого специальные зубчики);
выполняют роль дульного тормоза компенсатора – перераспределяют направление движения истекающей струи пороховых газов. Уменьшают максимальную скорость отдачи, и последействие пороховых газов на дробовой снаряд.
Период последействия для снаряда 20 – 40 калибров, скорость за это время увеличивается на 0,2 – 2 % по сравнению с дульной.
Период последействия для ружья - до уменьшения давления в стволе до 2 бар, при этом скорость и энергия отдачи увеличиваются по сравнению с дульной за счет реактивной силы пороховых газов. Этим объясняется ощутимая разница в скорости отдачи при равных начальной скорости и весе снаряда, но на разных порохах с разными дульными давлениями.
(Теория свободного отката подвижных частей. Серебряков со стр. 371)
Тост (сообщение) должен быть кратким, как выстрел.(с) Первый блин комом.
Отдельного рассмотрения засуживают все периоды выстрела, за исключение второго.
Всегда придерживался принципа, что помогают тем, кто работает. Я начал.
Именно по этой причине статья получилась большая.
Уважаемые господа, можете приступать.
В дальнейшем планирую рассмотреть каждый процесс выстрела отдельно.
Комментарии (19)
Игорь Арбузов
Что такое сила инерции, дайте ей определение и размерность.Я полагаю, что это просто ускорение, не так ли?
Откуда получена цифра 500 мм? Её следует сократить, по крайней мере, до 150-200 мм.
Михаил Багдашкин
К сожалению, со вчерашнего дня глючит сайт http://piterhunt.ru/library.htm - самая лучшая охотничья библиотека в сети. Эти данные взяты, ИМХО, из статьи Э. Штейнгольда. Абсолютно точно источник, в этот момент, указать не имею возможности.
Сила инерции это произведение массы на ускорение.
В своих публикациях я буду стараться, на сколько это возможно, избегать специальных терминов математики и физики, чтобы они были понятны широкому кругу читателей. Поверьте, большинство охотников подзабыло разницу между ньютоном и кгс, мало того, и подзабило на это.
1 ответ
Игорь Арбузов
Произведение массы на ускорение это просто СИЛА (без всякой ИНЕРЦИИ).
Если человек забивает на ньютоны и кгс, то ему лучше забивать "козла".
Олег Евтушенко
Вы правильно Михаил сказали, что "мозговой штурм" может дать новые результатаы, как и новые мнения и взгляды на устоявшиеся вещи. Мнения и взгляды, новые, Вы уже дали... Дело за нами... :)
Михаил Багдашкин
Уважаемый Игорь Анатольевич. В нашей охотничьей компании шахтеры-пенсионеры, от директора шахты до простого крепильщика. Меня в основном спрашивают – СКОКА СЫПАТЬ В ГРАММАХ, на каком порохе, с какими пыжами и как лучше завальцевать патрон. Иногда интересуются, почему мои рекомендации отличаются от написанного «на банке». Много перестали покупать патроны и причина тому вовсе не экономия средств. Не глядя на то, что приспособились покупать дешево, оптом. Если я им буду рассказывать про дивергенцию ротора вектора силы давления, они расскажут мне совершенно про другого кАзла.
С удовольствие прочитал в свое время Вашу книгу Дробовой выстрел. Всегда использую Ваше определение убойного круга. Не каждый разберется в формуле, но многие поймут, если написать, что максимальное давление более чем пропорционально квадрату веса пороха и прямо пропорционально весу дроби. Мало кого интересует различие между массой и весом.
Я это к тому, что нужна информация разная по методу подачу, рассчитанная на разный уровень образования пользователей.
9 ответов
Борис Соколов
Совершенно верно. Я, к примеру, с огромным интересом и удовольствием читаю все ветки на эту и смежные темы ( об аммортизационных свойствах пыжей, к примеру), но с гуманитарным образованием не лезу в "калашный ряд". А многое приходится опускать не по тому, что охоте предпочитаю забивать козла (вообще не забиваю), а потому что моим высшим образованием обусловлены совершенно чуждая теме терминология. Просто иногда понятийный материал не очевиден. И то, что могу по вину разобрать и собрать автомобиль, делу не помогает, так как там - чистая механика, а тут - физика, которую со школы не читал, а тому 36 лет. Так что, при всём уважении к академическим подходам, вы ж не в академии наук заседаете ! Спасибо, Михаил за "реальный" подход к делу.
Игорь Арбузов
А может стоит полистать физику - она захватывает сильнее, чем романы Агаты Кристи.
Борис Соколов
Никогда романы Агаты Кристи меня "не возбуждали". А читать физику...Знаете Игорь, я сторонник профессионализма и мало ещё, что так в жизни уважаю, как чужой профессионализм. Ваш, в частности, вне зависимости от того кажутся ли мне Ваши посылки и выводы спорными или очевидными. Почитайте на досуге Арбитражный процессуальный кодекс или Таможенный кодекс и я посмотрю много ли Вы наработаете с ними в "реальных боевых условиях". Ну, почитаю я её, в смысле физику...
Aleks Jarkovoj
Борис, я с Вами вполне солидарен.С большим уважением отношусь к профессионалам. Между тем обладая некоторой технической подготовкой всегда злюсь, когда в материалах предназначенных для широкой аудитории доминируют расчеты, формулы, специальные термины. Если это свой круг общения, то на здоровье ребята, но это не для врачей, учителей и прочих лириков.Хочешь что-то донести, сумей сделать это " пальцах", иначе смысл пропадает и вольно или невольно остается лишь снобизм. В реальной жизни тех, кого способна захватить физика ну очень немного.
Борис Соколов
Абсолютно правильно насчёт круга общения. Спасибо. Кстати, этот самый снобизм в узкоспециальных вопросах замечал тут не только за "технарями" ( в слово технари вкладываю исключительно положительный смысл, покойный отец - КТН), но и за представителями других профессий. Точнее профессии. Проще надо быть, ребята, веселее и добрее. Увлечение у нас у всех уж больно позитивное.
Михаил Багдашкин
В таких случаях на Ганзе принято писать:
+много. Что означает – полностью согласен.
Вячеслав Дьяченко
Занимайтесь физикой,а мы пойдем на охоту.Вы друг перед другом красуетесь вместо того,чтобы лишний раз пострелять по мишеням для тренировки .Теоретики хреновы.Мне уже 70 и физику я свою со своим дедом раскурил ,и на охоте дробинки подсчитываю только те,что в дичь попали.Охотой занимайтесь,а не физикой.
Борис Соколов
И то правда... И я с Вами. Потом дочитаю :)))
Игорь Арбузов
Каждому - своё.
Борис Лапутько
Несколько замечаний по поводу предложенных заключений автора.Во-первых,о давлении 60 бар ,якобы развиваемом капсюлем КВ.Видимо такая цифра взялась совершенно из других источников,связанных с рассмотрением воспламенения заряда для артиллерийских снарядов.В книге проф.А.Г..Горста "Пороха и взрывчатые вещества",а также Ю.В.Шагова "Взрывчатые вещества и пороха"читаем:"Для воспламенения заряда применяют специальные средства-капсюльные втулки.Однако луч пламени,возникающий при действии капсюльной втулки,в большинстве случаев недостаточен для быстрого воспламенения порохового заряда.Воспламенение обеспечивают применением воспламенителя из дымного или пористого пироксилинового пороха,легко загорающегося от луча капсюльной втулки.Масса воспламенителя составляет от 0,5 до 2,5% массы полного боевого заряда.Продукты сгорания воспламенителя создают в зарядной каморе орудия давление воспламенения порядка 20-50кг/кв.см и воспламеняют пороховой заряд." Вот отсюда,видимо,и была заимствована подсыпка дымаря в ЦБО,с учётом масштабного фактора.С учётом того же фактора,очевидно,давление,создаваемое КВ конечно же не будет равно 60 барам и никакого сжатия пыжей до воспламенения пороха не произойдёт.Более того,А.Г..Горст так формулирует основные положения закона горения нитроцеллюлозных порохов:"1) воспламенение пороха в замкнутом объёме происходит мгновенно; 2) горение протекает параллельными слоями с одинаковой скоростью со всех сторон порохового элемента(частицы пороха,установленной формы и размера). Это позволяет выбором формы и размеров пороховых элементов управлять притоком газов и обеспечить получение необходимых баллистических показателей выстрела".Что касается рассмотрения уважаемым автором стадий развития выстрела,то ,по-моему,он напрасно вводит понятие "силы инерции".Такие силы вводятся в неинерциальных системах отсчёта - тема достаточно сложная и для подготовленного читателя - в данном же случае, попросту, неуместная.Что касается теории горения пороха Беляева-Зельдовича,то она не единственная и не надо только на основании её делать далеко идущие выводы.Кому интересно можете почитать сборник статей"Теория горения порохов и взрывчатых веществ" изд."Наука" М.1982г. Вот,например,что пишет прф.К.К.Андреев в книге"Термическое разложение и горение взрывчатых веществ" :"Очевидно,однако,что в реальных условиях возникновения вспышки при экзотермическом и автокаталитическом характере распада ВВ нельзя ожидать одновременного возникновения центров воспламенения во всей его массе....Поэтому следует полагать,что началом вспышки может служить появление одного(первого) центра устойчивого воспламенения".Всё это,а ЭТО - только мизерная часть теории и практики ВВ,которую привёл дилетант( Т.Е.- я),думаю вполне ясно показывает с какой осторожностью и с каким вниманием надо подходить к категоричности выводов в такой серьёзной теме.И с наскока её-уверен- не решить.Не мешало бы найти хотя бы общие точки соприкосновения в качественной картине выстрела.
1 ответ
Руслан Григорьев
Согласен с Борисом Лапутько, что не все так просто в дробовом выстреле. Придерживаюсь мнения прф. К.К.Андреева по воспламенению.
Выстрел хоть и скоротечен, но отнюдь не мгновенен. И длиться определенный промежуток времени. ИМХО сначала загораются близлежащие к КВ слои пороха, а уже от них горение передается далее. От силы КВ зависит глубина воспламенения этих самых слоев.Создаваемое первоначально давление от КВ способствует устойчивому горению заряда. И чем это давление ближе к оптимуму (для данного типа пороха, его массы и массы снаряда) , тем меньше разброс по максимальному и среднему давлению и по начальной скорости снаряда. При прочих равных.
Руслан Григорьев
Михаил, единственное с чем не могу согласиться, так это с тем, что дульное сужение способствует торможению и отставанию пыжа от снаряда. ИМХО При сужениях любой степени пыж вылетает из ствола вместе со снарядом так, как на него оказывают давление пороховые газы. Данное явление было-бы возможно при слишком длинном стволе. Когда сила сопротивления от трения пыжа и его массы превосходила-бы силу от давления газов. Про различные спец.насадки с зубцами ничего сказать не могу. Возможно там и имеет место отставание пыжа так, как там есть еще отверстия-компенсаторы, сбрасывающие давление газов.
Руслан Григорьев
Михаил, единственное с чем не могу согласиться, так это с тем, что дульное сужение способствует торможению и отставанию пыжа от снаряда. ИМХО При сужениях любой степени пыж вылетает из ствола вместе со снарядом так, как на него оказывают давление пороховые газы. Данное явление было-бы возможно при слишком длинном стволе. Когда сила сопротивления от трения пыжа и его массы превосходила-бы силу от давления газов. Про различные спец.насадки с зубцами ничего сказать не могу. Возможно там и имеет место отставание пыжа так, как там есть еще отверстия-компенсаторы, сбрасывающие давление газов.
Михаил Багдашкин
Уважаемый Борис Лапутько уделил время изучению теории взрыв, и его комментарий безусловно интересен. Действительно, в этой области существует много теорий и том числе и взаимоисключающих друг друга. В НАШЕЙ внутренней баллистике принято брать за основу теорию горения Беляева – Зельдовича. На сколько она истинна – решать специалистам. Предлагаю принять ее безоговорочно и продолжить не отвлекаясь на проблемы не нашего дилетантского уровня.
Мои представления о прохождении дробового снаряда через дульное сужения основано на фотографиях из статьи Баллистика охотничьего ружья в свете исследований Штейнгольда.
http://piterhunt.ru/pages/statyi/ohota_i_ohot_hoz/1958/10/ballistika/1.htm и современных видео о дробовом выстреле. Сами файлы я сохранил, но вот адреса сохранить не додумался, имеет смыл освоиться в зеркале, когда родную хату (Ганзу) враги сожгли. Со временем разберемся и будет возможность подтверждать свою точку зрения ссылками на видео.
С выводами Штейнгольда я не согласен. В дульном сужении дробовой снаряд и пыжи продолжают ускоренное движение, но за счет сужения скорость центральных дробин в слое больше, чем периферийных и они уходят вперед, пыжи чуть отстают от нижней границы столика дроби и уже не могут влиять на нижние ряды дроби. Гипотеза о том, что пыжи догоняют столбик дроби и бьют по нему, не подтверждается современными видео съемками. Его выводы об отрицательном влиянии пороховых газов дробовой прокладки на дробовой снаряд в период последействия спорны и не подтверждаются ни теорией, ни практикой.