Балістика при стрільбі

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу. Щоб завантажити документ, прогорніть сторінку до кінця

Перегляд
матеріалу
Отримати код Поділитися

Балістика при стрільбі

Внутрішня балістика – це наука, яка займається вивченням процесів, що проходять під час пострілу і особливо під час руху кулі (гранати) у каналі ствола. Вона призначена вирішувати задачу, як надати кулі найбільшу швидкість, не перевищуючи допустимого тиску порохових газів у каналі ствола зброї.

При пострілі зі стрілецької зброї від удару бойка по капсулю бойового патрона миттєво вибухає ударна суміш капсуля. Сильне полум’я, що виникає при цьому, через отвори у дні гільзи проникає в товщу порохового заряду, запалюючи зерна пороху. Пороховий заряд згорає майже миттєво, виділяючи велику кількість сильно нагрітих газів, які утворюють у каналі ствола високий тиск на дно кулі, дно та стінки гільзи, а також на стінки ствола і затвора. Зустрічаючи опір міцних стінок ствола і дна гільзи, що упирається в затвор, порохові гази розповсюджуються у бік найменшого опору, штовхаючи кулю перед собою. Вона врізається в нарізи; обертаючись по них, рухається з безперервно зростаючою швидкістю по каналу ствола і викидається назовні. Тобто відбувається постріл.

Постріл – це викидання кулі (гранати) з каналу ствола зброї енергією газів, які утворюються при згоранні порохового заряду.

Тиск газів на дно гільзи викликає рух зброї назад. Від тиску газів на дно гільзи і ствол відбувається їх розтяг (пружна деформація). Гільза, міцно притискуючись до патронника, перешкоджає прориванню порохових газів в бік затвора (цей процес називається обтюрацією). Одночасно при пострілі виникає коливальний рух (вібрація) ствола і він нагрівається. Нагріті гази та частинки пороху, що не догорів, витікають з каналу ствола слідом за кулею і при зустрічі з повітрям породжують полум’я та ударну хвилю, яка є джерелом звуку при пострілі.

Хоча постріл проходить в дуже короткий проміжок часу (0,001–0,06 с), у ньому розрізняють чотири послідовних періоди: попередній; перший, або основний; другий та третій, або період післядії газів (рис. 3.1).

Попередній період триває від початку горіння порохового заряду до повного врізання оболонки кулі в нарізи ствола. Протягом цього періоду в каналі ствола утворюється тиск газів, необхідний для того, щоб зрушити кулю з місця і подолати сили опору руху (затискання кулі в дулці гільзи та врізання її в нарізи). Цей тиск називається тиском форсування; він досягає 250–500 кг/см2 залежно від будови нарізів, ваги кулі та твердості її оболонки.

Перший, або основний, період триває від початку руху кулі до моменту повного згорання порохового заряду. В цей період горіння порохового заряду проходить у швидко змінюваному об’ємі. На початку періоду, коли швидкість кулі по каналу ствола ще невелика, кількість газів збільшується швидше, ніж об’єм закульного простору (простір між дном кулі і дном гільзи), тиск газів швидко збільшується і досягає найбільшої величини – 294 МПа (приблизно 3000 кг/см2). Цей тиск називається максимальним тиском. Він утворюється при проходженні кулею 4–6 см шляху і викликає прискорення руху кулі. Пороховий заряд повністю згорає незадовго до того, як куля вилетить з каналу ствола.

Рис. 3.1. Періоди пострілу:

Ро – тиск форсування; Рм – найбільший тиск; Рк і Vк (Рд і Vд) – тиск газів

та швидкість кулі в момент закінчення згорання пороху (в момент вильоту

кулі з каналу ствола); Vм – найбільша швидкість кулі

Другий період триває від моменту повного згорання порохового заряду до моменту вильоту кулі з каналу ствола. З початком цього періоду приток порохових газів припиняється, однак сильно стиснуті та нагріті гази розширюються і, продовжуючи тиск на кулю, збільшують швидкість її руху. Спад тиску в другому періоді проходить дуже швидко і біля дулового зрізу (дуловий тиск) становить 300–900 кг/см2. Швидкість кулі в момент вильоту з каналу ствола Vд (дулова швидкість) трохи менше початкової швидкості V0(Vд < V0).

У деяких видів стрілецької зброї, особливо короткоствольних, другий період відсутній, оскільки повного згорання порохового заряду до моменту вильоту кулі з каналу ствола фактично не відбувається.

Третій період, або період післядії газів,триває від моменту вильоту кулі з каналу ствола до моменту закінчення дії порохових газів на кулю. Протягом цього періоду порохові гази, витікаючи з каналу ствола зі швидкістю, більшою за швидкість кулі (приблизно 1200–2000 м/с), продовжують діяти на кулю і надають їй додаткову швидкість. Найбільшої (максимальної) швидкості куля досягає в кінці третього періоду (Vм > V0) на відстані декелькох десятків сантиметрів (до 20 см) від дулового зрізу ствола. Цей період закінчується тоді, коли тиск порохових газів буде зрівняно з опором повітря.

Таким чином, по мірі просування кулі по каналу ствола швидкість її безперервно зростає і досягає найбільшої величини в декількох сантиметрах від дулового зрізу.

Після закінчення дії на кулю порохових газів її рух продовжується за інерцією. Зустрічаючи опір повітряного середовища, вона починає втрачати швидкість. Оскільки швидкість кулі весь час змінюється, то її прийнято фіксувати тільки в деяких певних фазах руху.

Початковою швидкістю (Vо) називається швидкість руху кулі біля дулового зрізу ствола.

Вона є однією з головних характеристик бойових властивостей зброї. При збільшенні початкової швидкості збільшується:

дальність польоту кулі;

дальність прямого пострілу;

убивча та пробивна дія кулі;

траєкторія польоту кулі стає більш настильною (пологою);

зменшується вплив зовнішніх умов на її політ.

За початкову швидкість береться умовна швидкість, яка дещо більша за дулову і менша за максимальну. Вона визначається дослідним шляхом з наступними розрахунками. Величина початкової швидкості кулі вказується в таблицях стрільби і в бойових характеристиках зброї.

Величина початкової швидкості кулі залежить від:

довжини ствола;

маси кулі;

маси, температури і вологості порохового заряду, форми і розміру зерен пороху та щільності заряджання.

Чим довший ствол, тим більше часу на кулю діють порохові гази і тим більша початкова швидкість. При постійній довжині ствола і вазі порохового заряду початкова швидкість тим більша, чим менша вага кулі.

Зміна ваги порохового заряду призводить до зміни кількості порохових газів, а звідси і до зміни величини максимального тиску в каналі ствола та початкової швидкості кулі. Чим більша вага порохового заряду, тим більші максимальний тиск і початкова швидкість кулі.

Із збільшенням температури порохового заряду збільшується швидкість горіння пороху, а звідси збільшується максимальний тиск і початкова швидкість. При зниженні температури заряду початкова швидкість зменшується. Із збільшенням вологості порохового заряду зменшується швидкість його горіння і початкова швидкість кулі.

Форма та розміри пороху чинять сильний вплив на швидкість горіння порохового заряду, а звідси і на початкову швидкість кулі. Вони підбираються відповідним чином при конструюванні зброї та патронів.

Збільшення щільності заряджання може призвести при пострілі до різкого стрибка тиску і в наслідок цього – до розриву ствола. Зменшення щільності заряджання викликає повільне та неправильне горіння пороху.

Величина початкової швидкості є однією з найважливіших характеристик не тільки патронів, а й зброї. Проте судити про балістичні властивості зброї тільки на основі однієї початкової швидкості кулі не можна. Необхідно знати, що швидкість кулі пов’язана з масою зброї. Важливо знати, яку енергію має куля та яку роботу вона може виконувати. Для цього вводяться поняття убивча та пробивна дія кулі.

Убивча дія кулі характеризується її енергією в момент зустрічі з ціллю. Для нанесення ураження людині (виведення її зі строю) достатньо енергії, що дорівнює 10 кг/м.

Пробивна дія кулі характеризується її здатністю пробивати перешкоду (укриття) певної щільності та товщини.

При горінні заряду порохові гази у стволі зброї розвивають дуже високий тиск. Навіть найменший тиск у дуловій частині ствола в момент вильоту кулі дорівнює декільком сотням атмосфер. Щоб витримувати таке напруження, ствол зброї повинен мати велику міцність, яка залежить від товщини стінок ствола та якості металу.

Звичайно міцність ствола розраховується так, щоб ствол зазнавав тільки пружних деформацій розширення, тобто при впливі тиску розширявся, а з припиненням тиску приймав первинні розміри.

Якщо тиск у стволі, за будь яких обставин, перевищить величину, на яку розрахована міцність ствола, то він може зазнати залишкової деформації, яка спостерігається у вигляді роздуття ствола, а іноді і його розриву (рис. 3.2).

Роздуття ствола відбувається в тих випадках, коли у стволі зброї на шляху руху кулі знаходиться стороннє тіло (пакля, що залишилася після чищення; ганчірка; мастило, зібране в краплю; пісок; бруд і т.п.).

Стороннє тіло є перешкодою; натикаючись на нього, куля сповільнює свій рух. Гази, що йдуть услід за кулею, відштовхуються від її дна і дають зворотну хвилю, але основна маса газів продовжує рухатися до дулової частини. Відбувається зіткнення двох хвиль газів, які рухаються в протилежних напрямах. Внаслідок цього позаду кулі виникає дуже сильний тиск газів радіального напрямку, який перевищує міцність стінок ствола. Він і викликає роздуття або розрив ствола.

У переважній більшості випадків у появі роздуття ствола винен сам стрілець. З метою попередження роздуття слід ретельно протирати та уважно оглядати канал ствола перед стрільбою, а також оберігати його і патрони від забруднення при пересуванні.

Ствол у процесі стрільб піддається зносу. Причини, що викликають знос ствола можна розділити на три основні групи: хімічного, механічного і термічного характеру.

У результаті причин хімічного характеру в каналі ствола утворюється пороховий нагар і якщо після стрільби не вичистити його весь, то канал ствола протягом короткого часу в місцях сколювання хрому покриється іржею, після видалення якої залишаються сліди. При повторенні таких випадків ступінь ушкодження ствола буде збільшуватись і може призвести до виникнення раковин, тобто значних поглиблень у стінках каналу ствола. Негайне чищення і змащування каналу ствола після стрільби запобігають його ураженню іржею.

Причини механічного характеру – удари і тертя кулі об нарізи, неправильна чистка призводять до стирання полів нарізів чи округлення кутів полів нарізів, особливо їх лівої грані, викришуванню та сколюванню хрому в місцях сітки розпалу.

Причини термічного характерувисока температура порохових газів, періодичне розширення каналу ствола і повернення його в початковий стан призводять до утворення сітки розгару і оплавлення поверхні стінок ствола в місцях сколювання хрому.

Під дією всіх цих причин канал ствола розширюється і змінюється його поверхня, внаслідок чого збільшується прорив порохових газів між кулею і стінками каналу ствола, зменшується початкова швидкість кулі і збільшується розкид куль.

Для збільшення строку придатності ствола до стрільби необхідно виконувати встановлені правила чищення та огляду зброї і боєприпасів, вживати заходів щодо зменшення нагрівання ствола під час стрільби.

Режимом вогню називається найбільша кількість пострілів, яка може бути зроблена за визначений проміжок часу без шкоди для матеріальної частини зброї, порушень заходів безпеки і без зниження результатів стрільби.

З метою виконання режиму вогню необхідно виконувати зміну ствола або охолоджувати його через визначену кількість пострілів. Невиконання режиму вогню призводить до надмірного нагрівання ствола і, як наслідок, до передчасного його зносу, а також до різкого зниження результатів стрільб.

Живучістю ствола називається можливість ствола витримувати визначену кількість пострілів, після чого він зношується і втрачає свої якості (значно збільшується розкид куль, зменшується початкова швидкість і стійкість польоту кулі). Живучість хромованих стволів стрілецької зброї досягає 10–20 тис. пострілів.

Збільшення живучості ствола досягається дотриманням режиму вогню, усуненням причин, що викликають роздуття ствола, своєчасним і правильним чищенням та змащуванням зброї.

При згоранні порохового заряду гази, розширюючись, тиснуть з однаковою силою на всю поверхню об’єму, який заповнюється ними. Можна сказати, що при пострілі сили порохових газів нібито відкидають зброю і кулю в різні боки.

Відбоєм зброї (рис. 3.3) називається рух зброї назад в момент пострілу. Відбій відчувається як поштовх у плече, руку або ґрунт. Дія відбою зброї характеризується величиною швидкості та енергією, яку вона має при русі назад.

Рис. 3.3. Відбій зброї

Швидкість відбою зброї приблизно в стільки разів менша за початкову швидкість кулі, в скільки разів куля легша за зброю.

При стрільбі з автоматичної зброї, будова якої заснована на принципі використання енергії відбою, частина її віддається для передачі руху рухомим частинам і на перезаряджання зброї. Тому енергія відбою при пострілі із такої зброї менша, ніж при стрільбі з неавтоматичної або автоматичної зброї, будова якої заснована на принципі використання енергії порохових газів, що відводяться через отвір у стінці ствола.

Сила тиску порохових газів (сила відбою) і сила опору відбою (упора приклада, центр ваги зброї та ін.) розташовані не на одній прямій і направлені в протилежні боки. Вони утворюють пару сил, під дією яких дулова частина ствола зброї відхиляється вгору. Величина відхилення дулової частини ствола тим більша, чим більше плече цієї пари сил.

Крім цього, при пострілі ствол зброї робить коливальний рух – вібрує. В результаті вібрації дулова частина ствола в момент вильоту кулі може також відхилитись від початкового положення в довільну сторону (вгору, донизу, вліво, вправо). Розмір цього відхилення збільшується при неправильному використанні упора для стрільби, забрудненні зброї тощо.

Поєднання впливу вібрації ствола, відбою зброї та інших причин призводить до утворення кута між напрямком осі каналу ствола до пострілу та її напрямком у момент вильоту кулі з каналу ствола.

Кут, утворений напрямком осі каналу ствола до пострілу і в момент вильоту кулі, називається кутом вильоту (у). Кут вильоту вважається додатним (+), коли вісь каналу ствола в момент вильоту вище її положення до пострілу, і від’ємним (–), коли вона нижче. Розмір кута вильоту дається в таблицях стрільби.

Вплив кута вильоту на стрільбу кожного екземпляру зброї усувається при приведенні його до нормального бою. Однак, при порушенні правил прикладки зброї, використання упору, а також правил утримання зброї та її збереження змінюються розміри кута вильоту і бій зброї. Для забезпечення одноманітності кута вильоту і зменшення впливу відбою на результати стрільби необхідно точно дотримуватись прийомів стрільби та правил утримання зброї, вказаних в настановах зі стрілецької справи.

З метою зменшення шкідливого впливу відбою на результати стрільби в деяких зразках стрілецької зброї (наприклад, автомат Калашникова АК74) застосовують спеціальні пристрої – компенсатори.

Зовнішня балістикаце наука, яка вивчає рух кулі (гранати) після закінчення дії на неї порохових газів.

Вона вирішує завдання, під яким кутом до горизонту і з якою початковою швидкістю треба кидати кулю певної ваги та форми, щоб вона досягла цілі.

Вилетівши з каналу ствола під дією порохових газів, куля рухається за інерцією і при польоті в повітрі піддається дії двох сил: сили тяжіння і сили опору повітря (рис. 3.4). У результаті дії цих сил швидкість польоту кулі постійно зменшується, а її траєкторія нагадує за формою нерівномірно зігнуту криву лінію.

Рис. 3.4. Дія сили тяжіння та опору повітря на політ кулі

 

Крива лінія, що описує центр тяжіння кулі в польоті, називається траєкторією.

Опір повітря на політ кулі викликається тим, що повітря є пружним середовищем. Тому на рух у цьому середовищі витрачається частина енергії кулі. Сила опору повітря викликається трьома основними причинами: тертям повітря, утворенням завихрень та балістичної хвилі. Під дією початкових поштовхів у момент вильоту кулі з каналу ствола між віссю кулі та дотичною до траєкторії утворюється кут, тому сила опору повітря діє не вздовж осі кулі, а під кутом до неї, прагнучи не тільки сповільнити її рух, а й перекинути.

Для вивчення елементів траєкторії польоту кулі (гранати) прийняті наступні визначення (рис. 3.5).

Пряма лінія, яка є продовженням осі каналу ствола наведеної зброї, називається лінією піднесення.

Пряма лінія, яка є продовженням осі каналу ствола в момент вильоту кулі, називається лінією кидання.

Рис. 3.5. Траєкторія та її елементи

Кут, утворений лінією піднесення і лінією кидання, називається кутом вильоту (у).

Центр дулового зрізу ствола називається точкою вильоту. Точка вильоту є початком траєкторії.

Горизонтальна площина, яка проходить через точку вильоту, називається горизонтом зброї. Траєкторія двічі перетинає горизонт зброї: в точці вильоту та в точці падіння.

Вертикальна площина, яка проходить через лінію піднесення, називається площиною стрільби.

Кут, утворений лінією піднесення і горизонтом зброї, називається кутом піднесення (и). Якщо цей кут від’ємний (–), то він називається кутом схилення (зниження).

Кут, утворений лінією кидання і горизонтом зброї, називається кутом кидання (и0).

Точка перетину траєкторії з горизонтом зброї називається точкою падіння.

Кут, утворений дотичною до траєкторії в точці падіння і горизонтом зброї, називається кутом падіння (ис).

Відстань від точки вильоту до точки падіння називається повною горизонтальною дальністю (X).

Швидкість кулі в точці падіння називається кінцевою швидкістю (Vс).

Час руху кулі від точки вильоту до точки падіння називається повним часом польоту (Т).

Найвища точка траєкторії називається вершиною траєкторії.

Найкоротша відстань від вершини траєкторії до горизонту зброї називається висотою траєкторії (Y).

Частина траєкторії від точки вильоту до вершини називається висхідною гілкою, а частина траєкторії від вершини до точки падіння називається низхідною гілкою траєкторії.

Точка на цілі чи поза нею, в яку наводиться зброя, називається точкою прицілювання (наведення).

Пряма лінія, яка проходить від ока стрільця через середину прорізу прицілу (нарівні з його краями) та вершину мушки в точку прицілювання, називається лінією прицілювання.

Кут, утворений лінією піднесення і лінією прицілювання, називається кутом прицілювання (б).

Кут, утворений лінією прицілювання і горизонтом зброї, називається кутом місця цілі (е). Кут місця цілі вважається додатним (+), коли ціль вище горизонту зброї, і від’ємним (–), коли ціль нижче горизонту зброї.

Відстань від точки вильоту до перетину траєкторії з лінією прицілювання називається прицільною дальністю (Дn).

Найкоротша відстань від будь-якої точки траєкторії до лінії прицілювання називається перевищенням траєкторії над лінією прицілювання.

Точка перетину траєкторії з площиною цілі (землі, перешкоди) називається точкою зустрічі.

Форма траєкторії залежить від величини кута піднесення (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Форми траєкторій

Із збільшенням кута піднесення висота траєкторії та повна горизонтальна дальність польоту кулі збільшується, але це відбувається до певної межі, за якою висота траєкторії продовжує збільшуватись, а повна горизонтальна дальність починає зменшуватись і, нарешті, при куті піднесення 90° вона буде рівною нулю.

Кут піднесення, при якому повна горизонтальна дальність польоту кулі стає найбільшою, називається кутом найбільшої дальності. Величина цього кута залежить від конструктивних особливостей кулі та зброї. Для різних куль стрілецької зброї кут найбільшої горизонтальної дальності коливається в межах від 30° до 35°.

Траєкторії, отримані при кутах піднесення, менших за кут найбільшої дальності, називаються настильними.

Траєкторії, отримані при кутах піднесення, більших за кут найбільшої дальності, називаються навісними.

При стрільбі з однієї й тієї ж зброї (при однакових початкових швидкостях) можна отримати дві траєкторії – настильну і навісну, з однаковою дальністю. Траєкторії, що мають однакову горизонтальну дальність, при різних кутах піднесення називають спряженими.

При стрільбі зі стрілецької зброї використовуються лише настильні траєкторії. Чим настильніше траєкторія, тим на більшій протяжності місцевості ціль може бути уражена з однією установкою прицілу (тим менший вплив на результати стрільби мають помилки у визначенні установок прицілу). В цьому полягає практичне значення настильності траєкторії.

Настильність траєкторії характеризується її перевищенням над лінією прицілювання. При визначеній дальності траєкторія вважається більш настильною, чим менше вона підіймається над лінією прицілювання. Про настильність траєкторії можна судити і за величиною кута падіння: траєкторія більш настильна, чим менше кут падіння.

Настильність траєкторії впливає на такі бойові характеристики стрілецької зброї: величину дальності прямого пострілу, уражуваного, прикритого і мертвого простору.

Постріл, при якому траєкторія не підіймається над лінією прицілювання вище за ціль на всій своїй довжині, називається прямим пострілом (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Прямий постріл

Дальність прямого пострілу залежить від висоти цілі та настильності траєкторії. Чим вища ціль і чим настильніше траєкторія, тим більша дальність прямого пострілу і тим на більшій протяжності місцевості ціль може бути уражена з однією установкою прицілу.

У межах дальності прямого пострілу в напружені моменти бою стрільба може вестись без перестановки прицілу. При цьому точка прицілювання за висотою, як правило, вибирається на нижньому краю цілі.

При стрільбі у цілі, які розташовані на відстані, більшій за дальність прямого пострілу, траєкторія поблизу її вершини підіймається вище за ціль і ціль на якійсь ділянці не буде уражатися при тій самій установці прицілу. Але біля цілі буде такий простір (відстань), на якому траєкторія не підіймається вище за ціль і ціль буде уражатися.

Відстань на місцевості, вздовж якої низхідна гілка траєкторії не пере-вищує висоти цілі, називається уражуваним простором (глибиною уражуваного простору) (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Прикритий, мертвий та уражуваний простір

Глибина уражуваного простору залежить: від висоти цілі (вона буде тим більше, чим вища ціль); від настильності траєкторії (вона буде тим більша, чим настильніша траєкторія) і від кута нахилу місцевості (на передньому схилі вона зменшується, на протилежному схилі – збільшується).

Простір за укриттям, яке не пробивається кулею, від його гребеня до точки зустрічі, називається прикритим простором.Прикритий простір буде тим більшим, чим більша висота укриття і чим настильніша траєкторія.

Частина прикритого простору, де ціль не може бути уражена при даній траєкторії, назнається мертвим (неуражуваним) простором. Значення величини прикритого та мертвого простору дозволяє правильно використати укриття для захисту від вогню супротивника, а також вжити заходів для зменшення мертвих просторів шляхом правильного вибору вогневих позицій та обстрілу цілей зі зброї з найбільшою навісною траєкторією.

Цикл перезаряджання складається з таких операцій: відкривання каналу ствола; відхід затвора від ствола; витягання стріляної гільзи з патронника; вилучення (відбій) гільзи зі зброї; зведення курка та постановка його на бойовий звід; захоплення і досилання чергового патрона в патронник; замикання каналу ствола затвором. Для завершення циклу автоматики необхідно його доповнити операцією виконання пострілу.

Зброю, в якій за рахунок енергії порохових газів здійснюється тільки перезаряджання, називають самозарядною, а зброю, в якій здійснюється повний цикл автоматики, називають автоматичною.

Зверніть увагу, свідоцтва знаходяться в Вашому особистому кабінеті в розділі «Досягнення»

Всеосвіта є суб’єктом підвищення кваліфікації.

Всі сертифікати за наші курси та вебінари можуть бути зараховані у підвищення кваліфікації.

Співпраця із закладами освіти.

Дізнатись більше про сертифікати.

Приклад завдання з олімпіади Українська мова. Спробуйте!
До ЗНО з АНГЛІЙСЬКОЇ МОВИ залишилося:
0
4
міс.
1
3
дн.
1
0
год.
Готуйся до ЗНО разом із «Всеосвітою»!