1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Период форсирования в гладкоствольном выстреле

Период форсирования в гладкоствольном выстреле

Ножны — «РЫСЬ».

Женская футболка 3D «Лиса».

Мужская футболка «Саня всегда прав».

Нож кованый куябрик.

Фляжка «Лунный волк».

В моей заветной книжице, которую я вел в ту пору, когда с информацией было туго, есть запись: «Давление форсирования 25–40 кг/см2» . Число 25 сидит в голове, как допустимая и объясняющая приемлемый результат величина при несовершенном капсюле. Не позже чем вчера «нарыл» в Интернете статью К. Мартино. И что же пишет корифей?

«Когда в дробовом ружье давление газов достигает 25–40 кг/см2, снаряд преодолевает сопротивление завальцованного дульца гильзы и смещается в канал ствола. Это давление называется давлением форсирования. К моменту перехода снаряда в канал ствола горение успевает распространиться на все воспламеняющиеся пороховые элементы».

Высказывание о том, что пыжи не должны сдвинуться до достижения давления в 50 кг, пока сохраняется «инерция покоя снаряда», воспринял с некоторой долей юмора. Ох уж эти красивости! Придумал же кто-то фразу, которую не могут объяснить даже физики, призвав на помощь Ньютона и Эйнштейна! Прагматики же призывают не морочить голову, а принять к действию первый закон Ньютона, согласно которому речь, видимо, нужно вести о силе (давлении), способной сдвинуть дробь. Но поскольку, кроме веса снаряда, необходимо преодолеть и сопротивление закрутки, то уместнее будет выражение «преодолеть сопротивление сдвигу снаряда».

Смысл же многочисленных толкований сводится к фразе, которую отыскал в одной из статей о внутренней баллистике: «Под давлением форсирования понимают силу раскрытия дульца гильзы и преодоления трения пыжей, выраженную в кг на площадь сечения гильзы в см2 (40–50 кг). Фраза корявая, но понятная. Т.е. в патроне 16 калибра дробовой пыж сдвигается силой, близкой к 100 кгс.

Но некий С. Патрикеев в журнале «Калашников» в толковой и грамотной (на мой взгляд) статье «Выстрел в удовольствие» считает, что давление форсирования – это давление, соответствующее точке, когда снаряд уже вошел в ствол. А это существенно меняет дело. Я недаром акцентирую внимание читателя на точке нахождения снаряда. Я, было, согласился с такой формулировкой, но думаю, она неверна и применима к нарезному стволу, а в нашем случае можно считать окончанием периода форсирования момент входа снаряда в ствол. Чем, на мой взгляд, ценно толкование процесса автором? Он выложил диаграмму горения пороха, по его словам, свежую и даже неретушированную. Для чего нужно последнее, для меня загадка. Что в диаграмме имеет практический интерес? Это сравнение пиковых давлений при наличии амортизирующего элемента и без него. И энергетика заряда значительно лучше используется при наличии амортизатора.

Процесс достижения давления форсирования трактуется по-разному. Один известный автор считает, что достаточно мощности Жевело, переведенной в энергию, что, конечно же, не выдерживает критики. Другой считает, что мощности Жевело и его теплотворной способности хватает для того, чтобы, воспламенив капсюль, мгновенно достичь давления в 50 кг, пока снаряд «сохраняет инерцию покоя». Третьи делят процесс форсирования на этапы: зажигание, воспламенение, форсирование. С учетом сдерживающих усилий, вернее – сопротивления сдвига пыжей и прокладок, влияния упругости пыжей, веса и далее инерционной массы снаряда. Это, на мой взгляд, вполне логично: если раскрывается закрутка, то имеет место ускорение снаряда. Я как-то склонен к третьей версии. Тем более что в ней есть толкование того, что форсирование происходит с началом движения снаряда, а это и есть конечная цель – раскрыть звездочку, завальцовку и т.п. Немного утрирую.

Не хочу ни комментировать сказанное К. Мартино, ни подвергать сомнению утверждения других уважаемых авторов, ни посыпать голову пеплом по поводу собственного недопонимая процессов, связанных с формированиями давления форсирования. Но выскажусь по другому поводу. В одном из недавних номеров «РОГ» читателю была рекомендована статья инженера Можарова «Влияние капсюля на выстрел», опубликованная в 1967 году. В ней содержатся результаты сравнительных испытаний патронов с капсюлем Жевело и ЦБ, не в пользу последнего. По утверждению автора, на статью эту до сих пор в своих публикациях ссылаются специалисты-оружиеведы. Я прочел статью с позиций человека думающего. А задуматься есть над чем. Цитирую: «При снаряжении патронов были использованы одинаковые гильзы (папковые. – А.Я.), пыжи (войлочные и картонные) и соблюдалось давление форсирования, равное 48–50 кг/см2».

Но если каким-то образом было обеспечено одинаковое давление форсирования, откуда такой разброс характеристик? Ведь равное давление форсирования задало дальнейшие равные условия развития выстрела. Но в той же таблице максимальное давление в стволе при Жевело находится в 30 мм от казны, а при ЦБ – в 150.

Вот что меня в статье заинтересовало. Мои воззрения на проблемы снаряжения патронов и металлических гильз сформировались на статьях Л.Е. Ломако, доктора технических наук и стендовика. По выложенной в его статье диаграмме горения пороха «Сокол», точка максимального давления в 100–150 мм от казны. Причем это единственная диаграмма из изученных, где отмечен период форсирования до 50 кг. По данным Можарова, точка максимального давления от казны находится в 30 мм. Это значит, что комбинация «пыжи-снаряд» продвинулась всего на 8 мм. В этот момент произошло сжатие пыжей, дроби и еще 5-6 мм закрутки. Т.е. снаряд еще в гильзе. По данным

А. Азарова, максимальное давление в стволе образуется в 50 мм от казны, т.е. часть снаряда находится за пределами снарядного входа. К. Мартино считает, что пик давления наступает тогда, когда снаряд пройдет в стволе 30–40 мм. То есть точка отсчета находится в 100 мм от казенного среза. Изметинский считал, что пик давления приходится на момент входа снаряда в цилиндрическую часть ствола. Ну никак все это не вяжется с 30 мм А. Можарова!

По поводу вышеизложенного обращаюсь к знающим людям с просьбой внести ясность в вопрос о давлении форсирования. А где же находится пуля в момент максимального давления? Хотелось бы получить ответ в доступной форме. Сложные математические расчеты ассоциируются у читателей с «интегралом по гусиной стае».

Анализируя таблицу А. Можарова, обратил внимание на скорость снаряда при 2,2 г пороха и ЦБ. Скорость эта сопоставима со скоростью при применении патрона с дымным порохом среднего качества. Слабовато, конечно, но метров до 30 терпимо. Если же постичь тонкости снаряжения, то утверждения о неполном сгорании «Сокола» и выбросе последнего из ствола можно серьезно не воспринимать. Главное, обеспечить плотность снаряжения, существенно улучшив результат. А для господ «металлистов» – часть таблички сравнительных испытаний различных типов капсюлей.

Мой деревенский брат, против которого в охоте я «мальчишка и щенок», за 50 лет охоты не закрутил ни одного патрона. Весь зверь – а не бил он только медведя – и многочисленные гуси биты из патрона с металлической гильзой. Без подсыпки он не стреляет и шибко уважает прокладки – те, что на порох…

Период форсирования в гладкоствольном выстреле

В классической науке Внутренней баллистике ствольных систем редко используется понятие период форсирования, анализируется влияние дискретной величины давления форсирования. Для артиллерийских классических систем это давление, при котором ведущий поясок снаряда полностью входить в нарезы ствола. В нарезных стволах стрелкового оружия давление форсирования это давление на момент, когда пуля полностью войдет в нарезы ствола.

При этом для того, чтобы не усложнять анализ, делается допущение – снаряд и пуля входит в нарезы ствола мгновенно и давление форсирования приравнивается к давлению начала движения (страгивания). В артиллерийских стволах ведущий поясок снаряда при заряжании упирается в нарезы и имеет относительно малую длину.

В стрелковом оружии пуля от момента начала движения до начала входа в нарезы пуля проходит значительное расстояние и на момент начала входа в нарезы имеет скорость порядка 60 м/с. Все это происходит на восходящем участке кривой изменения давления на значительном расстоянии от места пика. Это связано с тем, что в нарезных стволах применяются медленно горящие, прогрессивные пороха.

Для гладкого ствола, по аналогии с классической Внутренней баллистикой, Изметинский и Михайлов в своей книге Ижевские ружья определяют давление форсирования, как давление на момент полного входа обтюратора в канал ствола из переходного конуса. Это происходит на значительном удалении от места пика давления на нисходящем участке кривой изменения давления. В отличие от винтовочных и артиллерийских порохов, даже у медленного горящих прогрессивных порохов для гладкого ствола скорость горения значительно выше.

По вышеизложенным причинам давление форсирование, как дискретная величина не подходит для анализа явления гладкоствольного выстрела. Имеет смысл анализировать процессы от момента срабатывания капсюля до полного входа обтюратора в канал ствола.

В этой публикации рассматривается период форсирования в гладкоствольном выстреле, который начинается с момента срабатывания капсюля и заканчивается в момент полного входа обтюратора в канал ствола из переходного конуса.
В классической Внутренней баллистике стрелкового оружия тоже рассматривается период форсирования, но он анализируется с момента страгивания пули. В гладкоствольном выстреле пиростатический период в классическом понимании отсутствует. Динамика — перемещения пыжей и перестроения в снаряде дроби начинаются с момента срабатывания капсюля.

В момент срабатывания капсюля его газы сжимают пыж, нагревают зерна пороха до перехода верхнего слоя в газообразное состояние. При прогреве до температуры воспламенения газообразные продукты начнут гореть, горение мгновенно распространится на всю поверхность порохового заряда.

В теории прогрев пороха до перехода в газообразное состояние и возникновение очагов горения называется периодом зажжения. распространение горения на всю поверхность порохового заряда — период воспламенения, после чего начинается период собственно горения.

Капсюли по энергии инициации делятся на мощные, средние и слабые.

Давления любого капсюля класса Жевело и их аналогов диаметром 6,2 мм применяемых для снаряжения патронов для гладкого ствола на бездымных порохах достаточно для полного сжатия пыжей или сжимаемых элементов ПК, Биор. Чем выше скорость горения пороха, тем меньше должна быть плотность заряжания (отношение веса заряда к объему, в котором происходит горение).

Объем сжатия у пыжей и ПК предназначенных для быстрогорящих порохов максимален.

При снаряжении на высоко прогрессивных медленно горящих порохах патронов со стальной дробью и весом заряда свинцовой дроби значительно ниже номинала пыж или сжимаемый элемент ПК может вообще отсутствовать.

Читать еще:  Царские подарки

Мощный капсюль считается универсальным т.к. может обеспечить надежное воспламенение пороха в любом максимально возможном объеме каморы.

Компания МAXAM, самый крупный производитель патронов для гладкоствольного оружия, для всех видов патронов использует только мощный капсюль G1000. Но это скорее исключение из общепринятых правил.

Использование слабых капсюлей в патронах с быстро горящими порохами может привести к затяжному выстрелу или не воспламенению пороха при больших объемах каморы.

С достаточной степенью точности можно считать, что энергия капсюля равна произведению давления, объема и температуры –W= PVT = const. При увеличении объема каморы уменьшается температура, снижается надежность воспламенения пороха.
Скорость горения в любой момент времени пропорциональна давлению в степени ν.

Показатель степени ν прямо зависит от энергии инициации (капсюля), температуры окружающей среды и обратно зависит от тепловых потерь в стволе, (в первом приближении для релодырей этих показателей достаточно)
Величина энергии инициации определяет скорость горения в период зажжения и воспламенения, влияет на скорость нарастания и во многом определяет величину максимума давления. В период горения в определении величины ν участвуют только температура окружающей среды и тепловые потери.

Мощный капсюль в сочетании с высокопрогрессивными медленногорящим порохом при номинальном весе снаряда приведет к ненужному увеличению скорости нарастания давления и увеличению его максимальной величины, сводит к минимуму эффект от прогрессивности горения пороха. Тоже наблюдается в мелких калибрах из-за небольшого объема, в котором горит порох в период форсирования.

От 20 калибра и мельче вполне обоснованным и рациональным есть применение капсюлей ЦБО (центробой) при снаряжении на бездымных порохах без подсыпки дымного пороха.

В малых объемах каморы для воспламенения бездымного пороха достаточно энергии капсюля ЦБО.

Рассматривая рекомендации компании Нобель можно сделать вывод, что замена мощного капсюля на капсюль средней мощности при прочих равных для 28 до 36 граммовых порохов может быть компенсирована увеличение веса заряда пороха порядка до 0,05г.

После срабатывания капсюля монолитных снаряд и центр масс дробового снаряда некоторое время остаются неподвижными. Снаряд после сжатия пыжей удерживается в неподвижном состоянии силой трения снаряда о стенки гильзы от расклинившей под действием силы инерции дроби и самой силой инерции. При легких снарядах влияет усилие раскрытия завальцовки гильзы.

В протоколах отстрелов баллистического комплекса Тульского патронного завода давление начала движения всего снаряда всегда постоянно, порядка 120 – 130 бар и не зависит от калибра и характеристик условий заряжения. Объяснения этому явлению, не смотря на неоднократные попытки, не найдено.
Давление на момент начала движения, но, по моему мнению, на параметры выстрела ощутимо не влияет, и практического значения не имеет.

При перемещении снаряда доля участия силы трения снаряда о стенки гильзы и ствола в противодействующей силе давления пороховых газов уменьшается, а силы инерции снаряда возрастает. К моменту входа обтюратора в канал ствола перестроения в дробовом снаряде завершатся, давление уменьшается, а сила трения снизится до такой величины, что учитывать ее влияние на скорость и давление при движении по каналу ствола не имеет смысла.

Таким образом, по аналогии с классической Внутренней баллистикой ствольных систем, работа силы давления пороховых газов по преодолению силы трения снаряда о стенки КАНАЛА ствола в гадком стволе не учитывается.

Величина силы трения в первую зависит от размера дроби, ее твердости, материала пороховых пыжей, формы и размера переходного конуса.

Площадь поверхности трения в снаряде мелкой дроби больше, чем в снаряде крупной, сила трения снаряда о стенки гильзы и переходного конуса больше, что обуславливает увеличение давления с уменьшением размера дроби при прочих равных характеристиках условий заряжания. Этим обосновывается рекомендация корректировать вес заряда пороха, с увеличением диаметра дроби или картечи увеличивать, а с уменьшением — уменьшать. Таким образом, давление в период форсирования поддерживается на оптимальном уровне.

Чем мягче дробь, тем больше поверхность трения и выше давление.

Традиционные пороховые пыжи даже при одинаковой поверхности трения после сжатия по причине различного типа сжатия и коэффициента трения будут создавать различную силу трения. Пробковые и войлочные пыжи, в отличие от ДВП и Дианы, при сжатии больше расширяются в диаметре, что обуславливает бОльшую силу трения. Давление на неосаленных войлочных пыжах выше, чем на осаленных. Пробковые пыжи имеют стабильные характеристики сжатия и вес, ИМХО, больший коэффициент трения, чем выгодно отличаются от войлочных неосаленных.

В коротких, с большими углами, резких переходных конусах дробь деформируется больше, чем в длинных и плавных с малыми углами входа. Потребность в коротких крутых конусных переходах отпала с появлением ПК, Биор и отдельных полиэтиленовых обтюраторов обеспечивающий идеальную обтюрацию.

Качественный патрон должен обладать достаточной резкостью при хорошей равномерности, постоянстве боя и необходимой для конкретного вида охоты и условий кучностью.

Это достигается подбором оптимальных характеристик условий заряжания.

Давление не должно превышать среднее эксплуатационное максимальное для данного ружья в пулевых патронах и дробовых патронов с крахмалом, оптимального давления по критерию твердости дроби при снаряжении без буферных составов.
Степень деформации дроби, во многом определяющая резкость, равномерность и кучность, зависит от величины максимального давления, размера и твердости дроби, и не зависит от скорости его нарастания.

Давление на момент конца горения не должно опускаться ниже уровня после которого порох срывается в аномальных режим горения. При переходе в аномальных режим горения бездымные пороха резко снижают выделение тепловой энергии и даже прекращают горение.

Величина давления перехода в аномальных режим для каждого пороха своя.

В качественных современных порохах оно значительно ниже, чем в широко используемом Соколе. Именно этим поясняются рекомендации при снаряжении на нем поддерживать максимально допустимый уровень максимального давления.

Желательно обеспечить условия, при которых в период форсирования сгорело бы как можно больше пороха при максимально возможном давлении. При этом точка окончания горения пороха максимально сместится к казенному срезу и больше дульного времени останется для превращения тепловой энергии пороховых газов в кинетическую энергию дробового снаряда или пули.

Красным на графике давления отмечен момент выхода обтюратора из гильзы в переходный конус, зеленым – давление на момент начала движения снаряда, голубым – рост давления в момент срабатывания капсюля.

Выстрел и его периоды

Выстрелом называется выбрасывание пули (гранаты) из канала ствола оружия энергией газов, образующихся при сгорании порохового заряда.

При выстреле из стрелкового оружия происходят следующие явления. От удара бойка по капсюлю боевого патрона, досланного в патронник, взрывается ударный состав капсюля и образуется пламя, которое через затравочные отверстия в дне гильзы проникает к пороховому заряду и воспламеняет его. При сгорании порохового (боевого) заряда образуется большое количество сильно нагретых газов, создающих в канале ствола высокое давление на дно пули, дно и стенки гильзы, а также на стенки ствола и затвор отходит в крайнее заднее положение и сжимает (растягивает) возвратную пружину, а ствол под действием пружины возвращается в переднее положение.

Иногда после удара бойка по капсюлю выстрела не последует или он произойдет с некоторым запозданием. В первом случае имеет место осечка, а во втором — затяжной выстрел. Причиной осечки чаще всего бывает отсыревание ударного состава капсюля или порохового заряда, а также слабый удар бойка по капсюлю. Поэтому необходимо оберегать боеприпасы от влаги и содержать оружие в исправном состоянии.

Затяжной выстрел является следствием медленного развития процесса зажжения или воспламенения порохового заряда. Поэтому после осечки не следует сразу открывать затвор, так как возможен затяжной выстрел. Если осечка произойдет при стрельбе из станкового гранатомета, то перед его разряжанием необходимо выждать не менее одной минуты.

При сгорании порохового заряда примерно 25-35% выделяемой энергии затрачивается на сообщение пуле поступательного движения (основная работа); 15-25% энергии — на совершение второстепенных работ (врезание и преодоление трения пули при движении по каналу ствола; нагревание стенок ствола, гильзы и пули; перемещение подвижных частей оружия, газообразной и несгоревшей частей пороха); около 40% энергии не используется и теряется после вылета пули из канала ствола.

Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001-0,06 сек). При выстреле различают четыре последовательных периода: предварительный; первый или основной; второй; третий или период последействия газов.

Рис. 4.1. Периоды выстрела:

Р – давление форсирования; Рм – наибольшее (максимальное) давление; Рк – и νк – давление газов и скорость пули в момент конца горения пороха; Рд – νд – давление газов и скорость пули в момент вылета ее из канала ствола; νм – наибольшая (максимальная) скорость пули; Ратм – давление, равное атмосферному

Предварительный период длится от начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В течение этого периода в канале ствола создается давление газов, необходимое для того, чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола. Это давление называется давлением форсирования; оно достигает 250- 500 кг/см 2 в зависимости от устройства нарезов, веса пули и твердости ее оболочки (например, у стрелкового оружия под патрон обр. 1943 г. давление форсирования равно около 300 кг/см 2 ). Принимают, что горение порохового заряда в этом периоде происходит в постоянном объеме, оболочка врезается в нарезы мгновенно, а движение пули начинается сразу же при достижении в канале ствола давления форсирования.

Первый, или основной, период длится от начала движения пули до момента полного сгорания порохового заряда. В этот период горение порохового заряда происходит в быстро изменяющемся объеме. В начале периода, когда скорость движения пули по каналу ствола еще невелика, количество газов растет быстрее, чем объем запульного пространства (пространство между дном пули и дном гильзы), давление газов быстро повышается и достигает наибольшей величины (например, у стрелкового оружия под патрон обр. 1943 г.- 2800 кг/см 2 , а под винтовочный патрон — 2900 кг/см 2 ). Это давление называется максимальным давлением. Оно создается у стрелкового оружия при прохождении пулей 4-6 см пути. Затем, вследствие быстрого увеличения скорости движения пули, объем запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, и давление начинает падать, к концу периода оно равно примерно 2/3 максимального давления. Скорость движения пули постоянно возрастает и к концу периода достигает примерно 3 /4 начальной скорости. Пороховой заряд полностью сгорает незадолго до того, как пуля вылетит из канала ствола.

Читать еще:  Ловим и коптим осетра

Второй период длится от момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из канала ствола. С началом этого периода приток пороховых газов прекращается, однако сильно сжатые и нагретые газы расширяются и, оказывая давление на пулю, увеличивают скорость ее движения. Спад давления во втором периоде происходит довольно быстро и у дульного среза дульное давление составляет, у различных образцов оружия, 300-900 кг/см 2 (например, у самозарядного карабина Симонова — 390 кг/см 2 , у станкового пулемета Горюнова — 570 кг/см 2 ). Скорость пули в момент вылета ее из канала ствола (дульная скорость) несколько меньше начальной скорости.

У некоторых видов стрелкового оружия, особенно короткоствольных (например, пистолет Макарова), второй период отсутствует, так как полного сгорания порохового заряда к моменту вылета пули из канала ствола фактически не происходит.

Третий период, или период последействия газов, длится от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия пороховых газов на пулю, В течение этого периода пороховые газы, истекающие из канала ствола со скоростью 1200- 2000 м/сек, продолжают воздействовать на пулю и сообщают ей дополнительную скорость. Наибольшей (максимальной) скорости пуля достигает в конце третьего периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола. Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешено сопротивлением воздуха.

Период форсирования в гладкоствольном выстреле

В классической науке Внутренней баллистике ствольных систем редко используется понятие период форсирования, анализируется влияние дискретной величины давления форсирования. Для артиллерийских классических систем это давление, при котором ведущий поясок снаряда полностью входить в нарезы ствола. В нарезных стволах стрелкового оружия давление форсирования это давление на момент, когда пуля полностью войдет в нарезы ствола.

При этом для того, чтобы не усложнять анализ, делается допущение – снаряд и пуля входит в нарезы ствола мгновенно и давление форсирования приравнивается к давлению начала движения (страгивания). В артиллерийских стволах ведущий поясок снаряда при заряжании упирается в нарезы и имеет относительно малую длину.

В стрелковом оружии пуля от момента начала движения до начала входа в нарезы пуля проходит значительное расстояние и на момент начала входа в нарезы имеет скорость порядка 60 м/с. Все это происходит на восходящем участке кривой изменения давления на значительном расстоянии от места пика. Это связано с тем, что в нарезных стволах применяются медленно горящие, прогрессивные пороха.

Для гладкого ствола, по аналогии с классической Внутренней баллистикой, Изметинский и Михайлов в своей книге Ижевские ружья определяют давление форсирования, как давление на момент полного входа обтюратора в канал ствола из переходного конуса. Это происходит на значительном удалении от места пика давления на нисходящем участке кривой изменения давления. В отличие от винтовочных и артиллерийских порохов, даже у медленного горящих прогрессивных порохов для гладкого ствола скорость горения значительно выше.

По вышеизложенным причинам давление форсирование, как дискретная величина не подходит для анализа явления гладкоствольного выстрела. Имеет смысл анализировать процессы от момента срабатывания капсюля до полного входа обтюратора в канал ствола.

В этой публикации рассматривается период форсирования в гладкоствольном выстреле, который начинается с момента срабатывания капсюля и заканчивается в момент полного входа обтюратора в канал ствола из переходного конуса.
В классической Внутренней баллистике стрелкового оружия тоже рассматривается период форсирования, но он анализируется с момента страгивания пули. В гладкоствольном выстреле пиростатический период в классическом понимании отсутствует. Динамика — перемещения пыжей и перестроения в снаряде дроби начинаются с момента срабатывания капсюля.

В момент срабатывания капсюля его газы сжимают пыж, нагревают зерна пороха до перехода верхнего слоя в газообразное состояние. При прогреве до температуры воспламенения газообразные продукты начнут гореть, горение мгновенно распространится на всю поверхность порохового заряда.

В теории прогрев пороха до перехода в газообразное состояние и возникновение очагов горения называется периодом зажжения. распространение горения на всю поверхность порохового заряда — период воспламенения, после чего начинается период собственно горения.

Капсюли по энергии инициации делятся на мощные, средние и слабые.

Давления любого капсюля класса Жевело и их аналогов диаметром 6,2 мм применяемых для снаряжения патронов для гладкого ствола на бездымных порохах достаточно для полного сжатия пыжей или сжимаемых элементов ПК, Биор. Чем выше скорость горения пороха, тем меньше должна быть плотность заряжания (отношение веса заряда к объему, в котором происходит горение).

Объем сжатия у пыжей и ПК предназначенных для быстрогорящих порохов максимален.

При снаряжении на высоко прогрессивных медленно горящих порохах патронов со стальной дробью и весом заряда свинцовой дроби значительно ниже номинала пыж или сжимаемый элемент ПК может вообще отсутствовать.

Мощный капсюль считается универсальным т.к. может обеспечить надежное воспламенение пороха в любом максимально возможном объеме каморы.

Компания МAXAM, самый крупный производитель патронов для гладкоствольного оружия, для всех видов патронов использует только мощный капсюль G1000. Но это скорее исключение из общепринятых правил.

Использование слабых капсюлей в патронах с быстро горящими порохами может привести к затяжному выстрелу или не воспламенению пороха при больших объемах каморы.

С достаточной степенью точности можно считать, что энергия капсюля равна произведению давления, объема и температуры –W= PVT = const. При увеличении объема каморы уменьшается температура, снижается надежность воспламенения пороха.
Скорость горения в любой момент времени пропорциональна давлению в степени ν.

Показатель степени ν прямо зависит от энергии инициации (капсюля), температуры окружающей среды и обратно зависит от тепловых потерь в стволе, (в первом приближении для релодырей этих показателей достаточно)
Величина энергии инициации определяет скорость горения в период зажжения и воспламенения, влияет на скорость нарастания и во многом определяет величину максимума давления. В период горения в определении величины ν участвуют только температура окружающей среды и тепловые потери.

Мощный капсюль в сочетании с высокопрогрессивными медленногорящим порохом при номинальном весе снаряда приведет к ненужному увеличению скорости нарастания давления и увеличению его максимальной величины, сводит к минимуму эффект от прогрессивности горения пороха. Тоже наблюдается в мелких калибрах из-за небольшого объема, в котором горит порох в период форсирования.

От 20 калибра и мельче вполне обоснованным и рациональным есть применение капсюлей ЦБО (центробой) при снаряжении на бездымных порохах без подсыпки дымного пороха.

В малых объемах каморы для воспламенения бездымного пороха достаточно энергии капсюля ЦБО.

Рассматривая рекомендации компании Нобель можно сделать вывод, что замена мощного капсюля на капсюль средней мощности при прочих равных для 28 до 36 граммовых порохов может быть компенсирована увеличение веса заряда пороха порядка до 0,05г.

После срабатывания капсюля монолитных снаряд и центр масс дробового снаряда некоторое время остаются неподвижными. Снаряд после сжатия пыжей удерживается в неподвижном состоянии силой трения снаряда о стенки гильзы от расклинившей под действием силы инерции дроби и самой силой инерции. При легких снарядах влияет усилие раскрытия завальцовки гильзы.

В протоколах отстрелов баллистического комплекса Тульского патронного завода давление начала движения всего снаряда всегда постоянно, порядка 120 – 130 бар и не зависит от калибра и характеристик условий заряжения. Объяснения этому явлению, не смотря на неоднократные попытки, не найдено.
Давление на момент начала движения, но, по моему мнению, на параметры выстрела ощутимо не влияет, и практического значения не имеет.

При перемещении снаряда доля участия силы трения снаряда о стенки гильзы и ствола в противодействующей силе давления пороховых газов уменьшается, а силы инерции снаряда возрастает. К моменту входа обтюратора в канал ствола перестроения в дробовом снаряде завершатся, давление уменьшается, а сила трения снизится до такой величины, что учитывать ее влияние на скорость и давление при движении по каналу ствола не имеет смысла.

Таким образом, по аналогии с классической Внутренней баллистикой ствольных систем, работа силы давления пороховых газов по преодолению силы трения снаряда о стенки КАНАЛА ствола в гадком стволе не учитывается.

Величина силы трения в первую зависит от размера дроби, ее твердости, материала пороховых пыжей, формы и размера переходного конуса.

Площадь поверхности трения в снаряде мелкой дроби больше, чем в снаряде крупной, сила трения снаряда о стенки гильзы и переходного конуса больше, что обуславливает увеличение давления с уменьшением размера дроби при прочих равных характеристиках условий заряжания. Этим обосновывается рекомендация корректировать вес заряда пороха, с увеличением диаметра дроби или картечи увеличивать, а с уменьшением — уменьшать. Таким образом, давление в период форсирования поддерживается на оптимальном уровне.

Чем мягче дробь, тем больше поверхность трения и выше давление.

Традиционные пороховые пыжи даже при одинаковой поверхности трения после сжатия по причине различного типа сжатия и коэффициента трения будут создавать различную силу трения. Пробковые и войлочные пыжи, в отличие от ДВП и Дианы, при сжатии больше расширяются в диаметре, что обуславливает бОльшую силу трения. Давление на неосаленных войлочных пыжах выше, чем на осаленных. Пробковые пыжи имеют стабильные характеристики сжатия и вес, ИМХО, больший коэффициент трения, чем выгодно отличаются от войлочных неосаленных.

В коротких, с большими углами, резких переходных конусах дробь деформируется больше, чем в длинных и плавных с малыми углами входа. Потребность в коротких крутых конусных переходах отпала с появлением ПК, Биор и отдельных полиэтиленовых обтюраторов обеспечивающий идеальную обтюрацию.

Качественный патрон должен обладать достаточной резкостью при хорошей равномерности, постоянстве боя и необходимой для конкретного вида охоты и условий кучностью.

Это достигается подбором оптимальных характеристик условий заряжания.

Давление не должно превышать среднее эксплуатационное максимальное для данного ружья в пулевых патронах и дробовых патронов с крахмалом, оптимального давления по критерию твердости дроби при снаряжении без буферных составов.
Степень деформации дроби, во многом определяющая резкость, равномерность и кучность, зависит от величины максимального давления, размера и твердости дроби, и не зависит от скорости его нарастания.

Давление на момент конца горения не должно опускаться ниже уровня после которого порох срывается в аномальных режим горения. При переходе в аномальных режим горения бездымные пороха резко снижают выделение тепловой энергии и даже прекращают горение.

Читать еще:  Секреты нагонки гончих

Величина давления перехода в аномальных режим для каждого пороха своя.

В качественных современных порохах оно значительно ниже, чем в широко используемом Соколе. Именно этим поясняются рекомендации при снаряжении на нем поддерживать максимально допустимый уровень максимального давления.

Желательно обеспечить условия, при которых в период форсирования сгорело бы как можно больше пороха при максимально возможном давлении. При этом точка окончания горения пороха максимально сместится к казенному срезу и больше дульного времени останется для превращения тепловой энергии пороховых газов в кинетическую энергию дробового снаряда или пули.

Период форсирования в гладкоствольном выстреле

В классической науке Внутренней баллистике ствольных систем редко используется понятие период форсирования, анализируется влияние дискретной величины давления форсирования. Для артиллерийских классических систем это давление, при котором ведущий поясок снаряда полностью входить в нарезы ствола. В нарезных стволах стрелкового оружия давление форсирования — это давление на момент, когда пуля полностью войдет в нарезы ствола.

При этом для того, чтобы не усложнять анализ, делается допущение – снаряд и пуля входит в нарезы ствола мгновенно и давление форсирования приравнивается к давлению начала движения (страгивания). В артиллерийских стволах ведущий поясок снаряда при заряжании упирается в нарезы и имеет относительно малую длину.

В стрелковом оружии пуля от момента начала движения до начала входа в нарезы пуля проходит значительное расстояние и на момент начала входа в нарезы имеет скорость порядка 60 м/с. Все это происходит на восходящем участке кривой изменения давления на значительном расстоянии от места пика. Это связано с тем, что в нарезных стволах применяются медленно горящие, прогрессивные пороха.

Для гладкого ствола, по аналогии с классической Внутренней баллистикой, Изметинский и Михайлов в своей книге Ижевские ружья определяют давление форсирования, как давление на момент полного входа обтюратора в канал ствола из переходного конуса. Это происходит на значительном удалении от места пика давления на нисходящем участке кривой изменения давления. В отличие от винтовочных и артиллерийских порохов, даже у медленного горящих прогрессивных порохов для гладкого ствола скорость горения значительно выше.

По вышеизложенным причинам давление форсирование, как дискретная величина не подходит для анализа явления гладкоствольного выстрела. Имеет смысл анализировать процессы от момента срабатывания капсюля до полного входа обтюратора в канал ствола.

В этой публикации рассматривается период форсирования в гладкоствольном выстреле, который начинается с момента срабатывания капсюля и заканчивается в момент полного входа обтюратора в канал ствола из переходного конуса.

В классической Внутренней баллистике стрелкового оружия тоже рассматривается период форсирования, но он анализируется с момента страгивания пули. В гладкоствольном выстреле пиростатический период в классическом понимании отсутствует. Динамика — перемещения пыжей и перестроения в снаряде дроби начинаются с момента срабатывания капсюля.

В момент срабатывания капсюля его газы сжимают пыж, нагревают зерна пороха до перехода верхнего слоя в газообразное состояние. При прогреве до температуры воспламенения газообразные продукты начнут гореть, горение мгновенно распространится на всю поверхность порохового заряда.

В теории прогрев пороха до перехода в газообразное состояние и возникновение очагов горения называется периодом зажжения. распространение горения на всю поверхность порохового заряда — период воспламенения, после чего начинается период собственно горения.

Капсюли по энергии инициации делятся на мощные, средние и слабые.

Давления любого капсюля класса Жевело и их аналогов диаметром 6,2 мм применяемых для снаряжения патронов для гладкого ствола на бездымных порохах достаточно для полного сжатия пыжей или сжимаемых элементов ПК, Биор. Чем выше скорость горения пороха, тем меньше должна быть плотность заряжания (отношение веса заряда к объему, в котором происходит горение).

Объем сжатия у пыжей и ПК предназначенных для быстрогорящих порохов максимален.

При снаряжении на высоко прогрессивных медленно горящих порохах патронов со стальной дробью и весом заряда свинцовой дроби значительно ниже номинала пыж или сжимаемый элемент ПК может вообще отсутствовать.

Мощный капсюль считается универсальным т.к. может обеспечить надежное воспламенение пороха в любом максимально возможном объеме каморы.

Компания МAXAM, самый крупный производитель патронов для гладкоствольного оружия, для всех видов патронов использует только мощный капсюль G1000. Но это скорее исключение из общепринятых правил.

Использование слабых капсюлей в патронах с быстро горящими порохами может привести к затяжному выстрелу или не воспламенению пороха при больших объемах каморы.

С достаточной степенью точности можно считать, что энергия капсюля равна произведению давления, объема и температуры –W= PVT = const. При увеличении объема каморы уменьшается температура, снижается надежность воспламенения пороха.

Скорость горения в любой момент времени пропорциональна давлению в степени ν.

Показатель степени ν прямо зависит от энергии инициации (капсюля), температуры окружающей среды и обратно зависит от тепловых потерь в стволе, (в первом приближении для релодырей этих показателей достаточно)

Величина энергии инициации определяет скорость горения в период зажжения и воспламенения, влияет на скорость нарастания и во многом определяет величину максимума давления. В период горения в определении величины ν участвуют только температура окружающей среды и тепловые потери.

Мощный капсюль в сочетании с высокопрогрессивными медленногорящим порохом при номинальном весе снаряда приведет к ненужному увеличению скорости нарастания давления и увеличению его максимальной величины, сводит к минимуму эффект от прогрессивности горения пороха. Тоже наблюдается в мелких калибрах из-за небольшого объема, в котором горит порох в период форсирования.

От 20 калибра и мельче вполне обоснованным и рациональным есть применение капсюлей ЦБО (центробой) при снаряжении на бездымных порохах без подсыпки дымного пороха.

В малых объемах каморы для воспламенения бездымного пороха достаточно энергии капсюля ЦБО.

Рассматривая рекомендации компании Нобель можно сделать вывод, что замена мощного капсюля на капсюль средней мощности при прочих равных для 28 до 36 граммовых порохов может быть компенсирована увеличение веса заряда пороха порядка до 0,05г.

После срабатывания капсюля монолитных снаряд и центр масс дробового снаряда некоторое время остаются неподвижными. Снаряд после сжатия пыжей удерживается в неподвижном состоянии силой трения снаряда о стенки гильзы от расклинившей под действием силы инерции дроби и самой силой инерции. При легких снарядах влияет усилие раскрытия завальцовки гильзы.

В протоколах отстрелов баллистического комплекса Тульского патронного завода давление начала движения всего снаряда всегда постоянно, порядка 120 – 130 бар и не зависит от калибра и характеристик условий заряжения. Объяснения этому явлению, не смотря на неоднократные попытки, не найдено.

Давление на момент начала движения, но, по моему мнению, на параметры выстрела ощутимо не влияет, и практического значения не имеет.

При перемещении снаряда доля участия силы трения снаряда о стенки гильзы и ствола в противодействующей силе давления пороховых газов уменьшается, а силы инерции снаряда возрастает. К моменту входа обтюратора в канал ствола перестроения в дробовом снаряде завершатся, давление уменьшается, а сила трения снизится до такой величины, что учитывать ее влияние на скорость и давление при движении по каналу ствола не имеет смысла.

Таким образом, по аналогии с классической Внутренней баллистикой ствольных систем, работа силы давления пороховых газов по преодолению силы трения снаряда о стенки КАНАЛА ствола в гладком стволе не учитывается.

Величина силы трения в первую зависит от размера дроби, ее твердости, материала пороховых пыжей, формы и размера переходного конуса.

Площадь поверхности трения в снаряде мелкой дроби больше, чем в снаряде крупной, сила трения снаряда о стенки гильзы и переходного конуса больше, что обуславливает увеличение давления с уменьшением размера дроби при прочих равных характеристиках условий заряжания. Этим обосновывается рекомендация корректировать вес заряда пороха, с увеличением диаметра дроби или картечи увеличивать, а с уменьшением — уменьшать. Таким образом, давление в период форсирования поддерживается на оптимальном уровне.

Чем мягче дробь, тем больше поверхность трения и выше давление.

Традиционные пороховые пыжи даже при одинаковой поверхности трения после сжатия по причине различного типа сжатия и коэффициента трения будут создавать различную силу трения. Пробковые и войлочные пыжи, в отличие от ДВП и Дианы, при сжатии больше расширяются в диаметре, что обуславливает бОльшую силу трения. Давление на неосаленных войлочных пыжах выше, чем на осаленных. Пробковые пыжи имеют стабильные характеристики сжатия и вес, ИМХО, больший коэффициент трения, чем выгодно отличаются от войлочных неосаленных.

В коротких, с большими углами, резких переходных конусах дробь деформируется больше, чем в длинных и плавных с малыми углами входа. Потребность в коротких крутых конусных переходах отпала с появлением ПК, Биор и отдельных полиэтиленовых обтюраторов обеспечивающий идеальную обтюрацию.

Качественный патрон должен обладать достаточной резкостью при хорошей равномерности, постоянстве боя и необходимой для конкретного вида охоты и условий кучностью.

Это достигается подбором оптимальных характеристик условий заряжания.

Давление не должно превышать среднее эксплуатационное максимальное для данного ружья в пулевых патронах и дробовых патронов с крахмалом, оптимального давления по критерию твердости дроби при снаряжении без буферных составов.

Степень деформации дроби, во многом определяющая резкость, равномерность и кучность, зависит от величины максимального давления, размера и твердости дроби, и не зависит от скорости его нарастания.

Давление на момент конца горения не должно опускаться ниже уровня после которого порох срывается в аномальных режим горения. При переходе в аномальных режим горения бездымные пороха резко снижают выделение тепловой энергии и даже прекращают горение.

Величина давления перехода в аномальных режим для каждого пороха своя.

В качественных современных порохах оно значительно ниже, чем в широко используемом Соколе. Именно этим поясняются рекомендации при снаряжении на нем поддерживать максимально допустимый уровень максимального давления.

Желательно обеспечить условия, при которых в период форсирования сгорело бы как можно больше пороха при максимально возможном давлении. При этом точка окончания горения пороха максимально сместится к казенному срезу и больше дульного времени останется для превращения тепловой энергии пороховых газов в кинетическую энергию дробового снаряда или пули.

Красным на графике давления отмечен момент выхода обтюратора из гильзы в переходный конус, зеленым – давление на момент начала движения снаряда, голубым – рост давления в момент срабатывания капсюля.

Источники:

http://www.comgun.ru/gun/1762-zagadochnoe-davlenie-forsirovaniya.html
http://vk.com/@ohotafornew-period-forsirovaniya-v-gladkostvolnom-vystrele
http://studopedia.ru/6_61141_vistrel-i-ego-periodi.html
http://www.ohotniki.ru/weapon/smoothbore/article/2014/02/03/640773-period-forsirovaniya-v-gladkostvolnom-vyistrele.html
http://weaponland.ru/publ/period_forsirovanija_v_gladkostvolnom_vystrele/12-1-0-1950

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Наш сайт использует файлы cookies, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая работу с сайтом, вы соглашаетесь с использованием нами cookies и политикой конфиденциальности.

Принять
Adblock
detector