Некоторые понятия о внутренней и внешней баллистике охотничьего огнестрельного оружия

Откуда произошло слово «баллистика»? От греческого слова «БАЛЛО», что означает, «бросать».

Современная баллистика делится на две части:

• внутреннюю – она объясняет и изучает процессы, которые происходят в стволе огнестрельного оружия;
• внешнюю – изучает и объясняет образование траектории, изменение скорости полета дроби, пули или снаряда при полёте в воздухе.

В процессе сгорания порохового заряда есть три основные фазы: зажжение, воспламенение и горение.

Зажжение – процесс начала реакции под действием огня, который образуется при ударе бойка по капсюлю-воспламенителю. Скорость сгорания зависит от влажности, формы и плотности зерен пороха, а также от плотности насыпки в патроне. Луч огня в процессе воспламенения капсюля центрального боя идет по направлению оси канала ствола. Луч, натыкаясь на пластинки или зерна пороха энергично охватывает их пламенем. Далее реакция охватывает весь пороховой заряд. Этот процесс протекает за очень небольшой промежуток времени, измеряемый тысячными долями секунды.

Иногда, в силу разных причин, порох не загорается – происходит осечка. Причиной может стать отсыревание пороха, некачественный капсюль, постороннее тело, попавшее в пороховой заряд

Иногда, воспламенение порохового заряда происходит с опозданием после удара бойка по капсюлю- воспламенителю. Оно бывает от незначительного до 10 секунд и более. Это называется «затяжной выстрел». Поэтому после осечки нельзя открывать сразу ружье или затвор оружия. Надо подождать около 1 минуты.

Скорость, с которой воспламеняются зерна пороха в заряде, называется скоростью воспламенения. Горение пороха — это проникание пламени внутрь порохового заряда. Знание причин изменения скорости сгорания пороха важно для управления процессом образования пороховых газов.

Главные причины, влияющие на скорость сгорания порохового заряда, следующие:

1. Состав пороха;
2. Влажность пороха;
3. Температура заряда перед воспламенением;
4. Плотность зерна пороха;
5. Плотность насыпки заряда;
6. Скорость увеличения давления в процессе воспламенения пороха.

Скорость сгорания бездымного пороха зависит от процентного содержания в нем нерастворимого пироксилина. Чем он выше, тем быстрое горит бездымный порох. Например, пироксилиновые быстрогорящие пластинчатые пороха являются наиболее подходящими для гладкоствольных охотничьих ружей.

Для бездымных порохов очень большое значение имеет плотность заряжания. В патроне для гладкоствольного оружия она должна составлять не более 4-5 кг. Это усилие досылания патронной прокладки или пыжа-контейнера на порох.

С увеличением плотности заряжания быстро возрастает и скорость сгорания пороха в патроне. При ускоренном сгорании плотного порохового заряда оружие может не выдержать быстрого повышения давления. Стоит отметить, что дымный порох дает скачек давления в начале.

Вообще пороха можно разделить на:

• «Быстрогорящие» (ружейные и пистолетные).
• «Медленногорящие» (винтовочные).

Но в современном оружии это понятие несколько «размыто». Все зависит от вида и типа оружия, его предназначения. Максимальное давление пороховых газов не должно превышать предел прочности оружия.Например, прочные стволы современных ружей испытывают при давлении 1000 атмосфер. (первое испытание стволов).

Определение максимальных давлений пороховых газов гладкоствольного и нарезного оружия осуществляется с помощью различных технических устройств кремерным способом (баллистический ствол), с помощью пьезо индикатора.

Скорость полета дроби или пули на различных расстояниях от дульного среза определятся с помощью специального прибора – хронографа. По скорости дробового заряда судят о резкости боя ружья, то есть о силе удара дробинок по цели.

Экспериментами установлено, что средняя скорость дроби, при которой надежно поражается дичь, должна составлять при ударе по цели не менее 190-200 м/с. Тогда подранков практически не бывает.

Скорость снаряда в технической литературе обозначается латинской буквой V. Скорость у дульного среза оружия обозначается как V₀. Следовательно, скорость в 10 метрах от дульного среза будет V₁₀, в 50 метрах – V₅₀ и т.д.

Лучшие современные дробовые патроны дают скорость V₀=430 м/с., что соответствует V₁₀=330 м/c для дроби № 7, имеющей диаметр 2.5мм. Для дроби № 3 (3.5 мм), например, эти и значения соответствуют: V₀=430 м/с u V₁₀=340 м/с.

Эти данные являются основной характеристикой патрона для гладкоствольного оружия при соблюдении условий безопасности для прочности ружья.

К показателям качества дробового заряда при стрельбе по мишени относят

1. кучность;
2. равномерность осыпи;
3. постоянство боя от выстрела к выстрелу.

Охотничьи и дробовые патроны вещи несколько разные, так как охотничьи патроны могут быть пулевыми для гладкоствольного и нарезного оружия. Гладкоствольные патроны могут быть заряжены картечью.

Выстрел картечью вообще отдельная тема. Внутренняя и внешняя баллистика картечи отличается от дробового выстрела. Для картечин главное не «мешать» друг другу в канале ствола, на дульном сужении и не быть раскиданными пыжом или пыжом-контейнером на выходе из ствола.

Картечь, отвечающая этим требованиям, называется «согласованной».

Согласованная картечь подбирается для каждого ружья индивидуально. Если это двуствольное ружье – то для каждого ствола.

Это делается путём пробного отстрела или подгонкой пыжа со стороны патронника к дульному срезу шомполом и распределением на нём картечин. Если картечь в 1-1.5 см от дульного среза на пыже легла ровно, в один ряд, и картечины не мешают друг другу, эта картечь является «согласованной» для данного дульного сужения.

Внутренняя баллистика гладкоствольного оружия отличается от нарезного прежде всего рабочего давления в канале ствола.

Максимальные давление пороховых газов в современных нарезных винтовочных стволах доходит до 4.500 тысяч атмосфер, а дульное давление до 500 атмосфер, что сообщает начальную скорость V₀= 1.200 м/с и более винтовочной пуле.

Начальная скорость дробовых патронов от самых «продвинутых» производителей в мире лежит в пределах V₀= 400-450 м/с.

В нарезном оружии большая начальная скорость пули обеспечивает более настильную траекторию, хорошее проникающее действие, больший гидродинамический удар.

В дробовом (гладкоствольном) оружии начальная скорость полета дроби V₀≈ 425 м/c и для стальной дроби V₀≈ 450-470 м/c является предельной, так как далее разгонять дробовой снаряд энергетически невыгодно.

Дробь, которую разогнали до больших скоростей очень быстро теряет кучность и скорость в результате повышенного сопротивления воздуха в полёте. На расстоянии в 30-40 метров от дульного среза, разница в скоростях V₀ = 390 м/с и V₀ = 150 м/с неЗнАчительна, а кучность выстрела дробью при V₀= 450 м/с даже хуже.

Разгонять клиперную свинцовую пулю из гладкоствольного ружья выше V₀≈ 430 м/c вообще нельзя, так как они деформируется и оплавляется (теряет форму) при выстреле. Поместив пулю в специальный контейнер (пули Полева и т. д.) можно добиться и большей начальной скорости, но это небезопасно для ружья, так как ведет и увеличению давления пороховых газов при выстреле выше технически допустимого.

Вообще, при снаряжении патронов дня гладкоствольного оружия нужно быть осторожным. Увеличение массы дробового снаряда на 1 грамм при V₀≈400м/с даёт увеличение давления примерно ни 30 атмосфер.

Применение твердой, так называемой «каленой» дроби с увеличенным содержанием сурьмы (для уменьшения деформации при выстреле) увенчивает рабочее давление ещё ни 15%.

Мощность капсюля дает разницу давлений в канале ствола гладкоствольного оружия при выстреле в 100 и более атмосфер.

Увеличение рабочего давления при выстреле из гладкоствольного ружья на 20-25 атмосфер даст прирост скорости ≈ 4-5 м/с. Но, конечно, до известного предела. Увеличение массы порохового заряда ведет к увеличению деформации дроби при выстреле, увеличению нагрузки на ствол и т. д.

О плотности заряжания патрон

В гладкоствольном оружии под плотностью заряжания понимают усилие сжатия пороха в патроне пыжом (пыжом-контейнером), прокладками и закруткой гильзы.

Однообразие плотности заряжания (что важно!) достигается современной технологией производства патронов для гладкоствольных ружей или с помощью пружинного посылателя (кустарные условия).

Плотность заряжания, её однообразие, оказывает главное значение и имеет первостепенную важность в процессе превращения пороха в газы и напрямую влияет на следующие процессы внутри ствола:

• давление у клзенного среза;
• точка пика давления;
• дульное давление,
• продолжительность развитие выстрела.

Плотность заряжения оказывает влияние и на процессы, протекающие вне канала ствола :

• дульное пламя;
• отдача;
• скорость полета дроби;
• кучность;
• звук выстрела.

Несоблюдение однообразия плотности заряжания ведет от «плевков» и затяжных выстрелов к разрыву стволов гладкоствольного оружия.

При самостоятельном снаряжении патронов умелым подбором припадок, пыжей, капсюля, навесок пороха, силы закрути можно добиться, как говорят охотники, короткого, четкого по звуку, «полного» выстрела, практически без дульного пламени, с постоянными баллистическими показателями от выстрела и выстрелу.

Процессы у дульного среза патрона

Трение, которое сопровождает снаряд дроби, картечи, пули при движении по каналу ствола внезапно прекращается, как только заряд покинет канал ствола. В этот самый момент пороховые газы действуют на снаряд дроби или картечи отрицательно, так как сообщают дополнительный импульс (толчок) и рассеивают сноп.

Чем меньше дульное давление пороховых газов, тем лучше будет результат выстрела и постоянство боя вашего ружья. Слабее будет отдача.

Экспериментально установлено, что дульное давление при хорошем, кучном выстреле должно составлять примерно от 0.1 до 0.8 от величины давления пороховых газов у казенного среза.

Для лучшего бездымного пороха от мировых лидеров- производителей дульное давление для всех калибров гладкоствольных ружей не должно превышать 40-50 атмосфер. По факту очень часто, дульное давление составляет 70-80 атмосфер, что уже негативно влияет на качество дробового (картечного) выстрела.

Иногда, при выстреле, у дульного среза гладкоствольного ружья, образуется яркая вспышка «дульного огня», которая сопровождается «раскатистым» звуком выстрела. Это плохо.

Причин несколько:

1. несоответствие размеров зерен бездымного пороха условиям его полного сгорания в канале ствола гладкоствольного оружия;
2. плохая обтюрация пыжа-контейнера (пыжа) в канале ствола, в результате пороховые газы прорываются вперёд снаряда;
3. порох с повышенной влажностью;
4. недостаточная мощность капсюля, для нормального воспламенения заряда;
5. недостаточная плотность заряжание патрона.

Появление дульного огня является признаком «затяжного» выстрела. Опасность данного явления для оружия состоит в том, что точка максимального давления переносится к середине ствола, где он значительно тоньше и может не выдержать нехарактерной нагрузки в непониженном месте.

При выстреле дробью из ствола вылетает большое количество крупных дробинок. Во время полета к цели дробь распределяется не только в ширину, но и в длину. Это распределение, как правило, бывает различным от выстрела и выстрелу, не смотря на тщательность заряжания. Дробинки, летя плотной массой, начинают рассеиваться и образуется «дробовой сноп». Он, грубо говоря, имеет форму колокола, узкий конец которого находится впереди. Чем быстрее расходится дробь, тем хуже преодолевает она сопротивление воздуха и тем больше растачивается в длину.

Многочисленными экспериментами и фотографиями, ускоренной сьемкой, установлено, что на дистанции 30-40 метров дробовой сноп имеет форму эллипса, растянутого примерно на 0.1 дистанции стрельбы (до 4 метров).

За дистанциями предельного выстрела (55-70 метров) заряд дроби № 7 занимает круг, диаметром до 7 метров и растягивается в длину более 10 метров.

Плохое качество дроби в патроне, слишком мягкая дробь, которая сильно деформируется при выстреле только увеличивают площадь и длину дробового снопа.

Предельная дальность дробового выстрела зависит от массы заряда дроби, начальной скорости дробового снопа, качества самого патрона, сверловки ствола и ещё многих факторов. Экспериментально установлено, что предельной дальностью выстрела для калибра 12х70 дробью № 3 из сужения «чок» является дистанция в 50 метров (при хорошем бое ружья).

То же, в калибре 12х76, дробью № 3 – 60 метров. Далее дробь теряет скорость и кучность, что приводит к большому количеству подранков.

Дробовой сноп при этом вытянут в длину так, что все дробинки не могут попасть в цель одновременно, но они летят быстро и это воспринимается дичью, как один удар, что и вызывает шок и гибель дичи.

Наибольшая дальность полета отдельных дробинок дробового снопа при угле 45° к горизонту составляет:

• дробь № 7 (2.5 мм) ≈ 270 метров;
• дробь № 3 (3.5 мм) ≈ 370 метров;
• дробь № 1 (4 мм) ≈ 400 метров;
• дробь № 0000 (5 мм) ≈ 500 метров и более;
• картечь 6 мм ≈ 600 метров и более.

Предельная дальность полета пуль, выпущенных из гладкоствольного ружья под углом возвышения в 45° и V₀≈ 450м/с доходит до 2 км.

При такой стрельбе пуня на излете может тяжело ранить или контузить человека или домашнее животное.

Охотник должен ответственно подходить к стрельбе из гладкоствольного и нарезного оружия. Нужно всегда учитывать наличие на линии стрельбы людей, домашних животных.

Стрельба «просто так», наобум на охоте не допустима. Каждый выстрел охотника должен быть обдуманным, чтобы не создавать проблем ни себе, ни окружающем.