все об охоте Главная, Оружие:Оружие

Внешняя баллистика Э.В. Штейнгольд

Внешняя баллистика нужна стрелку для ясного понимания влияния различных факторов на точность стрельбы и попадания в цель вообще, несмотря на то, что снаряд не летит по прямой линии, а по некоторой кривой.

Воображаемая линия, описываемая в пространстве центром тяжести двигающегося снаряда, называется траекторией . Образуется она под действием следующих сил: инерции, силы тяжести, силы сопротивления воздуха и силы, возникающей от разрежения воздуха за снарядом.

Когда на снаряд одновременно действуют несколько сил, то каждая из них сообщает ему определенное движение и положение снаряда по истечении некоторого отрезка времени определяется по правилу сложения движений, имеющих различное направление. Чтобы понять, как образуется траектория полета снаряда в пространстве, нужно рассмотреть каждую из действующих на снаряд сил в отдельности.

В баллистике принято рассматривать траекторию над (или под) горизонтом оружия. Горизонтом оружия называется воображаемая бесконечная горизонтальная плоскость, распространяющаяся во все стороны и проходящая через точку вылета. Точкой вылета называется центр дульного среза ствола. След от проходящей горизонтальной плоскости на рис. 34 изображается в виде горизонтальной линии.

Если допустить, что на снаряд после его вылета из канала ствола не действуют никакие силы, то снаряд, двигаясь по инерции, будет лететь в пространстве бесконечно, прямолинейно по направлению оси канала ствола и равномерно. Если же на него после вылета из канала ствола будет действовать только одна сила тяжести, то в этом случае он начнет падать строго вертикально вниз по направлению к центру Земли, подчиняясь законам свободного падения тел. Тогда, согласно приводимой формуле, высота падения Н через определенные отрезки времени определится как

где g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2).

Подставляя в эту формулу соответствующие числовые величины, определим высоту падения к концу 1, 2, 3, 4-й с и т. д. Соответственно получим 4,9; 19,6; 44,1; 78,4 м и т. д. Траекторией полета пули окажется прямая вертикальная линия.

Представим себе, что на снаряд действуют только две силы при выстреле в безвоздушном пространстве: сила инерции и сила земного притяжения. Тогда по продолжению оси канала ствола отложим в масштабе равные отрезки, соответствующие величине начальной скорости, а из точки вылета от горизонта оружия вниз отложим найденные нами величины высоты свободного падения тела в конце 1, 2, 3, 4-й с и т. д. По правилу параллелограмма найдем точки пересечения между прямыми, опущенными по вертикали из концов отрезков, характеризующих положение снаряда в конце 1, 2, 3, 4-й с и т. д., и прямыми, параллельными оси канала ствола, проведенными из концов отрезков высот свободного падения за 1, 2, 3, 4-ю с и т. д. По этим точкам пересечений опишем кривую. Получится правильная, симметричная по форме кривая, именуемая параболой.

На кривой траектории полета снаряда различают следующие элементы: самая высшая точка кривой над горизонтом оружия называется вершиной траектории, часть кривой от точки вылета до вершины - восходящей ветвью траектории, а от вершины до точки пересечения кривой с горизонтом оружия (т. е. до точки падения) - нисходящей ветвью траектории. В безвоздушном пространстве восходящая и нисходящая части траектории совершенно одинаковые. Из этого следует, что форма траектории в безвоздушном пространстве зависит только от начальной скорости и угла, под которым брошен снаряд (этот угол называется углом бросания). Вертикальное понижение траектории относительно линии продолжения оси канала ствола зависит только от времени движения снаряда.

В действительности под действием сопротивления воздуха траектория полета снаряда никогда не бывает симметричной: ее восходящая ветвь более пологая и длинная, чем нисходящая. Величины ветвей траектории обычно находятся в отношении 6:4.

Сопротивление воздуха движущемуся телу зависит от скорости его движения. Установлено, что при скоростях до 240 м/с сопротивление воздуха пропорционально квадрату скорости; при более высоких скоростях - третьей их степени и больше. По расчетам из эмпирической формулы, сила сопротивления воздуха для винтовки образца 1891-1930 гг. равна 3,5 кгс (34,3 Н). Потеря скорости пули образца 1908 г., винтовки образца 1891-1930 гг. под влиянием сопротивления воздуха выглядит следующим образом:

Стрельба всегда происходит под действием указанных выше сил. Если ось канала ствола строго совместить с центром цели, попадания в цель не будет, так как снаряд раньше ударится о землю, чем долетит до цели. По этой причине продолжение оси канала ствола нужно поднять над горизонтом оружия настолько, чтобы, снижаясь, снаряд встретился с целью. Угол, образуемый между продолжением оси канала ствола и горизонтом оружия, называется углом возвышения.

Однако, как ранее отмечалось, снаряд при вылете из канала ствола из-за вибрации ствола и смещения ружья образует угол вылета, и потому при выстреле ось канала ствола составляет с горизонтом оружия фактический угол, под которым снаряд был выброшен в сторону цели, - угол бросания. Если угол вылета будет отрицательным, то угол возвышения будет больше угла бросания на величину угла вылета, а если угол вылета окажется положительным, то угол возвышения будет меньше угла бросания на величину угла вылета. Только в этом случае снаряд долетит до цели.

Из баллистики известно, что при стрельбе в безвоздушном пространстве наибольшая горизонтальная дальность полета снаряда соответствует углу бросания 45°. Таким образом, при увеличении угла бросания от 0 до 45° дальность полета снаряда возрастает, а при увеличении угла бросания от 45 до 90° горизонтальная дальность полета снаряда убывает от максимума до нуля. Угол бросания, соответствующий максимальной дальности полета снаряда, в баллистике принято называть углом наибольшей дальности.

В действительности угол наибольшей дальности никогда не бывает 45°, а в зависимости от массы и формы снаряда колеблется от 28 до 43°. Для современного нарезного оружия угол наибольшей дальности равен 35°. для дробового - 30-32°.

Существует простое практическое правило: максимальная дальность полета дроби приблизительно равна такому числу сотен метров, какое число целых миллиметров имеет диаметр отдельной дробины, выстреленной с максимальной начальной скоростью 375-400 м/с. Так, дробь № 7 (2,5 мм) летит на 250 м. В зависимости от массы дробин их окончательные скорости на предельной дальности в точке падения пропорциональны их массам, по абсолютной величине близки между собой и примерно соответствуют скоростям падения при выстреле строго вертикально вверх. Для дроби 30-45, для картечи 45-50 и для круглых пуль - 50-70 м/с.

Мелкая дробь на указанных расстояниях малоопасна. Крупная дробь и картечь опасны при попадании в лицо (особенно в глаз), а круглые пули диаметром 10 мм и более могут причинить человеку ранение или контузию. В этой же связи опасен снаряд при выстреле строго вертикально вверх.

По данным Нейсмансвальдской испытательной станции [5], при начальной скорости vo=360 м/с для стрельбы вертикально вверх были получены следующие данные:

Скорость всякого свободно падающего тела в воздушном пространстве возрастает до определенного предела, зависящего от массы и формы тела, но не от высоты падения. За этим пределом движение происходит с постоянной скоростью. Наступает он, когда сопротивление воздуха оказывается равным силе тяжести. После этого падение будет происходить с постоянной предельной скоростью: чем тяжелее тело, тем больше будет абсолютная величина его предельной скорости.

Все описанные снарядами траектории при углах бросания, оказывающихся меньше угла наибольшей дальности, называются настильными, а больше его - навесными.

На практике гораздо удобнее пользоваться не углом возвышения, а углом прицеливания, между линией прицеливания, проходящей от глаза стрелка через середину прорези прицела (а если ее нет, то через середину щитка ствольной коробки) и вершину мушки в точку прицеливания, и линией возвышения, являющейся продолжением оси канала ствола до выстрела.

Устройство прицельных приспособлений и метод прицеливания основаны на условной взаимозаменяемости углов прицеливания и возвышения. При дальней стрельбе эта взаимозаменяемость остается в силе только в том случае, когда стрелок и цель находятся приблизительно на одном уровне (горизонте). При несоблюдении этого условия дальность полета пули не будет соответствовать установке прицела. Это необходимо учитывать, стреляя в горах.

Угол, заключенный между горизонтом оружия и линией прицеливания, когда они не параллельны между собой, образует некоторый угол, называемый углом места цели. Если цель ниже горизонта, угол места цели отрицательный, а если выше него - положительный.

При стрельбе по горизонтальным целям (когда линия прицеливания оказывается параллельной горизонту оружия) угол между направлениями силы инерции снаряда и силы тяжести составляет примерно 90°.

При больших абсолютных величинах угла места цели (больших +15° или -15°) угол между силой инерции и силой тяжести либо становится меньшим 90° и стремится к нулю, либо становится большим 90° и стремится к 180°. В первом случае сила инерции приближается к вертикали и все больше действует в сторону, противоположную силе тяжести. Тогда скорость полета снаряда убывает быстрее и сокращается дальность полета, но восходящая ветвь траектории спрямляется и делается более настильной и при выстреле строго вертикально превращается в прямую линию. При стрельбе под большим углом вниз тоже происходит спрямление восходящей ветви траектории, но в этом случае скорость пули несколько возрастает, так как сила тяжести и сила инерции все больше и больше совпадают. Как в первом, так и во втором случае при обычном прицеливании ружье начинает высить. При этом нужно либо уменьшать высоту прицела, либо понижать точку прицеливания.

Увеличение начальной скорости также дает спрямление восходящей ветви траектории и ружье тоже начинает высить при обычном прицеливании, однако это выгодно, так как увеличивается дальность прямого выстрела, когда с постоянным (одним и тем же) прицелом можно стрелять на многие дистанции. Одновременно увеличивается и общая дальность полета снаряда. Вместе с тем уменьшается время его полета на ту или иную дистанцию, что дает возможность уменьшить вынос точки прицеливания при стрельбе по подвижным целям, а это увеличивает точность и эффективность стрельбы.

В прямой зависимости от начальной скорости находятся величины углов возвышения и бросания. С увеличением начальной скорости угол бросания должен уменьшаться и наоборот.

На отклонение точки попадания влияют и атмосферные условия: температура, ветер и атмосферное давление (особенно в горах при стрельбе на дальние дистанции). С повышением температуры ружье высит, с понижением низит. Нормальной температурой считается 15°С.

При попутном ветре снаряд летит дальше и попадает выше, а при встречном ложится ближе и ниже. С уменьшением барометрического давления снаряд летит дальше и попадает выше, а с возрастанием - наоборот. Дело в том, что с повышением температуры один и тот же заряд пороха горит сильнее и сообщает снаряду большую скорость; вместе с тем уменьшается и плотность воздуха. С понижением температуры все происходит наоборот.

Попутный ветер увеличивает скорость полета снаряда (так как их скорости складываются), а встречный тормозит (их скорости друг из друга вычитаются). С падением барометрического давления уменьшаются плотность и сопротивление воздуха, снаряд дольше сохраняет полученную им начальную скорость, летит дальше и попадает выше, а с увеличением давления все происходит наоборот.

На точность стрельбы влияет деривация пули у нарезного ружья, являющаяся результатом действия двух вращающих усилий - вращения вокруг продольной оси и поперечной (экваториальной), проходящей через центр тяжести пули от опрокидывающего действия силы сопротивления воздуха.

Отклонение пули под влиянием ветра зависит от калибра пули (от продольной нагрузки пули): чем больше калибр, тем меньше сказывается влияние ветра. На дальность полета, спрямление траектории и пробивное действие влияет поперечная нагрузка пули, т. е. отношение массы пули к единице площади ее поперечного сечения (масса в граммах на 1 мм2). Чем выше поперечная нагрузка, тем лучше сохраняет пуля свою начальную скорость. Иными словами, чем тяжелее пуля при одном и том же калибре, тем выше ее баллистические качества.

Пуля, имеющая большую скорость при попадании в цель и большее удельное давление на единицу площади цели, пробивает ее более эффективно и причиняет большие разрушения. В баллистике существует положение, что действие силы сопротивления воздуха обратно пропорционально поперечной нагрузке снаряда.

Огромное значение имеет и форма снаряда, так как от этого зависит величина сопротивления воздуха и его разрежение позади снаряда. Наиболее эффективны продолговатые остроконечные удобообтекаемые пули с большой поперечной нагрузкой.

С увеличением диаметра дробины, картечины или круглой пули ее поперечная нагрузка возрастает быстрее, чем площадь поперечного сечения, так как масса этих снарядов растет быстрее, чем поперечное сечение. Сопротивление же воздуха хотя и растет с увеличением диаметра круглой пули, yо значительно меньше, чем поперечная нагрузка. Вот почему, желая повысить эффективную дальность стрельбы, переходят от более мелкой дроби к более крупной. При одной и той же начальной скорости дробины различных номеров при удалении от дульного среза ствола только на 5 м имеют уже значительную разницу в скорости полета. Например, у дробины № 7 (2,5 мм) на расстоянии 5 м от дульного среза ствола скорость на 30 м/с меньше, чем у крупной картечи.

С увеличением (или уменьшением) температуры на каждые 10° С начальная скорость дробового снаряда увеличивается (или убывает) на 7 м/с. Скорость полета дроби зимой падает быстрее, чем летом (на дистанции 50 м на 15%). Живая сила (резкость) дроби зимой уже на дистанции 40 м уменьшается на 20%, на дистанции 50 м - на 30%. Траектория полета дробового снаряда зимой становится более крутой, чем летом. Для борьбы с этим явлением прибегают к увеличению заряда пороха и к увеличению размера дроби по диаметру (т. е. к уменьшению ее номера).

Для надежного поражения цели дробью необходимо выполнить три условия: 1) масса одной дробины должна быть в среднем равна 1/5000 общей массы отстреливаемого животного; 2) в тушу животного должно попадать 4-5 дробин указанной массы; 3) скорость дробины должна быть в момент попадания не ниже 150 м/с. При несоблюдении одного из указанных требований неизбежны подранки.

Разные литературные источники указывают скорость 190, 200 и 230 м/с. Эти значения, конечно, достаточны для поражения цели и более эффективны, чем 150 м/с. Но тогда возникает вопрос - можно ли стрелять из дробового ружья дробью на дистанцию 50 м? Все литературные источники сходятся в том, что 50 м - это предельная дистанция боя дробового ружья. Но в таком случае их авторы противоречат сами себе. Если принять остаточную скорость 230 м/с, то при начальной скорости снаряда 325 м/с (по убойности дроби) можно будет стрелять дробью № 9 на дистанцию 17,5 м, дробью № 7 - на 20 м, дробью № 5 - на 25 м, дробью № 1 - на 30 м и только дробью № 4/0 (5,0 мм) - на 35 м, так как дробины только на указанные дальности сохраняют еще скорость 235 м/с.

Дистанция 35 м считается средней для стрельбы из дробового ружья, на эту дистанцию пристреливают все дробовые ружья. Тогда зачем мы пристреливаем ружья на дистанцию 35 м, если остаточную скоросгь 230 м/с дробь имеет только при № 4/0 (5,0 мм)? Абсурдность такого утверждения совершенно очевидна.

Несколько лучше обстоит дело с окончательной скоростью 190 м/с. В этом случае, кроме дроби № 4/0, можно еще использовать дробь № 1 (4.0 мм) на дистанцию 50 м. При остаточной скорости 150 м/с можно стрелять дробью № 9 (2,0 мм) - до 35 м включительно, № 8 (2,25 мм) - до 40 м, № 7 (2,50 мм) - до 45 м, № 6 (2,75 мм) и № 5 (3,0 мм) - до 50 м, № 3 (3,5 мм) - до 60 м, № 1 (4,0 мм) - до 70 м и № 4/0 (5,0 мм) - до 85 м. Мы не хотим сказать, что следует стрелять на эти дистанции, так как попасть в цель на таком расстоянии 4-5 дробинами совершенно невозможно. Следовательно, дичь не будет взята охотником, хотя она и может получить смертельное ранение.

При конечной скорости 80 м/с дробь проникает в мускульные ткани животного, но не способна дробить его кости. Для спортивной стрельбы по летящим мишеням при твердой и плакированной дроби желательна начальная скорость vо=400-425 м/с. Надежное поражение мишени обеспечивается попаданием 2-3 дробин.

В дробовом снопе скорости дробин различны и в среднем разность их колеблется в пределах 8,5 м/с (например, для дроби № 6 (2,75 мм) на дистанции 30 м).

Для ствола с чоковой сверловкой скорости периферийных дробин, находящихся на границе мишени диаметром 75 см, на дистанции 25 м на 8-9% меньше, чем у центральных, для ствола с цилиндрической сверловкой - около 15%.

При выстреле из дробового ружья дробовой снаряд не летит компактной массой, а рассеивается в пространстве по кругу и вытягивается в длину, и чем дальше от дульного среза, тем больше . Растяжка дробового снопа впервые определялась английским инженером М. Гриффитом [5] с помощью колеса диаметром 3,6 м, вращавшегося с окружной скоростью в 60 м/с .

По исследованиям Неймансвальдской испытательной станции [5], для дистанций стрельбы от 20 до 50 м был построен график диаметров рассеивания дроби. Автор данной книги дополнил его для дистанций от 0 до 20 м и от 50 до 100 м, используя закономерности и характер кривых, полученных Неймансвальдской испытательной станцией [5]. Это представляет большой интерес при решении вопросов по технике безопасности во время проектирования охотничьих стрельбищ, при рассмотрении судебно-следственных вопросов и, наконец, для расширения общего кругозора у стрелков-охотников по технике безопасности, чтобы они отчетливее представляли себе опасность выстрела в близком направлении на людей или домашних животных . Этот график дает возможность определить по дистанции стрельбы и характеру сверловки канала ствола диаметр круга максимального рассеивания дроби или по диаметру рассеивания дроби и типу сверловки ствола определить дистанцию стрельбы.

По данным американской испытательной станции фирмы "Ремингтон" [22], зона дробового выстрела разбивается на четыре участка : 1 - участок от дульного среза до 17 м для ствола сверловки "цилиндр с напором", для получока - до 21 м и для полного чока - до 24 м, где кучность очень велика и стрелять не следует; 2 - участок 100%-ного попадания; 3 - участок, идеальный для стрельбы; 4 - участок допустимой стрельбы, где в круг 76,2 см еще попадает 47-52% дроби .

Инженер А. Можаров [15] провел интересные испытания различных способов снаряжения патронов и установил при помощи специальных приборов, как они влияют на скорость полета дробового снаряда в 10 м от дульного среза ствола (v10).

При первом способе снаряжения патронов на порох ставился картонный пыж толщиной 1,8 мм, диаметром 19,3 мм для 12-го калибра. Все пыжи (в том числе и войлочные) досылались до пороха с усилием сжатия навойником 6-8 кгс (58,9-78,5 Н).

При втором способе снаряжения патронов на порох ставился картонный пыж толщиной 0,5-0,6 мм, изготовляемый нашими заводами и находящийся в продаже. Усилие сжатия всех пыжей было таким же, как и в первом случае.

При третьем способе снаряжения патронов на порох картонный пыж не ставился, а непосредственно на порох клались войлочные пыжи и сжимались с усилием 6-8 кгс (58,9-78,5 Н). Во всех случаях применялся бездымный порох "Сокол" одной партии разных навесок, дробовой снаряд оставался неизменным - 33 г дроби № 7 (2,5 мм). Завальцовка дульца гильзы была обычной, с применением картонного дробового пыжа.

Следует помнить, что тонкие картонные пыжи не только снижают начальную скорость движения снаряда из-за прорыва пороховых газов в дробовой снаряд, но и обусловливают непостоянство боя, с большими колебаниями скоростей от выстрела к выстрелу.

подоконники из искусственного и натурального камня со | знакомства Спб без регистрации Спб | Купить духи оптом со склада