На что влияет начальная скорость пули

Для стрелка начальная скорость пули (снаряда) является едва ли не самой главной из всех величин, рассматриваемых во внутренней баллистике.

И действительно, от этой величины зависит наибольшая дальность стрельбы, дальность прямого выстрела, т.е. наибольшая дальность стрельбы прямой наводкой по видимым целям, при которой высота траектории полета пули не превосходит высоту цели, время движения пули (снаряда) до цели, ударное действие снаряда по цели и другие показатели.

Вот почему необходимо внимательно относиться к самому понятию начальной скорости, к способам ее определения, к тому, как изменяется начальная скорость при изменении параметров внутренней баллистики и при изменении условий стрельбы.

Затем, двигаясь по инерции и встречая сопротивление воздушной среды, пуля начинает терять свою скорость. Следовательно, скорость движения пули все время меняется. Учитывая это обстоятельство, скорость пули принято фиксировать только в каких-нибудь определенных фазах ее движения. Обычно фиксируют скорость пули при вылете ее из канала ствола.

Скорость движения пули у дульного среза ствола в момент вылета ее из канала ствола называется начальной скоростью.

За начальную скорость принимается условная скорость, которая несколько больше дульной и меньше максимальной. Она измеряется расстоянием, которое могла бы преодолеть пуля за 1 секунду по вылете из канала ствола, если бы на нее не действовали ни сопротивление воздуха, ни ее тяжесть. Так как скорость пули в некотором удалении от дульного среза мало отличается от скорости при вылете ее из канала ствола, при практических расчетах обычно считают, что наибольшую скорость пуля имеет в момент вылета из канала ствола, т.е. что начальная скорость пули является наибольшей (максимальной) скоростью.

Так, при стрельбе из 7,62 мм магазинной винтовки системы Мосина обр. 1891/30 гг. начальная скорость легкой пули равна 865 м/сек, а тяжелой пули — 800 м/сек. При стрельбе из 5,6 мм малокалиберной винтовки ТОЗ-8 начальная скорость пули различных партий патронов колеблется в пределах 280—350 м/сек.

Величина начальной скорости пули зависит от длины ствола оружия; массы пули; массы, температуры и влажности порохового заряда патрона, формы и размеров зерен пороха и плотности заряжания.

Также необходимо рассматривать начальную скорость пули в сочетании с ее массой. Очень важно знать, какой энергией обладает пуля, какую работу она может выполнить.

Из физики известно, что энергия движущегося тела зависит от его массы и скорости движения. Следовательно, чем больше масса пули и скорость ее движения, тем больше кинетическая энергия пули. При постоянной длине ствола и постоянной массе порохового заряда начальная скорость тем больше, чем меньше масса пули. Увеличение массы порохового заряда приводит к повышению количества пороховых газов, а следовательно, и к повышению величины максимального давления в канале ствола и увеличению начальной скорости пули. Чем больше масса порохового заряда, тем больше максимальное давление и начальная скорость пули.

С повышением температуры порохового заряда увеличивается скорость горения пороха, а поэтому увеличиваются максимальное давление и начальная скорость пули. При понижении температуры заряда начальная скорость уменьшается. Увеличение (уменьшение) начальной скорости вызывает увеличение (уменьшение) дальности полета пули. В связи с этим при стрельбе обязательно нужно учитывать поправки дальности на температуру воздуха и заряда (температура заряда примерно равна температуре воздуха).

С повышением влажности порохового заряда уменьшаются скорость его горения и начальная скорость пули.

Плотностью заряжания называется отношение массы заряда к объему гильзы при вставленной пуле (каморы сгорания заряда). При очень глубокой посадке пули значительно увеличивается плотность заряжания, что может привести при выстреле к резкому скачку давления и вследствие этого к разрыву ствола, поэтому такие патроны нельзя использовать для стрельбы. При уменьшении (увеличении) плотности заряжания увеличивается (уменьшается) начальная скорость пули.

Пробивное действие пули (таблицы 1 и 2) характеризуется ее кинетической энергией (живой силой). Кинетическая энергия, которую сообщают пуле пороховые газы в момент вылета ее из канала ствола, называется дульной энергией. Энергия пули измеряется в джоулях.

Таблица 1
Пробивное действие легкой пули 7,62 мм снайперской магазинной винтовки
системы Мосина обр. 1891/30 гг.(при стрельбе на расстояния до 100 м)

Проникание пули, смСтальная плита

0,6Железная плита

1,2Слой гравия или щебня

10–12Кирпичная кладка

15–20Сосновые доски (по 2,5 см каждая), поставленные с промежутками в 2,5 см

35 досокДерево по торцу

до 150Стенка из дубового дерева

70Слой мягкой глины

60–70Слой утрамбованного снега

ВИНТОВОЧНЫЕ пули обладают громадной кинетической энергией. Так, дульная энергия легкой пули при стрельбе из винтовки образца 1891/30 гг. равна 3600 Дж. Насколько велика энергия пули, видно из следующего: чтобы получить в столь короткий отрезок времени (не путем выстрела) такую энергию, потребовалась бы машина мощностью 3000 л. с.

Из всего сказанного ясно, какое большое практическое значение имеет для стрельбы большая начальная скорость и зависимая от нее дульная энергия пули. С увеличением начальной скорости пули и ее дульной энергии увеличивается дальность стрельбы; траектория пули становится более отлогой; значительно уменьшается влияние внешних условий на полет пули; увеличивается пробивное действие пули.

Прежде всего пуля при прохождении по каналу ствола, вследствие больших сил трения, закругляет углы полей нарезов и производит истирание внутренних стенок канала ствола. Кроме того, движущиеся с большой скоростью частицы пороховых газов ударяют с силой в стенки канала ствола, вызывая на их поверхности так называемый наклеп. Это явление заключается в том, что поверхность канала ствола покрывается тонкой коркой с постепенно развивающейся в ней хрупкостью. Происходящая при выстреле упругая деформация расширения ствола приводит к появлению на внутренней поверхности металла мелких трещин.

Образованию таких трещин способствует и высокая температура пороховых газов, которые в силу очень короткого действия вызывают частичное оплавление поверхности канала ствола. В нагретом слое металла возникают большие напряжения, которые в конечном счете и приводят к появлению и увеличению этих мелких трещин. Повышенная хрупкость поверхностного слоя металла и наличие к тому же трещин на нем приводят к тому, что пуля при прохождении по каналу ствола производит сколы металла в местах трещин. Износу ствола в значительной мере способствует и нагар, остающийся в канале ствола после выстрела. Он представляет собой остатки сгорания капсюльного состава и пороха, а также металла, соскобленного с пули или выплавленного из нее, оторванных газами кусочков дульца гильзы и т.д.

Таблица 2
Пробивное действие пули 5,6-мм малокалиберной винтовки ТОЗ-8 (при стрельбе на расстояние до 25 м)

Впрочем, здесь речь идет об обыкновенных пассажирских самолетах и об артиллерийских снарядах, летящих со средней скоростью.

Получается, что реактивный самолет не только не отстанет от такого снаряда, но и перегонит его.

В чем же тут дело? Что мешает снаряду лететь так же долго и так же далеко, как летит самолет?

Самолет летит долго потому, что воздушный винт тянет или реактивный двигатель толкает его все время вперед. Двигатель работает несколько часов подряд — пока хватит горючего. Поэтому и самолет может лететь непрерывно несколько часов подряд.

Поэтому-то линия полета снаряда — траектория — получается не прямой, а точно такой же, как и для брошенного камня, похожей на дугу.

Попробуем выстрелить из орудия один раз при горизонтальном положении ствола, другой раз — придав стволу угол бросания 3 градуса, а в третий раз — при угле бросания 6 градусов.

Снаряд, брошенный со скоростью 600—700 метров в секунду, при горизонтальном положении ствола пролетит до падения на землю всего лишь метров 300. Теперь произведем выстрел под углом бросания в 3 градуса.

Линия бросания пойдет уже не горизонтально, а под углом в 3 градуса к горизонту.

Само собой разумеется, что дальность полета будет зависеть не только от угла бросания, но и от скорости: чем больше начальная скорость снаряда, тем дальше он упадет при прочих равных условиях.

Следовательно, реальная наибольшая начальная скорость снаряда, которую можно достичь в классическом артиллерийском орудии, принципиально не может превзойти величины 2500—3000 м/с, а реальная дальность стрельбы не превышает нескольких десятков километров. В этом заключается особенность артиллерийских ствольных систем (в том числе и стрелкового оружия), осознав которую человечество в стремлении к космическим скоростям и дальностям обратилось к использованию реактивного принципа движения.

Автор: Сергей Монетчиков
Источник: brаtishkа.ru

Источник

Начальная скорость пули

Начальной скоростью (Vо) называется скорость движения пули у дульного среза ствола.

Величина начальной скорости пули зависит от длины ствола; веса пули; веса, температуры и влажности порохового заряда, формы и размеров зерен пороха и плотности заряжания.

При постоянной длине ствола и постоянном весе порохового заряда начальная скорость тем больше, чем меньше вес пули.

Изменение веса порохового заряда приводит к изменению количества пороховых газов, а следовательно, и к изменению величины максимального давления в канале ствола и начальной скорости пули. Чем больше вес порохового заряда, тем больше максимальное давление и начальная скорость пули.

С повышением температуры порохового заряда увеличивается скорость горения пороха, а поэтому увеличивается максимальное давление и начальная скорость. При понижении температуры заряда начальная скорость уменьшается. Увеличение (уменьшение) начальной скорости вызывает увеличение (уменьшение) дальности полета пули. В связи с этим необходимо учитывать поправки дальности на температуру воздуха и заряда (температура заряда примерно равна температуре воздуха).

С повышением влажности порохового заряда уменьшается скорость его горения и начальная скорость пули.

Плотностью заряжания называется отношение веса заряда к объему гильзы при вставленной пуле (каморы сгорания заряда). При глубокой посадке пули значительно увеличивается плотность заряжания, что может привести при выстреле к резкому скачку давления и вследствие этого к разрыву ствола, поэтому такие патроны нельзя использовать для стрельбы. При уменьшении (увеличении) плотности заряжания увеличивается (уменьшается) начальная скорость пули.

Источник

На что влияет начальная скорость пули

Внутренняя баллистика

Выстрел

Динамика выстрела. При ударе бойка по капсюлю боевого патрона, досланного в патронник, ударный состав капсюля взрывается, при этом, образуется пламя, которое через затравочные отверстия в дне гильзы передается пороховому заряду и воспламеняет его. При одномоментном сгорании боевого (порохового) заряда, образуется большое количество нагретых пороховых газов, которые создают высокое давление на дно пули, дно и стенки гильзы, а также на стенки канала ствола и затвор.

Выстрел происходит в сверхкороткий промежуток времени: от 0,001 до 0,06 секунды и делится на четыре последовательных периода:

Внутренняя баллистика: выстрел, четыре периода выстрела

Затем, вследствие очень быстрого увеличения скорости движение пули, объем запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, вследствие чего давление начинает падать: к концу периода оно равно приблизительно 2/3 максимального давления. Скорость движения пули постоянно возрастает и к концу периода достигает приблизительно 3/4 начальной скорости. Пороховой заряд полностью сгорает незадолго до того, как пуля вылетит из канала ствола.

Начальная скорость пули

Вес пули. Чем он меньше, тем больше ее начальная скорость.

Длина ствола. Чем она больше, тем больший промежуток времени пороховые газы действуют на пулю, соответственно, тем больше ее начальная скорость.

Влажность порохового заряда. При ее повышении, уменьшается скорость горения пороха, соответственно, скорость пули снижается.

Отдача

Внешняя баллистика

Внешняя баллистика изучает процессы и явления сопровождающие движение пули, возникающие после того, как на нее прекращается воздействие пороховых газов. Основной задачей этой поддисциплины является изучение закономерностей полета пули и изучение свойств траектории ее полета.

Траектория полета пули

Траектория полета пули, полет пули в пространстве

При полете в пространстве, на пулю воздействуют две силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха.

Сопротивление воздуха полету пули вызывается тем, что воздух представляет собой упругую среду и потому на движение в этой среде затрачивается некоторая часть энергии пули.

Сила сопротивления воздуха вызывается тремя основными факторами:

Форма, свойства и типы траектории

Форма траектории зависит от величины угла возвышения. С увеличением угла возвышения, высота траектории и полная горизонтальная дальность полета пули увеличиваются, но это происходит до определенного предела, по достижении которого высота траектории продолжает увеличиваться, а полная горизонтальная дальность начинает уменьшаться.

Типы траектории полета пули

Настильность траектории характеризуется наибольшим ее превышением над линией прицеливания. При данной дальности траектория тем более настильная, чем меньше она поднимается над линией прицеливания. Кроме того, о настильности траектории можно судить по величине угла падения: траектория тем более настильна, чем меньше угол падения.

Настильность траектории влияет на величину дальности прямого выстрела, поражаемого, прикрытого и мертвого пространства.

Элементы траектории полета пули

Элементы траектории полета пули

Горизонт оружия — горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета.

Плоскость стрельбы — вертикальная плоскость, проходящая через линию возвышения.

Линия бросания — прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола в момент вылета пули.

Угол бросания — угол, заключенный между линией возвышения и линией бросания.

Угол вылета — угол, заключенный между линией возвышения и линией бросания.

Полная горизонтальная дальность — расстояние от точки вылета до точки падения.

Окончательная скорость — скорость пули в точке падения.

Полное время полета — время движения пули от точки вылета до точки падения.

Восходящая ветвь траектории — часть траектории от точки вылета до вершины.

Линия прицеливания — прямая линия, проходящая от глаза стрелка через середину прорези прицела на уровне с ее краями и вершины мушки в точку прицеливания.

Угол прицеливания — угол, заключенный между линией возвышения и линией прицеливания.

Прицельная дальность — расстояние от точки вылета до пересечения траектории с линией прицеливания. Превышение траектории над линией прицеливания — кратчайшее расстояние от любой точки траектории до линии прицеливания.

Линия цели — прямая, соединяющая точку вылета с целью.

Наклонная дальность — расстояние от точки вылета до цели по линии цели.

Точка встречи — точка пересечения траектории с поверхностью цели (земли, преграды).

Угол встречи — угол, заключенный между касательной к траектории и касательной к поверхности цели (земли, преграды) в точке встречи. За угол встречи принимается меньший из смежных углов, измеряемый от 0 до 90°.

Прямой выстрел, прикрытое пространство, поражаемое пространство, мертвое пространство

Дальность прямого выстрела зависит от двух факторов: высоты цели и настильности траектории. Чем выше цель и чем настильнее траектория, тем больше дальность прямого выстрела и тем на большем протяжении местности цель может быть поражена с одной установкой прицела.

Также, дальность прямого выстрела может определяться по стрелковым таблицам путем сравнения высоты цели с величинами наибольшего превышения траектории над линией прицеливания или с высотой траектории.

В пределах дальности прямого выстрела, в напряженные моменты боя, стрельба может вестись без перестановки значений прицела, при этом точка прицеливания по высоте, как правило, выбирается на нижнем краю цели.

Прямой снайперский выстрел в городских условиях

Прямой снайперский выстрел в городских условиях

Практическое применение

Вышеописанный способ ведения огня может пригодиться в уличных боях, когда относительно открытые для обзора расстояния в городе составляют примерно 150-250 метров.

Поражаемое пространство

При стрельбе по целям, находящимся на расстоянии большем дальности прямого выстрела, траектория вблизи ее вершины поднимается выше цели и цель на каком-то участке не будет поражаться при той же установке прицела. Однако около цели будет такое пространство (расстояние), на котором траектория не поднимается выше цели и цель будет поражаться ею.

Глубина поражаемого пространства зависит от:

Для увеличения глубины поражаемого пространства на наклонной местности огневую позицию нужно выбирать так, чтобы местность в расположении противника по возможности совпадала с линией прицеливания.

Прикрытое, поражаемое и мертвое пространство

Прикрытое, мертвое и поражаемое пространство

Разность между определенной дальностью стрельбы и дальностью до укрытия представляет собой величину глубины прикрытого пространства.

Деривация

Это достаточно сложный процесс. Вследствие одновременного воздействия на пулю вращательного движения, придающего ей устойчивое положение в полете и сопротивления воздуха, стремящегося опрокинуть пулю головной частью назад, ось пули отклоняется от направления полета в сторону вращения.

В результате этого, пуля встречает большее сопротивление воздуха одной из своих сторон, а поэтому отклоняется от плоскости стрельбы все больше и больше в сторону вращения. Такое отклонение вращающейся пули в сторону от плоскости стрельбы называется деривацией.

На дистанциях стрельбы до 300 метров включительно, деривация не имеет практического значения.

Источник

Начальная скорость пули и ее практическое значение

Начальной скоростью называется скорость движения пули у дульного среза ствола.

Величина начальной скорости пули зависит от длины ствола, веса пули, температуры и влажности порохового заряда, формы и размеров зерен пороха и плотности заряжания.

При постоянной длине ствола и постоянном весе порохового заряда начальная скорость тем больше, чем меньше вес пули.

Изменение веса порохового заряда приводит к изменению количества пороховых газов, а следовательно, и к изменению величины максимального давления в канале ствола и начальной скорости пули. Чем больше вес порохового заряда, тем больше максимальное давление и начальная скорость пули.

С повышением температуры порохового заряда увеличивается скорость горения пороха, а поэтому увеличиваются максимальное давление и начальная скорость. При понижении температуры заряда начальная скорость уменьшается. Увеличение начальной скорости вызывает увеличение дальности полета пули. В связи с этим необходимо учитывать поправки дальности на температуру воздуха и заряда (температура заряда равна температуре воздуха).

С повышением влажности порохового заряда уменьшаются скорость его горения и начальная скорость пули.

Плотностью заряжания называется отношение веса заряда к объему гильзы при вставленной пуле (каморы сгорания заряда). При глубокой посадке пули значительно увеличивается плотность заряжания, что может привести при выстреле к резкому скачку давления и вследствие этого к разрыву ствола, поэтому такие патроны нельзя использовать для стрельбы. При уменьшении плотности заряжания увеличивается начальная скорость пули.

Источник

Начальная скорость пули: факторы влияния

Для стрелка начальная скорость пули (снаряда) является едва ли не самой главной из всех величин, рассматриваемых во внутренней баллистике.

И действительно, от этой величины зависит наибольшая дальность стрельбы, дальность прямого выстрела, т. е. наибольшая дальность стрельбы прямой наводкой по видимым целям, при которой высота траектории полета пули не превосходит высоту цели, время движения пули (снаряда) до цели, ударное действие снаряда по цели и другие показатели.

Вот почему необходимо внимательно относиться к самому понятию начальной скорости, к способам ее определения, к тому, как изменяется начальная скорость при изменении параметров внутренней баллистики и при изменении условий стрельбы.

Скорость движения пули у дульного среза ствола в момент вылета ее из канала ствола называется начальной скоростью.

За начальную скорость принимается условная скорость, которая несколько больше дульной и меньше максимальной. Она измеряется расстоянием, которое могла бы преодолеть пуля за 1 секунду по вылете из канала ствола, если бы на нее не действовали ни сопротивление воздуха, ни ее тяжесть. Так как скорость пули в некотором удалении от дульного среза мало отличается от скорости при вылете ее из канала ствола, при практических расчетах обычно считают, что наибольшую скорость пуля имеет в момент вылета из канала ствола, т. е. что начальная скорость пули является наибольшей (максимальной) скоростью.

Величина начальной скорости пули зависит от длины ствола оружия; массы пули; массы, температуры и влажности порохового заряда патрона, формы и размеров зерен пороха и плотности заряжания.

Также необходимо рассматривать начальную скорость пули в сочетании с ее массой. Очень важно знать, какой энергией обладает пуля, какую работу она может выполнить.

Из физики известно, что энергия движущегося тела зависит от его массы и скорости движения. Следовательно, чем больше масса пули и скорость ее движения, тем больше кинетическая энергия пули. При постоянной длине ствола и постоянной массе порохового заряда начальная скорость тем больше, чем меньше масса пули. Увеличение массы порохового заряда приводит к повышению количества пороховых газов, а следовательно, и к повышению величины максимального давления в канале ствола и увеличению начальной скорости пули. Чем больше масса порохового заряда, тем больше максимальное давление и начальная скорость пули.

С повышением температуры порохового заряда увеличивается скорость горения пороха, а поэтому увеличиваются максимальное давление и начальная скорость пули. При понижении температуры заряда начальная скорость уменьшается. Увеличение (уменьшение) начальной скорости вызывает увеличение (уменьшение) дальности полета пули. В связи с этим при стрельбе обязательно нужно учитывать поправки дальности на температуру воздуха и заряда (температура заряда примерно равна температуре воздуха).

С повышением влажности порохового заряда уменьшаются скорость его горения и начальная скорость пули.

Плотностью заряжания называется отношение массы заряда к объему гильзы при вставленной пуле (каморы сгорания заряда). При очень глубокой посадке пули значительно увеличивается плотность заряжания, что может привести при выстреле к резкому скачку давления и вследствие этого к разрыву ствола, поэтому такие патроны нельзя использовать для стрельбы. При уменьшении (увеличении) плотности заряжания увеличивается (уменьшается) начальная скорость пули.

Пробивное действие пули (таблицы 1 и 2) характеризуется ее кинетической энергией (живой силой). Кинетическая энергия, которую сообщают пуле пороховые газы в момент вылета ее из канала ствола, называется дульной энергией. Энергия пули измеряется в джоулях.

Винтовочные пули обладают громадной кинетической энергией. Так, дульная энергия легкой пули при стрельбе из винтовки образца 1891/30 гг. равна 3600 Дж. Насколько велика энергия пули, видно из следующего: чтобы получить в столь короткий отрезок времени (не путем выстрела) такую энергию, потребовалась бы машина мощностью 3000 л. с.

Из всего сказанного ясно, какое большое практическое значение имеет для стрельбы большая начальная скорость и зависимая от нее дульная энергия пули. С увеличением начальной скорости пули и ее дульной энергии увеличивается дальность стрельбы; траектория пули становится более отлогой; значительно уменьшается влияние внешних условий на полет пули; увеличивается пробивное действие пули.

Прежде всего пуля при прохождении по каналу ствола, вследствие больших сил трения, закругляет углы полей нарезов и производит истирание внутренних стенок канала ствола. Кроме того, движущиеся с большой скоростью частицы пороховых газов ударяют с силой в стенки канала ствола, вызывая на их поверхности так называемый наклеп. Это явление заключается в том, что поверхность канала ствола покрывается тонкой коркой с постепенно развивающейся в ней хрупкостью. Происходящая при выстреле упругая деформация расширения ствола приводит к появлению на внутренней поверхности металла мелких трещин. Образованию таких трещин способствует и высокая температура пороховых газов, которые в силу очень короткого действия вызывают частичное оплавление поверхности канала ствола. В нагретом слое металла возникают большие напряжения, которые в конечном счете и приводят к появлению и увеличению этих мелких трещин. Повышенная хрупкость поверхностного слоя металла и наличие к тому же трещин на нем приводят к тому, что пуля при прохождении по каналу ствола производит сколы металла в местах трещин. Износу ствола в значительной мере способствует и нагар, остающийся в канале ствола после выстрела. Он представляет собой остатки сгорания капсюльного состава и пороха, а также металла, соскобленного с пули или выплавленного из нее, оторванных газами кусочков дульца гильзы и т. д.

Впрочем, здесь речь идет об обыкновенных пассажирских самолетах и об артиллерийских снарядах, летящих со средней скоростью.

Получается, что реактивный самолет не только не отстанет от такого снаряда, но и перегонит его.

В чем же тут дело? Что мешает снаряду лететь так же долго и так же далеко, как летит самолет?

Снаряд, брошенный со скоростью 600-700 метров в секунду, при горизонтальном положении ствола пролетит до падения на землю всего лишь метров 300. Теперь произведем выстрел под углом бросания в 3 градуса.

Линия бросания пойдет уже не горизонтально, а под углом в 3 градуса к горизонту.

Само собой разумеется, что дальность полета будет зависеть не только от угла бросания, но и от скорости: чем больше начальная скорость снаряда, тем дальше он упадет при прочих равных условиях.

Следовательно, реальная наибольшая начальная скорость снаряда, которую можно достичь в классическом артиллерийском орудии, принципиально не может превзойти величины 2500-3000 м/с, а реальная дальность стрельбы не превышает нескольких десятков километров. В этом заключается особенность артиллерийских ствольных систем (в том числе и стрелкового оружия), осознав которую человечество в стремлении к космическим скоростям и дальностям обратилось к использованию реактивного принципа движения.

Сергей Монетчиков
Фото Владимира Николайчука
и из архива автора
Братишка 08-2009

Источник