В явлении выстрела ярко прослеживается взаимосвязь и взаимовлияние одних элементов и факторов на другие.
фото: fotolia.com
Например, скорость движения снаряда в канале ствола зависит от величины давления, но само давление зависит как от интенсивности горения пороха так и от объема заснарядного пространства, который в свою очередь зависит от скорости снаряда. При изучении выстрела все эти факторы рассматриваются во взаимосвязи.
В явлении выстрела различают следующие периоды:
предварительный период – от взрыва состава капсюля до начала движения верхней кромки столбика дроби или центра масс;
первый или основной – от начала движения до конца горения пороха; В течении этого периода газы совершают большую часть работы.
Второй период – адиабатического (без притока энергии) расширения уже образовавшихся газов. Давление падает до величины дульного, скорость достигает значения дульной.
Третий период — период последействия пороховых газов на ствол и снаряд. В конце этого периода снаряд уже за дульным срезом достигает максимальной скорости. Период последействия на ствол заканчивается при падении давления на дно гильзы примерно до 2 бар. К этому моменту скорость отдачи достигает максимального значения.
Срабатывает капсюль (КВ): очень короткий импульс c давлением до 60 бар, пыж — амортизатора полностью сжат, выбираются зазоры между дробинами за счет перестроения и начала деформации, полиэтиленовая гильза расширилась и прижалась своими стенками к патроннику.
Этот увеличившийся под действием газов КВ объем каморы сохранится до конца пиростатического периода, определит плотность заряжания.
По теории горения Беляева-Зельдовича нитроцеллюлозные пороха загораются не сразу, а с задержкой времени на переход пороха из твердого состояния в газообразное от нагрева газами КВ, после чего вся поверхность пороха по всему объему каморы воспламеняется практически мгновенно.
С началом движения пыжей и дроби по перестроению и деформации появляется сила инерции, под ее действием происходит расклинивание дроби и многократно увеличивается сила трения снаряда дроби о стенки гильзы.
Верхняя граница снаряда дроби остаётся неподвижной. После завершения перемещений внутри снаряда дроби обусловленные перестроением и деформацией, сила инерции уменьшается практически до ноля. Снаряд удерживается в гильзе силой трения расклиненного снаряда дроби.
Когда сила давления пороховых газов превысит сопротивление силы трения, весь снаряд начнет движение. Давление соответствующее этому моменту предлагаю считать давлением форсирования в дробовом выстреле.
Период выстрела от начала изменения давления от срабатывания КВ до начала движения всего дробового снаряда его центра масс называется пиростатическим или предварительным.
Длительность пиростатического периода 0,15- 0,2 мс.
С этого момента начинается первый период дробового встрела.
Вновь начинает действовать сила инерции. Она будет увеличиваться с ростом давления, кривая ее изменения повторяет форму кривой давления, пики совпадают по месту и времени.
При достижении пик давления полностью завешается деформация дроби сжатием, далее возможна незначительна деформация истиранием о стенки ствола при бесконтейнерном снаряжении. Высота столбика дроби уменьшится почти на четверть, по Штейнгольду на 22,4%.
Давление увеличивается. Скорость дроби растет. В тот момент, когда скорость газообразования не обеспечит прироста объема газов, достаточного для того чтобы компенсировать увеличение объема заснарядного пространства, давление достигнет своего максимума и начнет снижаться.
На расстоянии примерно 500 мм от казенного среза при правильно подобранных характеристиках условий заряжания порох сгорит полностью и горение прекращается.
Важно, чтобы горение завершилось при давлении порядка 150 бар, что гарантирует максимальной превращение химической энергии пороха в тепловую.
Чем раньше прекратится горение, тем больше будет начальная скорость и меньше дульное давление. При этом скорость снаряда составляет 0,8-0,9 от дульной.
Начинается второй период дробового выстрела.
Далее разгон снаряда идет без притока энергии. Снаряд дроби покидает ствол. Ничего особенного в этом периоде не происходит, исключение — цилиндро конические сверловки по типу Трибор от Фабарма.
Период последействие. Последний период, относящийся к внутренней баллистике.
В стволе с дульным сужение дробь послойно отрывается от сжатого столбика дроби. Когда весь снаряд дроби покинул ствол традиционных пыж и обтюратор притормаживаются и не влияют на дробовую осыпь, защищая собой дробовой снаряд от действия истекающей струи пороховых газов.
От размеров и формы дульного сужения зависят показатели качества осыпи кучности и равномерность, как и от степени деформации дроби.
При отсутствии дульного сужения традиционные пыжи покидают ствол одновременно с компактным дробовым снарядом. При этом истекающая струю пороховых газов продолжает давить на пыж.
Наблюдается некоторое увеличение скорости снаряда по сравнению с дульной. При этом дробь нижнего слоя расходится в стороны образуя равномерную и широкую дробовую осыпь. Так желанную при стрельбе на коротких и средних дистанциях.
При контейнерном способе снаряжения дробь покидает ствол частично в контейнере при наличии дульного сужения или полностью в нем в стволе без дульного сужения.
В последние годы появились дульные насадки различных форм конструкций и размеров.
Есть мнение, что они выполняют триединую задачу: сбрасывают давление перед дробовым снарядом;
задерживают пыж- контейнер с стволе ( некоторые дульные насадки имеют для этого специальные зубчики);
выполняют роль дульного тормоза компенсатора – перераспределяют направление движения истекающей струи пороховых газов. Уменьшают максимальную скорость отдачи, и последействие пороховых газов на дробовой снаряд.
Период последействия для снаряда 20 – 40 калибров, скорость за это время увеличивается на 0,2 – 2 % по сравнению с дульной.
Период последействия для ружья — до уменьшения давления в стволе до 2 бар, при этом скорость и энергия отдачи увеличиваются по сравнению с дульной за счет реактивной силы пороховых газов. Этим объясняется ощутимая разница в скорости отдачи при равных начальной скорости и весе снаряда, но на разных порохах с разными дульными давлениями.
(Теория свободного отката подвижных частей. Серебряков со стр. 371)
Тост (сообщение) должен быть кратким, как выстрел.(с) Первый блин комом.
Отдельного рассмотрения засуживают все периоды выстрела, за исключение второго.
Всегда придерживался принципа, что помогают тем, кто работает. Я начал.
Именно по этой причине статья получилась большая.
Уважаемые господа, можете приступать.
В дальнейшем планирую рассмотреть каждый процесс выстрела отдельно.
