Некорректность рассуждений Бориса Лапутько заключается в том, что общие принципы инерционности, на которые он ссылается, относятся к динамике, но давление форсирования (именно такое, которое определяется самим автором) является, по своему физическому смыслу, только стартовым в начале динамического процесса.
То, что происходит в патроне от вспышки капсюля и до вскрытия гильзы, по существу является статикой.
Действительно существует инерция покоя, но в самом покое (то есть пока тело не свободно и не началось движение) никаких проявлений инерции мы не увидим. Во всяком случае, пока закрутка и сила трения покоя удерживают снаряд, нет его инерционного противодействия поступательному движению в качестве жесткого тела.
В этом положении, сила давления продуктов горения пороха, действующая на дно обтюратора снаряда, должна строго уравновешиваться удерживающими его связями, если не будет каких-либо значительных инерционных эффектов внутри самого снаряда. Отсюда следует, что в рассматриваемых явлениях существенная роль принадлежит специфическим свойствам снаряда (включая пыжи) – таким, как его продольная жесткость и распределение массы. Эта динамическая специфика объекта автором не рассматривается, а общих рассуждений здесь явно недостаточно. Без конкретных оценок нельзя судить о реальной значимости «немгновенности» передачи возмущения. Так, например, мы вполне справедливо считаем световой сигнал мгновенным в пределах земных расстояний, а на космических он может идти долго. Предлагаемое автором представление о распространении силового воздействия как прохождение какого-нибудь сигнала по цепочке от одного элемента к другому, также в общем случае неверно.
Из сказанного следует, что обосновать концепцию о разнице в условном и реальном давлениях без рассмотрения (еще не решавшейся во внутренней баллистике) задачи о соотношении упругих и инерционных сил во внутренней структуре снаряда, по существу нельзя.
При решении большинства физических задач важно выделить тот фактор, который в рассматриваемом процессе является основным или определяющим. В данном случае следует обратить внимание на способ передачи силы, создаваемой пороховыми газами, от дна обтюратора на гильзу. Этот способ состоит в передаче силы через промежуточное деформируемое тело. Его особенности можно увидеть на следующем примере. Возьмем веревку или резиновый жгут и, прикрепив ее одним концом к неподвижной опоре, будем создавать усилие на другом. Это и есть модель передачи силового воздействия через деформируемое тело. При безынерционном воздействии реакция опоры будет всегда равна и противоположна по отношению к активной силе, причем без какого-либо (даже малейшего) рассогласования во времени и независимо от расстояния до опоры. Передачу силового воздействия через деформируемое твердое тело (а также и несколько тел) можно сопоставить с течением электротока по проводнику, при этом аналогом силы будет сила тока. Ток определенной силы не течет по проводнику от одной точки к другой с какой-то конечной скоростью, а нарастает (при включении под напряжение) от нуля и до соответствующей напряжению величины синхронно по всему проводнику. Также и сила воздействия одна и та же по всей длине тяги от точки приложения до опоры. Поэтому у этих двух сопоставляемых физических величин нет понятия скорости передачи.
Теперь для получения полной физической картины рассматриваемого процесса осталось оценить возможное влияние инерции, которое можно рассматривать как наложение колебательных процессов на описанную безынерционную картину. Влияние распределенной массы резины в воображаемом эксперименте можно исключить, считая ее невесомой. Но и в том случае, если масса присутствует, ее инерционное влияние может быть полностью исключено за счет так называемого квазистатического режима нагружения. Последний предполагает, что нагрузка нарастает плавно, отчего волновые и колебательные процессы не возникают, и поэтому инерцией можно пренебречь. Однако надо учесть, что квазистатика – это не обязательно очень медленно меняющаяся нагрузка. Влияние инерции будет тем меньше, чем ниже плотность проводника силы и выше его жесткость (модуль Юнга по соответствующему направлению). То есть при определенных характеристиках материалов деформируемых тел скорость квазистатического воздействия может быть высокой. Не следует забывать также и способность многих материалов поглощать энергию колебаний и вибраций. Во всех этих случаях основным процессом будет квазистатическое нагружение, а инерционные эффекты не будут реально значимыми величинами.
Рассмотрим нагружение снаряда от вспышки капсюля и до раскрытия закрутки с позиций изложенной теории. В случае если патрон снаряжен с применением ПК и его амортизатор от давления форсирования не сминается, то деформации на ПК практически отсутствуют. Такой вариант нагрузки можно считать чистой статикой. Если в патроне применены мягкие пыжи (войлочные и др.) или ПК поршневого типа, то деформация будет присутствовать. Однако общее смещение нижнего края набора пыжей вместе с обтюратором относительно невелико. Также будет незначительна масса, вовлеченная в движение, так как массивная часть снаряда (участок с дробью) остается неподвижной. К тому же такие материалы, как пластмасса, свинец войлок, должны обладать значительными способностями поглощения энергии колебаний. Исходя из этого процесс нарастания нагрузки до давления форсирования в снарядах с мягкими пыжами можно считать квазистатическим. Вывод очевиден: сила, создаваемая давлением пороховых газов на пороховой обтюратор, будет с большой точностью равна силе удерживающих связей вплоть до момента вскрытия гильзы.
Осталось ответить на вопрос о том, как объяснить разницу в расстояниях от казенного среза до точки достижения максимального давления у различных капсюлей («Жевело» и ЦБО), если преимущества в величине стартового давления у более мощных капсюлей отсутствует?
Это объясняется тем, что давление форсирования (реальное по Б. Лапутько) не единственная характеристика, определяющая дальнейшее развитие выстрела. Другой характеристикой может быть, например, объем охваченной горением части порохового заряда, который должен быть больше от мощной вспышки капсюля «Жевело». Понятно, что при большем объеме горящего пороха выше скорость поступления новых продуктов горения в заснарядное пространство, а значит, и скорость нарастания давления. Этот фактор приводит к опережению по времени момента достижения максимального давления у мощного капсюля и более короткому расстоянию от казенного среза до точки его реализации.
Владимир САФРОНОВ
Фото Shutterstoск
