Внутренняя баллистика. Выстрел и его периоды

От дула до цели: основные понятия, которые должен знать каждый стрелок.

Чтобы понять, как летит винтовочная пуля, университетский диплом по математике или физике не требуется. На этой утрированной иллюстрации видно, что пуля, всегда отклоняясь только вниз от направления выстрела, пересекает линию прицеливания в двух точках. Вторая из этих точек находится именно на том расстоянии, на которое пристреляна винтовка.

Один из самых успешных проектов последнего времени в книгоиздательстве – это серия книг с названиями « ... для чайников». Каким бы знанием или умением вы ни пожелали овладеть, для вас всегда найдётся соответствующая «чайниковая» книжка, включая такие предметы, как воспитание толковых детей для чайников (честное слово!) и ароматотерапия для них же. Интересно, однако, что эти книги написаны совсем не для дураков и рассматривают предмет не на упрощённом уровне. В самом деле, одна из лучших причитанных мной книг о вине называлась «Вино для чайников».

Так что наверно никто не удивится, если я заявлю, что должна быть и «Баллистика для чайников». Надеюсь, что вы согласитесь принять этот заголовок с тем же чувством юмора, с каким я вам его предлагаю.

Что нужно знать о баллистике, – если о ней вообще что-то нужно знать, – чтобы стать более метким стрелком и добычливым охотником? Баллистика делится на три раздела: внутреннюю, внешнюю и терминальную.

Внутрення баллистика рассматривает то, что происходит внутри винтовки от момента воспламенения до выхода пули через дульный срез. По правде говоря, внутренняя баллистика касается только релодырей, это они собирают патрон и тем самым определяют его внутреннюю баллистику. Надо быть настоящим чайником, чтобы начать собирать патроны, не получив заранее элементарных представлений о внутренней баллистике, хотя бы потому, что от этого зависит ваша безопасность. Если же и на стрельбище, и на охоте вы стреляете только заводскими патронами, то вам на самом деле не нужно ничего знать о том, что происходит в канале ствола: всё равно повлиять на эти процессы вы никак не можете. Не поймите меня неправильно, я никого не отговариваю от углублённого изучения внутренней баллистики. Просто в таком контексте она не имеет практического значения.

Что до терминальной баллистики, то да, здесь у нас имеется некоторая свобода, но не более, чем в выборе пули, снаряженной в самодельном или заводском патроне. Терминальная баллистика начинается в тот момент, когда пуля проникает в цель. Это наука настолько же качественная, насколько и количественная, потому что факторов, определяющих убойность, великое множество, и не все из них можно точно моделировать в лаборатории.

Остаётся внешняя баллистика. Это просто красивый термин, которым обозначают то, что происходит с пулей от дульного среза до цели. Мы будем рассматривать этот предмет на элементарном уровне, тонкостей я и сам не знаю. Я должен вам признаться, что математику в колледже сдал с третьего захода, а физику вообще завалил, так что поверьте, то, о чём я буду рассказывать, несложно.

У этих 154-грановых (10г) 7-миллиметровых пуль поперечная плотность одинаковая и равна 0,273, но у левой, с плоским торцом, БК равен 0,433, в то время как у SST справа он составляет 0,530.

Чтобы понять, что происходит с пулей от дула до цели, по крайней мере настолько, насколько это нужно нам, охотникам, надо усвоить некоторые определения и базовые понятия, просто чтобы расставить всё по местам.

Определения

Линия прицеливания (ЛП) – прямая от глаза стрелка через прицельную марку (или через целик и мушку) до бесконечности.

Линия бросания (ЛБ) – ещё одна прямая, направление оси канала ствола в момент выстрела.

Траектория – линия, по которой движется пуля.

Падение – снижение траектории пули относительно линии бросания.

Все мы слышали, как кто-нибудь рассказывал, что некая винтовка стреляет так настильно, что пуля просто не падает на первых ста ярдах (91,4м). Чушь. Даже у самых настильных супермагнумов с самого момента вылета пуля начинает падать и отклоняться от линии бросания. Обычно недопонимание происходит от употребления слова «подъём» в баллистических таблицах. Пуля всегда падает, но она и поднимается относительно линии прицеливания. Эта кажущаяся несуразность происходит оттого, что прицел располагается над стволом, и поэтому единственный способ пересечь линию прицеливания с траекторией пули – это наклонить прицел вниз. Другими словами, если бы линия бросания и линия прицеливания были бы параллельны, пуля вылетала бы из дула на полтора дюйма (38мм) ниже линии прицеливания и начинала бы падать всё ниже и ниже.

Путаницы добавляет и тот факт, что когда прицел установлен так, чтобы линия прицеливания пересекалась с траекторией на какой-нибудь разумной дистанции – на 100, 200 или 300 ярдов (91,5, 183, 274м), пуля пересечёт линию прицеливания ещё до этого. Стреляем ли мы из 45-70, пристрелянного в ноль на 100 ярдов, или из 7mm Ultra Mag, пристрелянного на 300, первое пересечение траектории и линии прицеливания произойдёт между 20 и 40 ярдами от дульного среза.

Обе эти 300-грановые пули калибра 375 имеют одинаковую поперечную плотность 0,305, но левая, с острым носом и «лодочной кормой», имеет БК 0,493, в то время как круглоносая только 0,250.

В случае 45-70 мы увидим, что, чтобы попасть в цель на 100 (91,4м) ярдах, наша пуля пересечёт линию прицеливания примерно в 20 ярдах (18,3м) от дульного среза. Далее пуля будет подниматься над линией прицеливания до наивысшей точки в районе 55 ярдов (50,3м) – примерно на два с половиной дюйма (64мм). В этой точке пуля начинает снижаться относительно линии прицеливания, так что эти две линии опять пересекутся на желаемой дистанции в 100 ярдов.

Для 7mm Ultra Mag, пристрелянного на 300 ярдов (274м), первое пересечение произойдёт около 40 ярдов (37м). Между этой точкой и отметкой в 300 ярдов наша траектория достигнет максимальной высоты в три с половиной дюйма (89мм) над линией прицеливания. Таким образом, траектория пересекает линию прицеливания в двух точках, вторая из которых и есть дистанция пристрелки.

Траектория на половине пути

А сейчас я коснусь одного малоупотребительного в наши дни понятия, хотя в те годы, когда молодым шалопаем я начинал осваивать стрельбу из винтовки, траектория на половине пути была критерием, по которому баллистические таблицы сравнивали эффективность патронов. Траектория на половине пути (ТПП) – это максимальная высота подъёма пули над линией прицеливания при условии, что оружие пристреляно в ноль на заданное расстояние. Обычно баллистические таблицы приводили это значение для 100-, 200- и 300-ярдовой дистанции. Например, ТПП для 150-грановой (9,7г) пули в патроне 7mm Remington Mag по ремингтоновскому каталогу 1964 года составляла полдюйма (13мм) на 100 ярдах (91,5м), 1,8 дюйма (46мм) на 200 ярдах (183м) и 4,7 дюйма (120мм) на 300 ярдах (274м). Это означало, что если мы пристреляем наш 7 Mag в ноль на 100 ярдов, то траектория на 50 ярдах поднимется над линией прицеливания на полдюйма. При пристрелке на 200 ярдов на отметке 100 ярдов она поднимется на 1,8 дюйма, а при пристрелке на 300 ярдов мы получим подъём в 4,7 дюйма на дистанции 150 ярдов. На самом деле максимальная ордината достигается несколько дальше середины дистанции пристрелки – около 55, 110 и 165 ярдов соответственно, - но на практике разница несущественная.

Хотя ТПП была полезной информацией и хорошим способом сравнить разные патроны и заряды, современная система приведения для одной и той же дистанции пристрелки высоты или снижения пули в разных точках траектории более содержательна.

Поперечная плотность, баллистический коэффициент

После вылета из ствола траектория полёта пули определяется её скоростью, формой и весом. Это приводит нас к двум звучным терминам: к поперечной плотности и баллистическому коэффициенту. Поперечная плотность – это вес пули в фунтах, делённый на квадрат её диаметра в дюймах. Но забудьте об этом, это просто способ связать вес пули с её калибром. Возьмите, например, 100-грановую (6,5г) пулю: в семимиллиметровом калибре (.284) это довольно лёгкая пуля, но в шестимиллиметровом (.243) – довольно тяжёлая. А в значениях поперечной плотности это выглядит так: 100-грановая пуля семимиллиметрового калибра имеет поперечную плотность 0,177, а шестимиллиметровая пуля того же веса будет иметь поперечную плотность 0,242.

Эта четвёрка семимиллиметровых пуль демонстрирует последовательные степени обтекаемости. Круглоносая пуля слева имеет баллистический коэффициент 0,273, пуля справа, Hornady A-Max, - 0,623, т.е. в два с лишним раза больше.

Пожалуй, лучшее понимание того, что считать лёгким, а что тяжёлым, может быть получено из сравнения пуль одного и того же калибра. В то время как самая лёгкая семимиллиметровая пуля имеет поперечную плотность в 0,177, самая тяжёлая – 175-грановая(11,3г) – 0,310. А самая лёгкая, 55-грановая (3,6г), шестимиллиметровая пуля имеет поперечную плотность 0,133.

Поскольку поперечная плотность связана только с весом, а не с формой пули, получается, что самые тупоносые пули имеют ту же поперечную плотность, что и самые обтекаемые того же веса и калибра. Баллистический коэффициент – совсем другое дело, это мера того, насколько пуля обтекаема, то есть насколько эффективно она преодолевает сопротивление в полёте. Вычисление баллистического коэффициента не вполне определено, существует несколько методик, часто дающих несовпадающие результаты. Добавляет неопределённости и то, что БК зависит от скорости и высоты над уровнем моря.

Если вы не математический маньяк, одержимый вычислениями ради вычислений, то я предлагаю просто делать, как все: использовать значение, предоставляемое производителем пули. Все производители пуль для самостоятельного снаряжения патронов публикуют значения поперечной плотности и баллистического коэффициента для каждой пули. А вот для пуль, используемых в заводских патронах, это делают только Remington и Hornady. Между тем, это полезная информация, и я думаю, что всем производителям патронов следовало бы сообщать её как в баллистических таблицах, так и прямо на коробках. Почему? Потому что если у вас на компьютере стоят баллистические программы, то всё, что вам нужно, это ввести дульную скорость, вес пули и её баллистический коэффициент, и вы сможете нарисовать траекторию для любой дистанции пристрелки.

Опытный релодырь может с приличной точностью на глаз оценить баллистический коэффициент любой винтовочной пули. Например, ни одна круглоносая пуля, от 6мм до.458 (11,6мм), не имеет баллистического коэффициента больше 0,300. От 0,300 до 0,400 – это лёгкие (с малой поперечной плотностью) охотничьи пули, остроносые или с углублением в носовой части. Более 0,400 – умеренно тяжёлые для данного калибра пули с чрезвычайно обтекаемой формой носа.

Если БК охотничьей пули близок к 0,500, это означает, что в этой пуле соединились близкая к оптимальной поперечная плотность и обтекаемая форма, как, например, в 7мм 162-грановой (10,5г) SST от Hornady с БК 0,550 или 180-грановой (11,7г) XBT от Barnes в тридцатом калибре с БК 0,552. Такой чрезвычайно высокий БК типичен для пуль с округлой хвостовой частью («лодочной кормой») и поликарбонатным носиком, как у SST. Barnes, однако, достигает такого же результата за счёт очень обтекаемой оживальной части и чрезвычайно малой фронтальной поверхности носика.

Кстати, оживальная часть – это часть пули спереди от ведущей цилиндрической поверхности, попросту то, что образует нос нули. Если посмотреть на пулю сбоку, то оживальная часть образована дугами или кривыми линиями, но Hornady применяет оживальную часть из сходящихся прямых, то есть коническую.

Если положить рядом плосконосую, круглоносую и остроносую пули, то здравый смысл подскажет, что остроносая более обтекаема, чем круглоносая, а круглоносая в свою очередь более обтекаема, чем плосконосая. Отсюда следует, что при прочих равных условиях на заданной дистанции остроносая снизится меньше, чем круглоносая, а круглоносая – меньше, чем плосконосая. Добавьте «лодочную корму», и пуля станет ещё более аэродинамичной.

С точки зрения аэродинамики форма может быть хорошей, как у 120-грановой (7,8г) семимиллиметровой пули слева, но из-за низкой поперечной плотности (то есть веса для этого калибра) она будет терять скорость гораздо быстрее. Если 175-грановую (11,3г) пулю (справа) выпустить со скоростью на 500 футов в секунду (152м/с) меньше, то она догонит 120-грановую на отметке 500 ярдов (457м).

Возьмём в качестве примера 180-грановую (11,7г) X-Bullet компании Barnes тридцатого калибра, выпускаемую как с плоским торцом, так и с «лодочной кормой». Профиль носовой части у этих пуль одинаков, так что разница в баллистических коэффициентах обусловлена исключительно формой торца. У пули с плоским торцом БК составит 0,511, в то время как лодочная корма даст БК 0,552. В процентном отношении, можно подумать, что такая разница существенна, но на самом деле на пятистах ярдах (457м) пуля с «лодочной кормой» снизится всего на 0,9 дюйма (23мм) меньше, чем пуля с плоским торцом, при прочих равных условиях.

Дистанция прямого выстрела

Другой способ оценки траекторий – это определение дистанции прямого выстрела (ДПВ). Так же, как и траектория на половине пути, дистанция прямого выстрела никак не влияет на действительную траекторию пули, это просто ещё один критерий для пристрелки винтовки, исходя из её траектории. Для дичи размером с оленя дистанция прямого выстрела основывается на требовании, чтобы пуля попала в убойную зону диаметром 10 дюймов (25,4см) при прицеливании в её центр без компенсации падения.

По сути дела, это как если бы мы взяли совершенно прямую воображаемую трубу диаметром 10 дюймов и наложили бы её на заданную траекторию. При дульном срезе в центре трубы на одном её конце дистанция прямого выстрела – это тот максимальный отрезок, на котором пуля будет лететь внутри этой воображаемой трубы. Естественно, на начальном участке траектория должна быть направлена несколько вверх, так чтобы в точке наивысшего подъёма пуля лишь коснулась верхней части трубы. При таком прицеливании ДПВ – это то расстояние, на котором пуля пройдёт через дно трубы.

Рассмотрим пулю 30 калибра, вылетающую из 300го магнума на скорости 3100 футов в секунду (945м/с). По сьерровскому мануалу, пристреляв винтовку в ноль на 315 ярдов (288м), мы получим дистанцию прямого выстрела в 375 ярдов (343м). Той же самой пулей, выпущенной из винтовки калибра 30-06 на скорости 2800 футов в секунду, при пристрелке на 285 ярдов (261м) мы получим ДПВ в 340 ярдов (311м) – не такая уж большая разница, как могло бы показаться, правда?

Большинство баллистических программ рассчитывают дистанцию прямого выстрела, вам следует только ввести вес пули, БК, скорость и размер убойной зоны. Естественно, вы можете ввести четырёхдюймовую (10см) убойную зону, если охотитесь на сурков, и восемнадцатидюймовую (46см), если охотитесь на лося. Но лично я никогда не использовал ДПВ, я считаю это стрельбой спустя рукава. Тем более теперь, когда у нас есть лазерные дальномеры, рекомендовать такой подход не имеет никакого смысла.

Начальной скоростью - называется скорость движения пули у дульного среза ствола.

За начальную скорость принимается условная скорость, которая несколько больше дульной и меньше максимальной. Она определяется опытным путем с последующими расчетами. Величина начальной скорости пули указывается в таблицах стрельбы и в боевых характеристиках оружия.

Начальная скорость является одной из важнейших характеристик боевых свойств оружия. При увеличении начальной скорости увеличивается дальность полета пули, дальность прямого выстрела, убойное и пробивное действие пули, а также уменьшается влияние внешних условий на ее полет.

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

Чем длиннее ствол, тем большее время на пулю действуют пороховые газы и тем больше начальная скорость.

При постоянной длине ствола и постоянной массе порохового заряда начальная скорость тем больше, чем меньше масса пули.

Изменение массы 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 масса порохового заряда, тем больше максимальное давление и начальная скорость пули.

Длина ствола и масса порохового заряда увеличива­ются при конструировании оружия до наиболее рациональных размеров.

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 (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 уменьшаются скорость его горения и начальная скорость пули.

Форма и размеры пороха оказывают существенное влияние на скорость горения порохового заряда, а следовательно, и на начальную скорость пули. Они подбираются соответствующим образом при конструировании оружия.

Раскалённые пороховые газы, истекающие из ствола вслед за снарядом, при встрече с воздухом вызывают ударную волну, которая является источником звука выстрела. Смешивание раскалённых пороховых газов с кислородом воздуха вызывает вспышку наблюдаемую как пламя выстрела.

Внутренняя и внешняя баллистика.

Как и всякая наука, баллистика выросла на основе практической деятельности человека. Уже в первобытном обществе в связи с потребностями охоты люди накопили целый комплекс знаний о метании камней, копьев и дротиков. Наивысшим достижением того периода был бумеранг, сравнительно сложное орудие, которое после броска или поражало цель, или, в случае промаха, возвращалось назад к охотнику. Начиная с периода, когда охота перестала быть основным средством добывания пищи, вопросы метания тех или иных "снарядов" стали развиваться в связи с потребностями ведения войны. К этому периоду относится появление катапульт и баллист. Основное развитие баллистика, как наука, получила в результате появления огнестрельного оружия, опираясь на достижения ряда других наук - физики, химии, математики, метеорологии, аэродинамики и т. д.

В настоящее время в баллистике можно выделить: ∙ внутреннюю, изучающую движение снаряда под действием пороховых газов, а также все явления, сопровождающие это движение;∙ внешнюю, изучающую движение снаряда по прекращении действия на него пороховых газов.

Внутренняя баллистика изучает явления, происходящие в канале ствола оружия во время выстрела, движение снаряда по каналу ствола и характер нарастания скорости снаряда как внутри канала ствола, так и в период последействия газов. Внутренняя баллистика занимается исследованием вопросов наиболее рационального использования энергии порохового заряда во время выстрела.

Решение этого вопроса и составляет основную задачу внутренней баллистики: как снаряду данного веса и калибра сообщить определенную начальную скорость (V 0) при условии, чтобы максимальное давление газов в стволе (Р m ) не превышало заданной величины.

Решение основной задачи внутренней баллистики делится на две части:

первая задача - вывести математические зависимости горения пороха;

Внешней баллистикой называется наука, изучающая движение снаряда после прекращения действия на него пороховых газов.

Вылетев из канала ствола под действием пороховых газов, снаряд движется в воздухе по инерции. Линия, описываемая центром тяжести движения снаряда при его полёте, называется траекторией. Пуля (граната) при полете в воздухе подвергается действию двух сил: силы тяжести и силы сопротивления воздуха. Сила тяжести заставляет пулю (гранату) постепенно понижаться, а сила сопротивления воздуха непрерывно замедляет движение пули (гранаты) и стремится опрокинуть ее. В результате действия этих сил скорость полета постепенно уменьшается, а траектория полета представляет собой неравномерно изогнутую кривую линию.

Для того чтобы пуля (граната) долетела до цели и попала в нее или желаемую точку на ней, необходимо до выстрела придать оси канала ствола определенное положение в пространстве (в горизонтальной и вертикальной плоскостях).

Придание оси канала ствола требуемого положения в горизонтальной плоскости называется горизонтальной наводкой.

Придание оси канала ствола требуемого положения в вертикальной плоскости называется вертикальной наводкой.

Наводка осуществляется с помощью прицельных приспособлений и механизмов наводки и выполняется в два этапа.

Вначале на оружии с помощью прицельных приспособлений строится схема углов, соответствующая расстоянию до цели и поправкам на различные условия стрельбы (первый этап наводки). Затем с помощью механизмов наведения совмещается построенная на оружии схема углов со схемой, определенной на местности (второй этап наводки).

Если горизонтальная и вертикальная наводка производится непосредственно по цели или по вспомогательной точке вблизи от цели, то такая наводка называется прямой.

При стрельбе из стрелкового оружия и гранатометов применяется прямая наводка. выполняемая с помощью одной прицельной линии.

Прямая линия, соединяющая середину прорези прицела с вершиной мушки, называется прицельной линией.

Для осуществления наводки с помощью открытого прицела необходимо предварительно путем перемещения целика (прорези прицела) придать прицельной линии такое положение, при котором между этой линией и осью канала ствола образуется в вертикальной плоскости угол прицеливания, соответствующий расстоянию до цели, а в горизонтальной плоскости угол, равный боковой поправке, зависящей от скорости бокового ветра или скорости бокового движения цели. Затем путем направления прицельной линии в цель (изменения положения ствола с помощью механизмов наводки или перемещением самого оружия, если механизмы наводки отсутствуют) придать оси канала ствола необходимое положение в пространстве. В оружии, имеющем постоянную установку целика (например, у пистолета Макарова), требуемое положение оси канала ствола в вертикальной плоскости придается путем выбора точки прицеливания, соответствующей расстоянию до цели, и направления прицельной линии в эту точку. В оружии, имеющем неподвижную в боковом направлении прорезь прицела (например, у автомата Калашникова), требуемое положение оси канала ствола в горизонтальной плоскости придается путем выбора точки прицеливания, соответствующей боковой поправке, и направления в нее прицельной линии.

Прицеливание (наводка) с помощью открытого прицела:

(При необходимости ответить на вопросы) Вопрос № 2 .

ОСНОВЫ ВНУТРЕННЕЙ И ВНЕШНЕЙ БАЛЛИСТИКИ

Баллистика (нем. Ballistik, от греч. ballo - бросаю), наука о движении артиллерийских снарядов, пуль, мин, авиабомб, активнореактивных и реактивных снарядов, гарпунов и т.п.

Баллистика – военно-техническая наука, основывающаяся на комплексе физико-математических дисциплин. Различают внутреннюю и внешнюю баллистику.

Возникновение баллистики как науки относится к XVI в. Первыми трудами по баллистике являются книги итальянца Н. Тартальи «Новая наука» (1537) и «Вопросы и открытия, относящиеся к артиллерийской стрельбе» (1546). В XVII в. фундаментальные принципы внешней баллистики были установлены Г. Галилеем, разработавшим параболическую теорию движения снарядов, итальянцем Э. Торричелли и французом М. Мерсенном, который предложил назвать науку о движении снарядов баллистикой (1644). И. Ньютон провёл первые исследования о движении снаряда с учётом сопротивления воздуха – «Математические начала натуральной философии» (1687). В XVII – XVIII в в. исследованием движения снарядов занимались: голландец Х. Гюйгенс, француз П. Вариньон, швейцарец Д. Бернулли, англичанин Б. Робинс, русский учёный Л. Эйлер и др. Экспериментальные и теоретические основы внутренней баллистики заложены в XVIII в. в трудах Робинса, Ч. Хеттона, Бернулли и др. В XIX в. были установлены законы сопротивления воздуха (законы Н.В. Маиевского, Н.А. Забудского, Гаврский закон, закон А.Ф. Сиаччи). В начале 20 в. дано точное решение основной задачи внутренней баллистики – работы Н.Ф. Дроздова (1903, 1910), исследовались вопросы горения пороха в неизменном объёме – работы И.П. Граве (1904) и давления пороховых газов в канале ствола – работы Н.А. Забудского (1904, 1914), а также француза П. Шарбонье и итальянца Д. Бианки. В СССР большой вклад в дальнейшее развитие в баллистики внесён учёными Комиссии особых артиллерийских опытов (КОСЛРТОП) в 1918-1926. В этот период В.М. Трофимовым, А.Н. Крыловым, Д.А. Вентцелем, В.В. Мечниковым, Г.В. Оппоковым, Б.Н. Окуневым и др. выполнен ряд работ по совершенствованию методов расчёта траектории, разработке теории поправок и по изучению вращательного движения снаряда. Исследования Н.Е. Жуковского и С.А. Чаплыгина по аэродинамике артиллерийских снарядов легли в основу работ Е.А. Беркалова и др. по совершенствованию формы снарядов и увеличению дальности их полёта. В.С. Пугачев впервые решил общую задачу о движении артиллерийского снаряда. Важную роль в решении проблем внутренней баллистики играли исследования Трофимова, Дроздова и И.П. Граве, написавшего в 1932-1938 наиболее полный курс теоретической внутренней баллистики.

Значительный вклад в развитие методов оценки и баллистического исследования артиллерийских систем и в решение специальных задач внутренней баллистики внесли М.Е. Серебряков, В.Е. Слухоцкий, Б.Н. Окунев, а из иностранных авторов – П. Шарбонье, Ж. Сюго и др.

В период Великой Отечественной войны 1941-1945 под руководством С.А. Христиановича проведены теоретические и экспериментальные работы по повышению кучности реактивных снарядов. В послевоенное время эти работы продолжались; исследовались также вопросы повышения начальных скоростей снарядов, установления новых законов сопротивления воздуха, повышения живучести ствола, развития методов баллистического проектирования. Значительное развитие получили работы по исследованию периода последействия (В.Е. Слухоцкий и др.) и развитию методов Б. для решения специальных задач (гладкоствольные системы, активнореактивные снаряды и др.), задач внешней и внутренней Б. применительно к реактивным снарядам, дальнейшего совершенствования методики баллистических исследований, связанных с использованием ЭВМ.

Сведения внутренней баллистики

Внутренняя баллистика - это наука, занимающаяся изучением процессов, которые происходят при выстреле, и в особенности при движении пули (гранаты) по каналу ствола.

Сведения внешней баллистики

Внешняя баллистика - это наука, изучающая движение пули (гранаты) после прекращения действия на нее пороховых газов. Вылетев из канала ствола под действием пороховых газов, пуля (граната) движется по инерции. Граната, имеющая реактивный двигатель, движется по инерции после истечения газов из реактивного двигателя.

Полет пули в воздухе

Вылетев из канала ствола, пуля движется по инерции и подвергается действию двух сил силы тяжести и силы сопротивления воздуха

Сила тяжести заставляет пулю постепенно понижаться, а сила сопротивления воздуха непрерывно замедляет движение пули и стремится опрокинуть ее. На преодоление силы сопротивления воздуха затрачивается часть энергии пули

Сила сопротивления воздуха вызывается тремя основными причинами трением воздуха, образованием завихрений образованием бал­листической волны (рис. 4)

Пуля при полете сталкивается с частицами воздуха и заставляет их колебаться. Вследствие этого перед пулей повышается плотность воздуха и образуются звуковые волны, образуется баллистическая волна Сила сопротивления воздуха зависит от формы пули, скорости полета, калибра, плотности воздуха

Рис. 4. Образование силы сопротивления воздуха

Для того чтобы пуля не опрокидывалась под действием силы сопро­тивления воздуха, ей придают с помощью нарезов в канале ствола быстрое вращательное движение. Таким образом, в результате действия на пулю силы тяжести и силы сопротивления воздуха она будет двигаться не равномерно и прямолинейно, а опишет кривую линию - траекторию.

Их при стрельбе

На полет пули в воздухе оказывают влияние метеорологические, баллистические и топографические условия

При пользовании таблиц необходимо помнить, что данные траектории в них соответствуют нормальным условиям стрельбы.

За нормальные (табличные) условия приняты следующие.

Метеорологические условия:

· атмосферное давление на горизонте оружия 750 мм рт. ст.;

· температура воздуха на горизонте оружия +15 градусов Цельсия;

· относительная влажность воздуха 50% (относительной влажностью называется отношение количества водяных паров, содержащихся в воздухе, к наибольшему количеству водяных паров, которое может содержаться в воздухе при данной температуре),

· ветер отсутствует (атмосфера неподвижна).

Рассмотрим, какие поправки дальности на внешние условия стрельбы приводятся в таблицах стрельбы для стрелкового оружия по наземным целям.

Табличные поправки дальности при стрельбе из стрелкового оружия по наземным целям, м
Изменение условий стрельбы от табличных	Вид патрона	Дальность стрельбы, м
Температуры воздуха и заряда на 10°С	Винтовочный
Обр. 1943 г.								-	-
Давления воздуха на 10 мм рт. ст.	Винтовочный
Обр. 1943 г.								-	-
Начальной скорости на 10 м/сек	Винтовочный
Обр. 1943 г.								-	-
На продольный ветер со скоростью 10 м/сек	Винтовочный
Обр. 1943 г.								-	-

Из таблицы видно, что наибольшее влияние на изменение дальности полета пуль имеют два фактора: изменение температуры и падение начальной скорости. Изменения дальности, вызываемые отклонением давления воздуха и продольным ветром, даже на расстояния 600-800 м практического значения не имеют, и их можно не учитывать.

Боковой ветер вызывает отклонение пуль от плоскости стрельбы в ту сторону, куда он дует (см. рис. 11).

Скорость ветра определяется с достаточной точностью по простым признакам: при слабом ветре (2-3 м/сек) носовой платок и флаг колышутся и слегка развеваются; при умеренном ветре (4-6 м/сек) флаг держится развернутым, а платок развевается; при сильном ветре (8-12 м/сек) флаг с шумом развевается, платок рвется из рук и т. д. (см. рис.12).

Рис. 11 Влияние направления ветра на полет пули:

А – боковое отклонение пули при ветре, дующем под углом 90° к плоскости стрельбы;

А1 – боковое отклонение пули при ветре, дующем под углом 30° к плоскости стрельбы: А1=А*sin30°=A*0,5

А2 – боковое отклонение пули при ветре, дующем под углом 45° к плоскости стрельбы: А1=А*sin45°=A*0,7

В наставлениях по стрелковому делу приведены таблицы поправок на боковой умеренный ветер (4 м/сек), дующий перпендикулярно к плоскости стрельбы.

При отклонении условий стрельбы от нормальных может возникнуть необходимость определения и учета поправок дальности и направления стрельбы, для чего необходимо руководствоваться правилами в наставлениях по стрелковому делу

Рис. 12 Определение скорости ветра по местным предметам

Таким образом, дав определение прямому выстрелу, разобрав его практическое значение при стрельбе, а также влияние условий стрельбы на полет пули, необходимо умело применять эти знания при выполнении упражнений из табельного оружия как на практических занятиях по огневой подготовке, так и при выполнении служебно-оперативных задач.

Явление рассеивания

При стрельбе из одного и того же оружия, при самом тщательном соблюдении точности и однообразности производства выстрелов, каждая пуля вследствие ряда случайных причин описывает свою траекторию и имеет свою точку падения (точку встречи), не совпадающую с другими, вследствие чего происходит разбрасывание пуль.

Явление разбрасывания пуль при стрельбе из одного и того же оружия в практически одинаковых условиях называется естественным рассеиванием пуль или рассеиванием траектории. Совокупность траекторий пуль, полученных вследствие их естественного рассеивания, называется снопом траекторий.

Точка пересечения средней траектории с поверхностью цели (преграды) называется средней точкой попадания или центром рассеивания

Площадь рассеивания обычно имеет форму эллипса. При стрельбе из стрелкового оружия на близкие расстояния площадь рассеивания в вертикальной плоскости может иметь форму круга (рис13.).

Взаимноперпендикулярные линии, проведенные через центр рассеивания (среднюю точку попадания) так, чтобы одна из них совпала с направлением стрельбы, называются осями рассеивания.

Кратчайшие расстояния от точек встречи (пробоин) до осей рассеивания называются отклонениями.

Рис. 13 Сноп траектории, площадь рассеивания, оси рассеивания:

а – на вертикальной плоскости, б – на горизонтальной плоскости, средняятраектория обозначена красной линией, С – средняя точка попадания, ВВ 1 – осьрассеивания по высоте, ББ 1 , – ось рассеивания по боковому направлению, dd 1 , – ось рассеивания по дальности попадания. Площадь, на которой располагаются точки встречи (пробоины) пуль, полученные при пересечении снопа траекторий с какой-либо плоскостью, называется площадью рассеивания.

Причины рассеивания

Причины, вызывающие рассеивание пуль, могут быть сведены в три группы:

· причины, вызывающие разнообразие начальных скоростей;

· причины, вызывающие разнообразие углов бросания и направления стрельбы;

· причины, вызывающие разнообразие условий полета пули. Причинами, вызывающими разнообразие начальных скоростей пуль, являются:

· разнообразие в весе пороховых зарядов и пуль, в форме и размерах пуль и гильз, в качестве пороха, плотности заряжания и т. д. как результат неточностей (допусков) при их изготовлении;

· разнообразие температур зарядов, зависящее от температуры воздуха и неодинакового времени нахождения патрона в нагретом при стрельбе стволе;

· разнообразие в степени нагрева и качественном состоянии ствола.

Эти причины ведут к колебанию в начальных скоростях, а, следовательно, и в дальностях полета пуль, т. е. приводят к рассеиванию пуль по дальности (высоте) и зависят, в основном, от боеприпасов и оружия.

Причинами, вызывающими разнообразие углов бросания и направления стрельбы, являются:

· разнообразие в горизонтальной и вертикальной наводке оружия (ошибки в прицеливании);

· разнообразие углов вылета и боковых смещений оружия, получаемое в результате неоднообразной изготовки к стрельбе, неустойчивого и неоднообразного удержания автоматического оружия, особенно во время стрельбы очередями, неправильного использования упоров и неплавного спуска курка;

· угловые колебания ствола при стрельбе автоматическим огнем, возникающие вследствие движения и ударов подвижных частей оружия.

Эти причины приводят к рассеиванию пуль по боковому направлению и по дальности (высоте), оказывают наибольшее влияние на величину площади рассеивания и, в основном, зависят от выучки стреляющего.

Причинами, вызывающими разнообразие условий полета пуль, являются:

· разнообразие в атмосферных условиях, особенно в направлении и скорости ветра между выстрелами (очередями);

· разнообразие в весе, форме и размерах пуль (гранат), приводящее к изменению величины сопротивления воздуха,

Эти причины приводят к увеличению рассеивания пуль по боковому направлению и по дальности (высоте) и, в основном, зависят от внешних условий стрельбы и боеприпасов.

При каждом выстреле в разном сочетании действуют все три группы причин.

Это приводит к тому, что полет каждой пули происходит по траектории отличной от траектории других пуль. Полностью устранить причины, вызывающие рассеивание, следовательно, устранить и само рассеивание – невозможно. Однако зная причины, от которых зависит рассеивание, можно уменьшить влияние каждой из них и тем самым уменьшить рассеивание, или, как принято говорить, повысить кучность стрельбы.

Уменьшение рассеивания пуль достигается отличной выучкой стреляющего, тщательной подготовкой оружия и боеприпасов к стрельбе, умелым применением правил стрельбы, правильной изготовкой к стрельбе, однообразной прикладкой, точной наводкой (прицеливанием), плавным спуском курка, устойчивым и однообразным удержанием оружия при стрельбе, а также надлежащим уходом за оружием и боеприпасами.

Закон рассеивания

При большом числе выстрелов (более 20) в расположении точек встречи на площади рассеивания наблюдается определенная закономерность. Рассеивание пуль подчиняется нормальному закону случайных ошибок, который в отношении к рассеиванию пуль называется законом рассеивания.

Этот закон характеризуется следующими тремя положениями (рис.14):

1. Точки встречи (пробоины) на площади рассеивания располагаютсянеравномерно – гуще к центру рассеивания и реже к краям площади рассеивания.

2. На площади рассеивания можно определить точку, являющуюся центром рассеивания (среднюю точку попадания), относительно которой распределение точек встречи (пробоин)симметрично: число точек встречи по обе стороны от осей рассеивания, заключающихся в равных по абсолютной величине пределах (полосах), одинаково, и каждому отклонению от оси рассеивания в одну сторону отвечает такое же по величине отклонение в противоположную сторону.

3. Точки встречи (пробоины) в каждом частном случае занимаютне беспредельную, а ограниченную площадь.

Таким образом, закон рассеивания в общем виде можно сформулировать следующим образом:при достаточно большом числе выстрелов, произведенных в практически одинаковых условиях, рассеивание пуль (гранат) неравномерно, симметрично и небеспредельно.

Рис.14. Закономерность рассевания

Действительность стрельбы

При стрельбе из стрелкового оружия и гранатометов в зависимости от характера цели, расстояния до нее, способа ведения огня, вида боеприпасов и других факторов, могут быть достигнуты различные результаты. Для выбора наиболее эффективного в данных условиях способа выполнения огневой задачи необходимо произвести оценку стрельбы, т. е. определить ее действительность

Действительностью стрельбы называется степень соответствия результатов стрельбы поставленной огневой задаче. Она может быть определена расчетным путем или по результатам опытных стрельб.

Для оценки возможных результатов стрельбы из стрелкового оружия и гранатометов обычно принимаются следующие показатели: вероятность поражения одиночной цели (состоящей из одной фигуры); математическое ожидание числа (процента) пораженных фигур в групповой цели (состоящей из нескольких фигур); математическое ожидание числа попаданий; средний ожидаемый расход боеприпасов для достижения необходимой надежности стрельбы; средний ожидаемый расход времени на выполнение огневой задачи.

Кроме того, при оценке действительности стрельбы учитывается степень убойного и пробивного действия пули.

Убойность пули характеризуется ее энергией в момент встречи с целью. Для нанесения поражения человеку (вывода его из строя) достаточна энергия, равная 10 кг/м. Пуля стрелкового оружия сохраняет убойность практически до предельной дальности стрельбы.

Пробивное действие пули характеризуется ее способностью пробить преграду (укрытие) определенной плотности и толщины. Пробивное действие пули указывается в наставлениях по стрелковому делу отдельно для каждого вида оружия. Кумулятивная граната из гранатомета пробивает броню любого современного танка, САУ, бронетранспортера.

Для расчета показателей действительности стрельбы необходимо знать характеристики рассеивания пуль (гранат), ошибки в подготовке стрельбы, а также способы определения вероятности попадания в цель и вероятности поражения целей.

Вероятность поражения цели

При стрельбе из стрелкового оружия по одиночным живым целям и из гранатометов по одиночным бронированным целям одно попадание дает поражение цели Поэтому, под вероятностью поражения одиночной цели понимается вероятность получения хотя бы одного попадания при заданном числе выстрелов.

Вероятность поражения цели при одном выстреле (Р,) численно равняется вероятности попадания в цель (р). Расчет вероятности поражения цели при этом условии сводится к определению вероятности попадания в цель.

Вероятность поражения цели (Р,) при нескольких одиночных выстрелах, одной очередью или несколькими очередями, когда вероятность попадания для всех выстрелов одинаковая, равна единице минус вероятность промаха в степени, равной количеству выстрелов (п), т. е. Р,= 1 - (1- р)", где (1- р) - вероятность промаха.

Таким образом, вероятность поражения цели характеризует надежность стрельбы, т. е. показывает, в скольких случаях из ста, в среднем, в данных условиях будет поражена цель не менее, чем при одном попадании

Стрельба считается достаточно надежной, если вероятность поражения цели не менее 80%

Глава 3.

Весовые и линейные данные

Пистолет Макарова (рис.22) является личным оружием нападения и защиты, предназначенным для поражения противника на коротких расстояниях. Огонь из пистолета наиболее эффективен на расстояниях до 50 м.

Рис. 22

Сравним технические данные пистолета ПМ с пистолетами других систем.

По основным качествам показателями безотказности пистолета ПМ превосходили другие образцы пистолетов.

Рис. 24

а – левая сторона; б – правая сторона. 1 – основание рукоятки; 2 – ствол;

3 – стойка для крепления ствола;

4 – окно для размещения спускового крючка и гребня спусковой скобы;

5 – цапфенные гнезда для цапф спускового крючка;

6 – кривой паз для размещения и движения передней цапфы спусковой тяги;

7 – цапфенные гнезда для цапф курка и шептала;

8 – пазы для направления движения затвора;

9 – окно для перьев боевой пружины;

10 – вырез для затворной задержки;

11 – прилив с резьбовым отверстием для крепления рукоятки при помощи винта и боевой пружины при помощи задвижки;

12 – вырез для защелки магазина;

13 – прилив с гнездом для крепления спусковой скобы;

14 – боковые окна; 15 – спусковая скоба;

16 – гребень для ограничения движения затвора назад;

17 – окно для выхода верхней части магазина.

Ствол служит для направления полета пули. Внутри ствол имеет канал с четырьмя нарезами, вьющимися вверх направо.

Нарезы служат для сообщения вращательного движения. Промежутки между нарезами называются полями. Расстояние между противоположными полями (по диаметру) называются калибром канала ствола (у ПМ-9мм). В казенной части имеется патронник. Ствол соединяется с рамкой прессовой посадкой и закрепляется штифтом.

Рамка служит для соединения всех частей пистолета. Рамка с основанием рукоятки составляют одно целое.

Спусковая скоба служит для предохранения хвоста спускового крючка.

Затвор (рис. 25) служит для подачи патрона из магазина в патронник, запирания канала ствола при выстреле, удержания гильзы, извлечения патрона и постановки курка на боевой взвод.

Рис. 25

а – левая сторона; б – вид снизу. 1 – мушка; 2 - целик; 3 – окно для выбрасывания гильзы (патрона); 4 – гнездо для предохранителя; 5 – насечка; 6 – канал для помещения ствола с возвратной пружиной;

7 – продольные выступы для направления движения затвора по рамке;

8 – зуб для постановки затвора на затворную задержку;

9 – паз для отражателя; 10 – паз для разобщающего выступа рычага взвода; 11 – выем для разобщения шептала с рычагом взвода; 12 – досылатель;

13 – выступ для разобщения рычага взвода с шепталом; 1

4 – выем для помещения разобщающего выступа рычага взвода;

15 – паз для курка; 16 – гребень.

Ударник служит для разбивания капсюля (рис. 26)

Рис. 26

1 – боек; 2 – срез для предохранителя.

Выбрасыватель служит для удержания гильзы (патрона) в чашечке затвора до встречи с отражателем (рис. 27).

Рис. 27

1 – зацеп; 2 – пяточка для соединения с затвором;

3 – гнеток; 4 – пружина выбрасывателя.

Для работы выбрасывателя имеется гнеток и пружина выбрасывателя.

Предохранитель служит для обеспечения безопасности обращения с пистолетом (рис. 28).

Рис. 28

1 – флажок предохранителя; 2 – фиксатор; 3 – уступ;

4 – ребро; 5 – зацеп; 6 – выступ.

Целик вместе с мушкой служит для прицеливания (рис.25).

Возвратная пружина служит для возвращения затвора в переднее положение после выстрела, крайний виток одного из концов пружины имеет меньший диаметр по сравнению с другими витками. Этим витком пружина при сборке надевается на ствол (рис.29).

Рис. 29

Ударно-спусковой механизм (рис. 30) состоит из курка, шептала с пружиной, спусковой тяги с рычагом взвода, спускового крючка, боевой пружины и задвижки боевой пружины.

Рис.30

1 – курок; 2 – шептало с пружиной; 3 – спусковая тяга с рычагом взвода;

4 – боевая пружина; 5 – спусковой крючок; 6 – задвижка боевой пружины.

Курок служит для нанесения удара по ударнику (рис. 31).

Рис. 31
а – левая сторона; б – правая сторона; 1 – головка с насечкой; 2 – вырез;

3 – выем; 4 – предохранительный взвод; 5 – боевой взвод; 6 – цапфы;

7 – зуб самовзвода; 8 – выступ; 9 – углубление; 10 – кольцевой выем.

Шептало служит для удержания курка на боевом взводе и предохранительном взводе (рис. 32).

Рис. 32

1 – цапфы шептала; 2 – зуб; 3 – выступ; 4 – носик шептала;

5 – пружина шептала; 6 – стойка шептала.

Спусковая тяга с рычагом взвода служат для спуска курка с боевого взвода и взведении курка при нажиме на хвост спускового крючка (рис.33).

Рис. 33

1 – спусковая тяга; 2 – рычаг взвода; 3 – цапфы спусковой тяги;

4 – разобщающий выступ рычага взвода;

5 – вырез; 6 – выступ самовзвода; 7 – пяточка рычага взвода.

Спусковой крючок служит для спуска с боевого взвода и взведения курка при стрельбе самовзводом (рис. 34).

Рис. 34

1 – цапфа; 2 – отверстие; 3 – хвост

Боевая пружина служит для приведения в действие курка, рычага взвода и спусковой тяги (рис. 35).

Рис. 35

1 – широкое перо; 2 – узкое перо; 3 – отбойный конец;

4 – отверстие; 5 – защелка.

Задвижка боевой пружины служит для прикрепления боевой пружины к основанию рукоятки (рис. 30).

Рукоятка с винтом прикрывает боковые окна и заднюю стенку основания рукоятки и служит для удобства удержания пистолета в руке (рис. 36).

Рис. 36

1 – антабка; 2 – пазы; 3 – отверстие; 4 – винт.

Затворная задержка удерживает затвор в заднем положении по израсходованию всех патронов из магазина (рис. 37).

Рис. 37

1 – выступ; 2 – кнопка с насечкой; 3 – отверстие; 4 – отражатель.

Она имеет: в передней части – выступ для удержания затвора в заднем положении; кнопку с насечкой для освобождения затвора нажатием руки; в задней части – отверстие для соединения с левой цапфой шептала; в верхней части – отражатель для отражения наружу гильз (патронов) через окно в затворе.

Магазин служит для помещения подавателя и крышки магазина (рис. 38).

Рис. 38

1 – корпус магазина; 2 – подаватель;

3 – пружина подавателя; 4 – крышка магазина.

К каждому пистолету придается принадлежность: запасной магазин, протирка, кобура, пистолетный ремешок.

Рис. 39

Надежность запирания канала ствола при выстреле достигается большой массой затвора и силой возвратной пружины.

Принцип работы пистолета заключается в следующем: при нажатии на хвост спускового крючка, курок, освобождаясь от шептала, под действием боевой пружины ударяет по ударнику, который бойком разбивает капсюль патрона. В результате воспламеняется пороховой заряд и образуется большое количество газов, которые давят во все стороны одинаково. Пуля давлением пороховых газов выбрасывается из канала ствола, затвор под давлением газов, передающихся через дно гильзы, отходит назад, удерживая выбрасывателем гильзу сжимая возвратную пружину. Гильза при встрече с отражателем выбрасывается через окно в затворе. При отходе назад затвор поворачивает курок и ставит его на боевой взвод. Под воздействием возвратной пружины затвор возвращается вперед, захватывая очередной патрон из магазина, и досылает его в патронник. Канал ствола заперт свободным затвором, пистолет готов к выстрелу.

Рис. 40

Для производства следующего выстрела необходимо отпустить спусковой крючок и снова нажать на него. По израсходовании всех патронов затвор становится на затворную задержку и остается в крайне заднем положении.

Выстреле и после выстрела

Для заряжания пистолета необходимо:

· снарядить магазин патронами;

· вставить магазин в основание рукоятки;

· выключить предохранитель (повернуть флажок вниз)

· отвести затвор в крайнее заднее положение и резко отпустить его.

При снаряжении магазина патроны ложатся на подавателе в один ряд, сжимая пружину подавателя, которая, разжимаясь, поднимает патроны вверх. Верхний патрон удерживается загнутыми краями боковых стенок корпуса магазина.

При вставлении снаряженного магазина в рукоятку защелка заскакивает за выступ на стенке магазина и удерживает его в рукоятке. Подаватель находиться внизу под патронами, его зацеп не действует на затворную задержку.

При выключении предохранителя его выступ для восприятия удара курка поднимается, зацеп выходит из выема курка, освобождает выступ курка, таким образом, освобождается курок.

Полочка уступа на оси предохранителя освобождает шептало, которое под действием своей пружины опускается вниз, носик шептала становиться впереди предохранительного взвода курка

Ребро предохранителя выходит из-за левого выступа рамки и разъединяет затвор с рамкой.

Затвор может быть отведен рукой назад.

При отведении затвора назад происходит следующие: двигаясь по продольным пазам рамки затвор поворачивает курок, шептало под действием пружины заскакивает своим носиком за боевой взвод курка. Движение затвора назад ограничивается гребнем спусковой скобы. Возвратная пружина находиться в наибольшем сжатии.

При повороте курка передняя часть кольцевого выема смещает спусковую тягу с рычагом взвода вперед и несколько вверх, при этом выбирается часть свободного хода спускового крючка. Поднимаясь вверх вниз рычага взвода подходит к выступу шептала.

Патрон поднимается подавателем и становится впереди досылателя затвора.

При отпускании затвора возвратная пружина посылает его вперед, досылатель затвора продвигает верхний патрон в патронник. Патрон, скользя по загнутым краям боковых спинок корпуса магазина и по скосу на приливе ствола и в нижней части патронника, входит в патронник упираясь передним срезом гильзы в уступ патронника. Канал ствола заперт свободным затвором. Очередной патрон поднимается вверх до упора в гребень затвора.

Зацеп выбрасывается, заскакивая в кольцевую проточку гильзы. Курок – на боевом взводе (см. рис. 39 на стр. 88).

Осмотр боевых патронов

Осмотр боевых патронов производится с целью обнаружения неисправностей, которые могут привести к задержкам при стрельбе. При осмотре патронов перед стрельбой или заступлением в наряд необходимо проверить:

· нет ли на гильзах ржавчины, зеленого налета, вмятин, царапин, не вытаскивается ли пуля из гильзы.

· Нет ли среди боевых патронов учебных.

Если патроны запылились или загрязнились, покрылись небольшим зеленым налетом или ржавчиной, их необходимо обтереть сухой чистой ветошью.

Индекс 57-Н-181

9 мм патрон со свинцовым сердечником выпускается на экспорт Новосибирским заводом низковольтной аппаратуры (масса пули – 6,1г, начальная скорость – 315 м/с), Тульским патронным заводом (масса пули – 6,86г, начальная скорость – 303 м/с), Барнаульским станкостроительным заводом (масса пули – 6,1 г, начальная скорость – 325 м/с). Предназначен для поражения живой силы на дальности до 50 м. Применяется при стрельбе из 9 мм пистолета ПМ, 9 мм пистолета ПММ.

Калибр, мм - 9,0

Длина гильзы, мм – 18

Длина патрона, мм – 25

Масса патрона, г - 9,26-9,39

Марка пороха, - П-125

Масса порохового заряда, гр. - 0,25

Скорость в10 - 290-325

Капсюль-воспламенитель - КВ-26

Диаметр пули, мм - 9,27

Длина пули, мм - 11,1

Масса пули, г - 6,1- 6,86

Материал сердечника – свинец

Кучность - 2,8

Пробивное действие - не нормируется.

Спуск курка

Спуск курка по своему удельному весу в производстве меткого выстрела занимает первостепенное значение и является определяющим показателем степени подготовленности стрелка. Все ошибки стрельбы возникают исключительно вследствие неправильной обработки спуска курка. Ошибки прицеливания и колебания оружия позволяют показывать достаточно приличные результаты, но ошибки спуска неминуемо приводят к резкому увеличению рассеивания и даже к промахам.

Овладение техникой правильного спуска - это краеугольный камень искусства меткого выстрела из любого ручного оружия. Только тот, кто поймет это и сознательно овладеет техникой спуска курка, будет уверенно поражать любые цели, в любом состоянии сможет показывать высокие результаты и полностью реализовать боевые свойства личного оружия.

Спуск курка является самым сложным элементом для освоения, требующим длительной и самой кропотливой работы.

Напомним, что при вылете пули из канала ствола затвор смещается назад на 2 мм, и на руку никакого воздействия в это время нет. Пуля летит туда, куда было наведено оружие в момент, когда она покидает канал ствола. Следовательно, правильно нажать на спусковой крючок - это выполнить такие действия, при которых оружие не меняет своего прицельного положения в период от срыва курка до вылета пули из ствола.

Время от срыва курка до вылета пули очень мало и составляет примерно 0.0045 с, из которых 0.0038 с составляет время вращения курка и 0.00053-0.00061 с – время прохождения пули по стволу. Тем не менее за такой короткий временной промежуток при ошибках в обработке спуска оружие успевает отклониться от прицельного положения.

Что же это за ошибки, и каковы причины их появления? Для выяснения этого вопроса необходимо рассмотреть систему: стрелок-оружие, при этом следует различать две группы причин возникновения ошибок.

1. Технические причины - ошибки, обусловленные несовершенством серийного оружия (зазоры межу подвижными частями, плохая чистота обработки поверхностей, засорение механизмов, износ ствола, несовершенство и плохая отладка ударно-спускового механизма и т.п.)

2. Причины человеческого фактора - ошибки непосредственно человека, обусловленные различными физиологическими и психоэмоциональными особенностями организма каждого человека.

Обе группы причин возникновения ошибок самым тесным образом между собой связаны, проявляются в комплексе и влекут одна другую. Из первой группы технических ошибок наиболее ощутимую роль, отрицательно сказывающуюся на результате, играет несовершенство ударно-спускового механизма, к недостаткам которого относятся:

Тема 3. Сведения из внутренней и внешней баллистики.

Сущность явления выстрела и его период

Выстрелом называется выбрасывание пули (гранаты) из канала ствола оружия энергией газов, образующихся при сгорании порохового заряда.

При выстреле из стрелкового оружия происходят следующие явления.

От удара бойка по капсюлю боевого патрона, досланного в патронник, взрывается ударный состав капсюля и образуется пламя, которое через затравочные отверстия в дне гильзы проникает к пороховому заряду и воспламеняет его. При сгорании порохового (боевого) заряда образуется большое количество сильно нагретых газов, создающих в канале ствола высокое давление на дно пули, дно и стенки гильзы, а также на стенки ствола и затвор.

В результате давления газов на дно пули она сдвигается с места и врезается в нарезы; вращаясь по ним, продвигается по каналу ствола с непрерывно возрастающей скоростью и выбрасывается наружу, по направлению оси канала ствола. Давление газов на дно гильзы вызывает движение оружия (ствола) назад. От давления газов на стенки гильзы и ствола проис­ходит их растяжение (упругая деформация), и гильза, плотно прижимаясь к патроннику, препятствует прорыву пороховых газов, в сторону затвора. Одновременно при выстреле возникает колебательное движение (вибрация) ствола и происходит его нагревание. Раскаленные газы и частицы несгоревшего пороха, истекающие из канала ствола вслед за пулей, при встрече с воздухом порождают пламя и ударную волну; последняя является источни­ком звука при выстреле.

При выстреле из автоматического оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии пороховых газов, отводимых через отверстие в стенке ствола (например, автомат и пулеметы Калашникова, снайперская винтовка Драгунова, станковый пулемет Горюнова), часть пороховых газов, кроме того, после прохождения пулей газоотводного от­верстия устремляется через него в газовую камору, ударяет в поршень и отбрасывает поршень с затворной рамой (толкатель с затвором) назад.

Пока затворная рама (стебель затвора) не пройдет определенное расстояние, обеспечивающее вылет пули из канала ствола, затвор продолжает запирать канал ствола. После вылета пули из канала ствола происходит его отпирание; затворная рама и затвор, двигаясь назад, сжимают возврат­ную (возвратно-боевую) пружину; затвор при этом извлекает из патронника гильзу. При движении вперед под действием сжатой пружины затвор досы­лает очередной патрон в патронник и вновь запирает канал ствола.

При выстреле из автоматического оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии отдачи (например, пистолет Макарова, автоматический пистолет Стечкина, автомат образца 1941 г.), давление газов через дно гильзы передается на затвор и вызывает движение затвора с гильзой назад. Это движение начинается в момент, когда давление пороховых газов на дно гильзы преодолевает инерцию затвора и усилие возвратно-боевой пружины. Пуля к этому времени уже вылетает из канала ствола. Отходя назад, затвор сжимает возвратно-боевую пружину, затем под действием энергии сжатой пружины затвор движется вперед и досылает очередной патрон в патронник.

В некоторых образцах оружия (например, крупнокалиберный пуле­мет Владимирова, станковый пулемет образца 1910 г.) под действием давле­ния пороховых газов на дно гильзы вначале движется назад ствол вместе со сцепленным с ним затвором (замком).

Пройдя некоторое расстояние, обеспечивающее вылет пули из канала ствола, ствол и затвор расцепляются, после чего затвор по инерции отходит в крайнее заднее положение и сжимает (растягивает) возвратную пружину, а ствол под действием пружины возвращается в переднее положение.

Иногда после удара бойка по капсюлю выстрела не последует или он произойдет с некоторым запозданием. В первом случае имеет место осечка, а во втором - затяжной выстрел. Причиной осечки чаще всего бывает отсыревание ударного состава капсюля или порохового заряда, а также слабый удар бойка по капсюлю. Поэтому необходимо оберегать боеприпа­сы от влаги и содержать оружие в исправном состоянии.

Затяжной выстрел является следствием медленного развития процес­са зажжения или воспламенения порохового заряда. Поэтому после осечки не следует сразу открывать затвор, так как возможен затяжной выстрел. Если осечка произойдет при стрельбе из станкового гранатомета, то перед его разряжением необходимо выждать не менее одной минуты.

При сгорании порохового заряда примерно 25 - 35% выделяемой энергии затрачивается на сообщение пуле поступательного движения (основная работа);

15 - 25% энергии - на совершение второстепенных работ (врезание и преодоление трения пули при движении по каналу ствола; нагревание стенок ствола, гильзы и пули; перемещение подвижных частей оружия, газообразной и несгоревшей частей пороха); около 40% энергии не используется и теряется после вылета пули из канала ствола.

Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001 ­0,06 сек). При выстреле различают четыре последовательных периода: предварительный; первый, или основной; второй; третий, или период последей­ствия газов (см. рис. 30).

Предварительный период длится от начала горения порохового заря­да до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В течение этого периода в канале ствола создается давление газов, необходимое, для того чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола. Это давление называется давлением форсирова­ния; оно достигает 250 - 500 кг/см 2 в зависимости от устройства нарезов, веса пули и твердости ее оболочки (например, у стрелкового оружия под патрон образца 1943 г. давление форсирования равно около 300 кг/см 2). Принимают, что горение порохового заряда в этом периоде происходит в постоянном объеме, оболочка врезается в нарезы мгновенно, а движение пули начинается сразу же при достижении в канале ствола давления форси­рования.

Первый, или основной период длится от начала движения пули до момента полного сгорания порохового заряда. В этот период горение порохового заряда происходит в быстро изменяющемся объеме. В начале периода, когда скорость движения пули по каналу ствола еще невелика, количество газов растет быстрее, чем объем запульного пространства (пространство между дном пули и дном гильзы), давление газов быстро повы­шается и достигает наибольшей величины (например, у стрелкового оружия под патрон образца 1943 г. - 2800 кг/см 2 , а под винтовочный патрон - 2900 кг/см 2). Это давление называется максимальным давлением. Оно создается у стрелкового оружия при прохождении пулей 4-6 см пути. Затем, вслед­ствие быстрого увеличения скорости движения пули, объем запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, и давление начинает падать, к концу периода оно равно примерно 2/3 максимального давления. Скорость движения пули постоянно возрастает и к концу периода достигает примерно 3/4 начальной скорости. Пороховой заряд полностью сгорает незадолго до того, как пуля вылетит из канала ствола.

Второй период длится от момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из канала ствола. С началом этого периода приток пороховых газов прекращается, однако сильно сжатые и нагретые газы расширяются и, оказывая давление на пулю, увеличивают скорость ее движения. Спад давления во втором периоде происходит довольно быстро и у дульного среза - дульное давление - составляет у различных образцов оружия 300 - 900 кг/см 2 (например, у самозарядного карабина Симонова ­390 кг/см 2 , у станкового пулемета Горюнова - 570 кг/см 2). Скорость пули в момент вылета ее из канала ствола (дульная скорость) несколько меньше начальной скорости.

У некоторых видов стрелкового оружия, особенно короткоствольных (например, пистолет Макарова), второй период отсутствует, так как полного сгорания порохового заряда к моменту вылета пули из канала ствола фактически не происходит.

Третий период, или период последействия газов длится от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия пороховых газов на пулю. В течение этого периода пороховые газы, истекающие из канала ствола со скоростью 1200 - 2000 м/сек, продолжают воздействовать на пулю и сообщают ей дополнительную скорость. Наибольшей (макси­мальной) скорости пуля достигает в конце третьего периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола. Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешено сопротивлением воздуха.

Начальная скорость пули

Начальной скоростью (v0) называется скорость движения пули у дульного среза ствола.

За начальную скорость принимается условная скорость, которая несколько больше дульной и меньше максимальной. Она определяется опытным путем с последующими расчетами. Величина начальной скорости пули указывается в таблицах стрельбы и в боевых характеристиках оружия.

Начальная скорость является одной из важнейших характеристик боевых свойств оружия. При увеличении начальной скорости увеличивается дальность полета пули, дальность прямого выстрела, убойное и пробивное действие пули, а также уменьшается влияние внешних условий на ее полет.

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

Чем длиннее ствол, тем большее время на пулю действуют пороховые газы и тем больше начальная скорость.

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.

Длина ствола и вес порохового заряда увеличиваются при конструировании, оружия до наиболее рациональных размеров.

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. Форма и размеры пороха оказывают существенное влияние на скорость горения порохового заряда, а, следовательно, и на начальную скорость пули. Они подбираются соответствующим образом при конструировании оружия.

Плотностью заряжения называется отношение веса заряда к объему гильзы при вставленной пуле (каморы сгорания заряда). При глубокой посадке пули значительно увеличивается плотность заряжения, 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 заряжения увеличивается (уменьшается) начальная скорость пули.

Отдача оружия и угол вылета

Отдачей называется движение оружия (ствола) назад во время выстрела. Отдача ощущается в виде толчка в плечо, руку или грунт.

Действие отдачи оружия характеризуется величиной скорости и энергией, которой оно обладает при движении назад. Скорость отдачи оружия примерно во столько раз меньше начальной скорости пули, во сколько раз пуля легче оружия. Энергия отдачи у ручного стрелкового оружия обычно не превышает 2 кг/м и воспринимается стреляющим безболезненно.

При стрельбе из автоматического оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии отдачи, часть ее расходуется на сообщение движения подвижным частям и на перезаряжание оружия. Поэтому энергия отдачи при выстреле из такого оружия меньше, чем при стрельбе из неавтоматического оружия или из автоматического оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии пороховых газов, отводимых через отверстие в стенке ствола.

Сила давления пороховых газов (сила отдачи) и сила сопротивления отдаче (упор приклада, рукоятки, центр тяжести оружия и т. д.) расположены не на одной прямой и направлены в противоположные стороны. Они образуют пару сил, под действием которой дульная часть ствола оружия отклоняется кверху (см. рис. 31).

Рис. 31. Отдача оружия

Подбрасывание дульной части ствола оружия вверх при выстреле в результате действия отдачи.

Величина отклонения дульной части ствола данного оружия тем больше, чем больше плечо этой пары сил.

Кроме того, при выстреле ствол оружия совершает колебательные движения - вибрирует. В результате вибрации дульная часть ствола в момент вылета пули может также отклониться от первоначального положе­ния в любую сторону (вверх, вниз, вправо, влево). Величина этого отклоне­ния увеличивается при неправильном использовании упора для стрельбы, загрязнении оружия и т. п.

У автоматического оружия, имеющего газоотводное отверстие в стволе, в результате давления газов на переднюю стенку газовой каморы дульная часть ствола оружия при выстреле несколько отклоняется в сторону, проти­воположную расположению газоотводного отверстия.

Сочетание влияния вибрации ствола, отдачи оружия и других причин приводит к образованию угла между направлением оси канала ствола до выстрела и ее направлением в момент вылета пули из канала ствола; этот угол называется углом вылета (у). Угол вылета считается положительным, когда ось канала ствола в момент вылета пули выше ее положения до выстрела, и отрицательным, когда она ниже. Величина угла вылета дается в таблицах стрельбы.

Влияние угла вылета на стрельбу у каждого экземпляра оружия устраняется при приведении его к нормальному бою. Однако при наруше­нии правил прикладки оружия, использования упора, а также правил ухода за оружием и его сбережения изменяются величина угла вылета и бой оружия. Для обеспечения однообразия угла вылета и уменьшения влияния отдачи на результаты стрельбы необходимо точно соблюдать приемы стрель­бы и правила ухода за оружием, указанные в наставлениях по стрелковому делу.

С целью уменьшения вредного влияния отдачи на результаты стрель­бы в некоторых образцах стрелкового оружия (например, автомат Калашни­кова) применяются специальные устройства - компенсаторы. Истекающие из канала ствола газы, ударяясь о стенки компенсатора, несколько опускают дульную часть ствола влево и вниз.

Особенности выстрела из ручных противотанковых гранатометов

Ручные противотанковые гранатометы относятся к динамореактивно­му оружию. При выстреле из гранатомета часть пороховых газов выбрасы­вается назад через открытую казенную часть ствола, возникающая при этом реактивная сила, уравновешивает силу отдачи; другая часть пороховых газов оказывает давление на гранату, как в обычном оружии (динамическое действие), и сообщает ей необходимую начальную скорость.

Реактивная сила при выстреле из гранатомета образуется в результате истечения пороховых газов через казенную часть ствола. В связи с этим, что площадь дна гранаты, являющегося как бы передней стенкой ствола, больше площади сопла, преграждающего путь газам назад, появляется избыточная сила давления пороховых газов (реактивная сила), направленная в сторону, обратную истечения газов. Эта сила компенсирует отдачу гранатомета (она практически отсутствует) и придает гранате начальную скорость.

При действии реактивного двигателя гранаты на полете в связи с разностью площадей его передней стенки и задней, имеющей одно или несколько сопел, давление на переднюю стенку больше и образующая реактивная сила увеличивает скорость полета гранаты.

Величина реактивной силы пропорциональна количеству истекающих газов и скорости их истечения. Скорость истечения газов при выстреле из гранатомета увеличивается с помощью сопла (сужающегося, а затем расширяющегося отверстия).

Приближенно величина реактивной силы равна одной десятой количества истекающих газов за одну секунду, умноженных на скорость их истечения.

На характер изменения давления газов в канале ствола гранатомета оказывают влияния малые плотности заряжания и истечения пороховых газов, поэтому величина максимального давления газов в стволе гранатоме­та в 3-5 раз меньше, чем в стволе стрелкового оружия. Пороховой заряд гранаты сгорает к моменту вылета ее из канала ствола. Заряд реактивного двигателя воспламеняется и сгорает при полете гранаты в воздухе на неко­тором удалении от гранатомета.

Под действием реактивной силы реактивного двигателя скорость движения гранаты все время увеличивается и достигает наибольшего значения на траектории в конце истечения пороховых газов из реактивного двигателя. Наибольшая скорость полета гранаты называется максимальной скоростью.

Износ канала ствола

В процессе стрельбы ствол подвергается износу. Причины, вызывающие износ ствола, можно разбить на три основные группы - химического, механического и термического характера.

В результате причин химического характера в канале ствола образу­ется нагар, который оказывает большое влияние на износ канала ствола.

Примечание. Нагар состоит из растворимых и нерастворимых ве­ществ. Растворимые вещества представляют собой соли, образующиеся при взрыве ударного состава капсюля (в основном - хлористый калий). Нера­створимыми веществами нагара являются: зола, образовавшаяся при сгора­нии порохового заряда; томпак, сорванный с оболочки пули; медь, латунь, оплавленные из гильзы; свинец, выплавленный из дна пули; железо, оплав­ленное из ствола и сорванное с пули, и т. п. Растворимые соли, впитывая влагу из воздуха, образуют раствор, вызывающий ржавление. Нераствори­мые вещества в присутствии солей усиливают ржавление.

Если после стрельбы не удалить весь пороховой нагар, то канал ствола в течение короткого времени в местах скола хрома покроется ржавчиной, после удаления которой остаются следы. При повторении таких случаев степень поражения ствола будет повышаться и может дойти до появления раковин, т. е. значительных углублений в стенках канала ствола. Немедленная чистка и смазка канала ствола после стрельбы предохраняют его от пора­жения ржавчиной.

Причины механического характера - удары и трение пули о нарезы, неправильная чистка (чистка ствола без применения дульной накладки или чистка с казенной части без вставленной в патронник гильзы с просверленным в ее дне отверстием) и т. п. - приводят к стиранию полей нарезов или округлению углов полей нарезов, особенно их левой грани, выкрашиванию и сколу хрома в местах сетки разгара.

Причины термического характера - высокая температура пороховых газов, периодическое расширение канала ствола, и возвращение его в первоначальное состояние - приводят к образованию сетки разгара и оглавлению поверхностей стенок канала ствола в местах скола хрома.

Под действием всех этих причин канал ствола расширяется и изменяется его поверхность, вследствие чего увеличивается прорыв пороховых газов между пулей и стенками канала ствола, уменьшается начальная ско­рость пули и увеличивается разброс пуль. Для увеличения срока пригодно­сти ствола к стрельбе необходимо соблюдать установленные правила чистки и осмотра оружия и боеприпасов, принимать меры к уменьшению нагрева ствола во время стрельбы.

Прочностью ствола называется способность его стенок выдерживать определенное давление пороховых газов в канале ствола. Так как давление газов в канале ствола при выстреле не одинаково на всем его протяжении, стенки ствола делаются разной толщины - толще в казенной части и тоньше к дульной. При этом стволы изготавливаются такой толщины, чтобы они могли выдержать давление, в 1,3 - 1,5 раза превышающее наибольшее.

Рис 32. Раздутие ствола

Если давление газов почему-либо превысит величину, на которую рассчитана прочность ствола, то может произойти раздутие или разрыв ствола.

Раздутие ствола может произойти в большинстве случаев от попада­ния в ствол посторонних предметов (пакля, ветошь, песок) (см. рис. 32). При движении по каналу ствола пуля, встретив посторонний предмет, замедляет движение и поэтому запульное пространство увеличивается медленнее, чем при нормальном выстреле. Но так как горение порохового заряда продолжается и приток газов интенсивно увеличивается, в месте замедления движения пули создается повышенное давление; когда давление превзойдет величину, на которую рассчитана прочность ствола, получается раздутие, а иногда и разрыв ствола.

Меры по предотвращению износа ствола

Чтобы не допустить раздутия или разрыва ствола, следует всегда оберегать канал ствола от попадания в него посторонних предметов, перед стрельбой обязательно осмотреть и, если необходимо, вычистить его.

При длительной эксплуатации оружия, а также при недостаточно тщательной подготовке его к стрельбе может образоваться увеличенный зазор между затвором и стволом, который позволяет при выстреле двигать­ся гильзе назад. Но так как стенки гильзы под давлением газов плотно прижаты к патроннику и сила трения препятствует движению гильзы, она растягивается и, если зазор велик, рвется; происходит так называемый поперечный разрыв гильзы.

Для того чтобы избежать разрывов гильз, необходимо при подготовке оружия к стрельбе проверить величину зазора (у оружия, имеющего регуляторы зазора), содержать патронник в чистоте и не применять для стрель­бы загрязненные патроны.

Живучестью ствола называется способность ствола выдержать определенное количество выстрелов, после которого он изнашивается и теряет свои качества (значительно увеличивается разброс пуль, уменьшается на­чальная скорость и устойчивость полета пуль). Живучесть хромированных стволов стрелкового оружия достигает 20 - 30 тыс. выстрелов.

Увеличение живучести ствола достигается правильным уходом за оружием и соблюдением режима огня.

Режимом огня называется наибольшее количество выстрелов, кото­рое может быть произведено за определенный промежуток времени без ущерба для материальной части оружия, безопасности и без ухудшения результатов стрельбы. Каждый вид оружия имеет свой режим огня. В целях соблюдения режима огня необходимо производить смену ствола или охлаж­дение его через определенное количество выстрелов. Несоблюдение режи­ма огня приводит к чрезмерному нагреву ствола и, следовательно, к преждевременному его износу, а также к резкому снижению результатов стрельбы.

Внешняя баллистика - это наука, изучающая движение пули (гранаты) после прекращения действия на нее пороховых газов.

Вылетев из канала ствола под действием пороховых газов, пуля (граната) движется по инерции. Граната, имеющая реактивный двигатель, дви­жется по инерции после истечения газов из реактивного двигателя.

Образование траектории полёта пули (гранаты)

Траекторией называется кривая линия, описываемая центром тяже­сти пули (гранаты) в полете (см. рис. 33).

Пуля (граната) при полете в воздухе подвергается действию двух сил: силы тяжести и силы сопротивления воздуха. Сила тяжести заставляет пулю (гранату) постепенно понижаться, а сила сопротивления воздуха непрерыв­но замедляет движение пули (гранаты) и стремится опрокинуть ее. В резуль­тате действия этих сил скорость полета пули (гранаты) постепенно уменьша­ется, а ее траектория представляет собой по форме неравномерно изогну­тую кривую линию.

Рис. 33. Траектория пули (вид сбоку)

Сопротивление воздуха полету пули (гранаты) вызывается тем, что воздух представляет собой упругую среду и поэтому на движение в этой среде затрачивается часть энергии пули (гранаты).

Рис. 34. Образование силы сопротивления

Сила сопротивления воздуха вызывается тремя основными причина­ми: трением воздуха, образованием завихрений и образованием баллисти­ческой волны (см. рис. 34).

Частицы воздуха, соприкасающиеся с движущейся пулей (гранатой), вследствие внутреннего сцепления (вязкости) и сцепления с ее поверхнос­тью создают трение и уменьшают скорость полета пули (гранаты).

Примыкающий к поверхности пули (гранаты) слой воздуха, в котором движение частиц изменяется от скорости пули (гранаты) до нуля, называется пограничным слоем. Этот слой воздуха, обтекая пулю, отрывается от ее поверхности и не успевает сразу же сомкнуться за донной частью.

За донной частью пули образуется разреженное пространство, вследствие чего появляется разность давлений на головную и донную части. Эта разность создает силу, направленную в сторону, обратную движению пули, и уменьшающую скорость ее полета. Частицы воздуха, стремясь заполнить разрежение, образовавшееся за пулей, создают завихрение.

Пуля (граната) при полете сталкивается с частицами воздуха и заставляет их колебаться. Вследствие этого перед пулей (гранатой) повышается плотность воздуха и образуются звуковые волны. Поэтому полет пули (гранаты) сопровождается характерным звуком. При скорости полета пули (гранаты), меньшей скорости звука, образование этих волн оказывает незначительное влияние на ее полет, так как волны распространяются быстрее скорости полета пули (гранаты). При скорости полета пули, большей скоро­сти звука, от набегания звуковых волн друг на друга создается волна сильно уплотненного воздуха - баллистическая волна, замедляющая скорость поле­та пули, так как пуля тратит часть своей энергии на создание этой волны.

Равнодействующая (суммарная) всех сил, образующихся вследствие влияния воздуха на полет пули (гранаты), составляет силу сопротивления воздуха. Точка приложения силы сопротивления называется центром сопротивления.

Действие силы сопротивления воздуха на полет пули (гранаты) очень велико; оно вызывает уменьшение скорости и дальности полета пули (гранаты). Например, пуля обр. 1930 г. при угле бросания 150 и начальной скорости 800 м/сек. в безвоздушном пространстве полетела бы на дальность 32620 м; дальность полета этой пули при тех же условиях, но при наличии сопротивления воздуха равна лишь 3900 м.

Величина силы сопротивления воздуха зависит от скорости полета, формы и калибра пули (гранаты), а также от ее поверхности и плотности воздуха. Сила сопротивления воздуха возрастает с увеличением скорости полета пули, ее калибра и плотности воздуха.

При сверхзвуковых скоростях полета пули, когда основной причиной сопротивления воздуха является образование уплотнения воздуха перед головной частью (баллистической волны), выгодны пули с удлиненной остроконечной головной частью.

При дозвуковых скоростях полета гранаты, когда основной причиной сопротивления воздуха является образование разреженного пространства и завихрений, выгодны гранаты с удлиненной и суженной хвостовой частью.

Чем глаже поверхность пули, тем меньше сила трения и сила сопротивления воздуха (см. рис. 35).

Рис. 35. Действие силы сопротивления воздуха на полет пули:

ЦТ - центр тяжести; ЦС - центр сопротивления воздуха

Разнообразие форм современных пуль (гранат) во многом определя­ется необходимостью уменьшить силу сопротивления воздуха.

Под действием начальных возмущений (толчков) в момент вылета пули из канала ствола между осью пули и касательной к траектории обра­зуется угол (б) и сила сопротивления воздуха действует не вдоль оси пули, а под углом к ней, стремясь не только замедлить движение пули, но и опрокинуть ее.

Для того чтобы пуля не опрокидывалась под действием силы сопротивления воздуха, ей придают с помощью нарезов в канале ствола быстрое вращательное движение. Например, при выстреле из автомата Калашникова скорость вращения пули в момент вылета из канала ствола равна около 3000 оборотов в секунду.

При полете быстро вращающейся пули в воздухе происходят следующие явления. Сила сопротивления воздуха стремится повернуть пулю головной частью вверх и назад. Но головная часть пули в результате быстрого вращения согласно свойству гироскопа стремится сохранить приданное положение и отклонится не вверх, а весьма незначительно в сторону своего вращения под прямым углом к направлению действия силы сопротивления воздуха, т.е. вправо.

Как только головная часть пули отклонится вправо, изменится направление действия силы сопротивления воздуха - она стремится повернуть головную часть пули вправо и назад, но поворот головной части пули произойдет не вправо, а вниз и т. д.

Так как действие силы сопротивления воздуха непрерывно, а направление ее относительно пули меняется с каждым отклонением оси пули, то головная часть пули описывает окружность, а ее ось - конус с вершиной в центре тяжести.

Происходит так называемое медленное коническое, или прецессион­ное движение, и пуля летит головной частью вперед, т. е. как бы следит за изменением кривизны траектории.

Отклонение пули от плоскости стрельбы в сторону ее вращения называется деривацией. Ось медленного конического движения несколько отстает от касательной к траектории (располагается выше последней) (см. рис. 36).

Рис. 36. Медленное коническое движение пули

Следовательно, пуля с потоком воздуха сталкивается больше нижней частью, и ось медленного конического движения отклоняется в сторону вращения (вправо при правой нарезке ствола) (см. рис. 37).

Рис. 37. Деривация (вид траектории сверху)

Таким образом, причинами деривации являются: вращательное движение пули, сопротивление воздуха и понижение под действием силы тяжести касательной к траектории. При отсутствии хотя бы одной из этих причин деривации не будет.

В таблицах стрельбы деривация дается как поправка направления в тысячных. Однако при стрельбе из стрелкового оружия величина дерива­ции незначительная (например, на дальности 500 м она не превышает 0,1 тысячной) и ее влияние на результаты стрельбы практически не учитыва­ется.

Устойчивость гранаты на полете обеспечивается наличием стабилизатора, который позволяет перенести центр сопротивления воздуха назад, за центр тяжести гранаты.

Рис. 38. Действие силы сопротивления воздуха на полет гранаты

Вследствие этого сила сопротивления воздуха поворачивает ось гранаты к касательной к траектории, заставляя гранату двигаться головной частью вперед (см. рис. 38).

Для улучшения кучности некоторым гранатам придают за счет истечения газов медленное вращение. Вследствие вращения гранаты моменты сил, отклоняющие ось гранаты, действуют последовательно в разные сторо­ны, поэтому кучность стрельбы улучшается.

Для изучения траектории пули (гранаты) приняты следующие определения (см. рис. 39).

Центр дульного среза ствола называется точкой вылета. Точка вылета является началом траектории.

Горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета, называет­ся горизонтом оружия. На чертежах, изображающих оружие и траекторию сбоку, горизонт оружия имеет вид горизонтальной линии. Траектория дважды пересекает горизонт оружия: в точке вылета и в точке падения.

Прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола наведенного оружия, называется линией возвышения.

Вертикальная плоскость, проходящая через линию возвышения, называется плоскостью стрельбы.

Угол, заключенный между линией возвышения и горизонтом оружия, называется углом возвышения. Если этот угол отрицательный, то он называется углом склонения (снижения).

Прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола в мо­мент вылета пули, называется линией бросания.

Рис. 39. Элементы траектории

Угол, заключенный между линией бросания и горизонтом оружия, называется углом бросания (6).

Угол, заключенный между линией возвышения и линией бросания, называется углом вылета (у).

Точка пересечения траектории с горизонтом оружия называется точ­кой падения.

Угол, заключенный между касательной к траектории в точке падения и горизонтом оружия, называется углом падения (6).

Расстояние от точки вылета до точки падения называется полной горизонтальной дальностью (Х).

Скорость пули (гранаты) в точке падения называется окончательной скоростью (v).

Время движения пули (гранаты) от точки вылета до точки падения называется полным временем полета (Т).

Наивысшая точка траектории называется вершиной траектории. Кратчайшее расстояние от вершины траектории до горизонта оружия называется высотой траектории (У).

Часть траектории от точки вылета до вершины называется восходя­щей ветвью; часть траектории от вершины до точки падения называется нисходящей ветвью траектории.

Точка на цели или вне ее, в которую наводится оружие, называется точкой прицеливания (наводки).

Прямая линия, проходящая от глаза стрелка через середину прорези прицела (на уровне с ее краями) и вершину мушки в точку прицеливания, называется линией прицеливания.

Угол, заключенный между линией возвышения и линией прицеливания, называется углом прицеливания (а).

Угол, заключенный между линией прицеливания и горизонтом ору­жия, называется углом места цели (Е). Угол места цели считается положи­тельным (+), когда цель выше горизонта оружия, и отрицательным (-), когда цель ниже горизонта оружия. Угол места цели может быть определен с помощью приборов или по формуле тысячной

где е - угол места цели в тысячных;

В - превышение цели над горизонтом оружия в метрах; Д- дальность стрельбы в метрах.

Расстояние от точки вылета до пересечения траектории с линией прицеливания называется прицельной дальностью (д).

Кратчайшее расстояние от любой точки траектории до линии прице­ливания называется превышением траектории над линией прицеливания.

Прямая, соединяющая точку вылета с целью, называется линией цели.

Расстояние от точки вылета до цели по линии цели называется наклонной дальностью. При стрельбе прямой наводкой линия цели практически совпа­дает с линией прицеливания, а наклонная дальность с прицельной дально­стью.

Точка пересечения траектории с поверхностью цели (земли, прегра­ды) называется точкой встречи. Угол, заключенный между касательной к траектории и касательной к поверхности цели (земли, преграды) в точке встречи, называется углом встречи. За угол встречи принимается меньший из смежных углов, измеряемый от 0 до 90 градусов.

Траектория пули в воздухе имеет следующие свойства: нисходящая ветвь короче и круче восходящей;

угол падения больше угла бросания;

окончательная скорость пули меньше начальной;

наименьшая скорость полета пули при стрельбе под большими угла­ми бросания - на нисходящей ветви траектории, а при стрельбе под неболь­шими углами бросания - в точке падения;

время движения пули по восходящей ветви траектория меньше, чем по нисходящей;

траектория вращающейся пули вследствие понижения пули под действием силы тяжести и деривации представляет собой линию двоякой кри­визны.

Траекторию гранаты в воздухе можно разделить на два участка (см. рис. 40): активный - полет гранаты под действием реактивной силы (от точки вылета до точки, где действие реактивной силы прекращается) и пассивный - полет гранаты по инерции. Форма траектории гранаты при­мерно такая же, как и у пули.

Рис. 40. Траектория гранаты (вид сбоку)

Форма траектории и ее практическое значение

Форма траектории зависит от величины угла возвышения. С увеличением угла возвышения высота траектории и полная горизонтальная даль­ность полета пули (гранаты) увеличиваются, но это происходит до известно­го предела. За этим пределом высота траектории продолжает увеличивать­ся, а полная горизонтальная дальность начинает уменьшаться (см. рис. 40).

Угол возвышения, при котором полная горизонтальная дальность полета пули (гранаты) становится наибольшей, называется углом наиболь­шей дальности. Величина угла наибольшей дальности для пули различных видов оружия составляет около 35 градусов.

Траектории (см. рис. 41), получаемые при углах возвышения, мень­ших угла наибольшей дальности, называются настильными. Траектории, получаемые при углах возвышения, больших угла наибольшей дальности, называются навесными.

При стрельбе из одного и того же оружия (при одинаковых начальных скоростях) можно получить две траектории с одинаковой горизонтальной дальностью: настильную и навесную. Траектории, имеющие одинаковую горизонтальную дальность при разных углах возвышения, называются сопряженными.

Рис. 41. Угол наибольшей дальности, настильные, навесные и сопряженные траектории

При стрельбе из стрелкового оружия и гранатометов используются только настильные траектории. Чем настильнее траектория, тем на большем протяжении местности цель может быть поражена с одной установкой прицела (тем меньшее влияние на результаты стрельбы оказывают ошибки в определении установки прицела); в этом заключается практическое значе­ние настильной траектории.

Настильность траектории характеризуется наибольшим ее превышением над линией прицеливания. При данной дальности траектория тем более настильна, 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.

Пример. Сравнить настильность траектории при стрельбе из станково­го пулемета Горюнова и ручного пулемета Калашникова с прицелом 5 на расстояние 500 м.

Решение: Из таблицы превышения средних траекторий над линией прицеливания и основной таблицы находим, что при стрельбе из станкового пулемета на 500 м с прицелом 5 наибольшее превышение траектории над линией прицеливания равно 66 см и угол падения 6,1 тысячной; при стрельбе из ручного пулемета - соответственно 121 см и 12 тысячных. Следовательно, траектория пули при стрельбе из станкового пулемета более настильна, чем траектория пули при стрельбе из ручного пулемета.

Прямой выстрел

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

Выстрел, при котором траектория не поднимается над линией прицеливания выше цели на всем своем протяжении, называется прямым выст­релом (см. рис. 42).

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

Дальность прямого выстрела зависит от 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.

Дальность прямого выстрела можно определить по таблицам путем сравнения высоты цели с величинами наибольшего превышения траекто­рии над линией прицеливания или с высотой траектории.

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.

Рис. 42. Прямой выстрел

Поражаемое, прикрытое и мёртвое пространство Расстояние на местности, на протяжении которого нисходящая ветвь траектории не превышает высоты цели, называется поражаемым про­странством (глубиной поражаемого пространства).

Рис. 43. Зависимость глубины поражаемого пространства от высоты цели и настильности траектории (угла падения)

Глубина поражаемого пространства зависит от высоты цели (она будет тем больше, чем выше цель), от настильности траектории (она будет тем больше, чем настильнее траектория) и от угла наклона местности (на переднем скате она уменьшается, на обратном скате - увеличивается) (см. рис. 43).

Глубину поражаемого пространства (Ппр) можно определить по таблицам превышения траекторий над линией прицеливания путем сравнения превышения нисходящей ветви траектории на соответствующую даль­ность стрельбы с высотой цели, а в том случае, если высота цели меньше 1/3 высоты траектории - по формуле тысячной:

где Ппр - глубина поражаемого пространства в метрах;

Вц - высота цели в метрах;

Ос - угол падения в тысячных.

Пример. Определить глубину поражаемого пространства при стрель­бе из станкового пулемета Горюнова по пехоте противника (высота цели 0=1,5 м) на расстояние 1000 м.

Решение. По таблице превышений средних траекторий над линией прицеливания находим: на 1000 м превышение траектории равно 0, а на 900 м - 2,5 м (больше высоты цели). Следовательно, глубина поражаемого пространства меньше 100 м. Для определения глубины поражаемого пространства составим пропорцию: 100 м соответствует превышение траекто­рии 2,5 м; Х м соответствует превышение траектории 1,5 м:

Так как высота цели меньше высоты траектории, то глубину поражаемого пространства можно определить и по формуле тысячной. Из таблиц находим угол падения Ос =29 тысячным.

В том случае, когда цель расположена на скате или имеется угол места цели, глубину поражаемого пространства определять вышеуказанны­ми способами, при этом полученный результат необходимо умножить на отношение угла падения к углу встречи.

Величина угла встречи зависит от направления ската: на встречном скате угол встречи равен сумме углов падения и ската, на обратном скате - разности этих углов. При этом величина утла встречи зависит также от угла места цели: при отрицательном угле места цели угол встречи увеличивается на величину угла места цели, при положительном угле места цели ­уменьшается на его величину.

Поражаемое пространство в некоторой степени компенсирует ошиб­ки, допускаемые при выборе прицела, и позволяет округлять измеренное расстояние до цели в большую сторону.

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

Пространство за укрытием, не пробиваемым пулей, от его гребня до точки встречи называется прикрытым пространством (см. рис. 44). Прикрытое пространство будет тем больше, чем больше высота укрытия и чем настильнее траектория.

Часть прикрытого пространства, на котором цель не может быть поражена при данной траектории, называется мертвым (непоражаемым) пространством.

Рис. 44. Прикрытое, мертвое и поражаемое пространство

Мертвое пространство будет тем больше, чем больше высота укры­тия, меньше высота цели и настильнее траектория. Другую часть прикры­того пространства, на которой цель может быть поражена, составляет поражаемое пространство.

Глубину прикрытого пространства (Пп) можно определить по таб­лицам превышения траекторий над линией прицеливания. Путем подбора отыскивается превышение, соответствующее высоте укрытия и дальности до него. После нахождения превышения определяется соответствующая ему установка прицела и дальность стрельбы. Разность между определен­ной дальностью стрельбы и дальностью до укрытия представляет собой величину глубины прикрытого пространства.

Влияние условий стрельбы на полет пули (гранаты)

Табличные данные траектории соответствуют нормальным условиям стрельбы.

За нормальные (табличные) условия приняты следующие.

а) Метеорологические условия:

атмосферное (барометрическое) давление на горизонте оружия 750 мм рт. ст.;

температура воздуха на горизонте оружия + 15 С;

относительная влажность воздуха 50% (относительной влажностью называется отношение количества водяных паров, содержащихся в воздухе, к наибольшему количеству водяных паров, которое может содержаться в воздухе при данной температуре);

ветер отсутствует (атмосфера неподвижна).

б) Баллистические условия:

вес пули (гранаты), начальная скорость и угол вылета равны значениям, указанным в таблицах стрельбы;

температура заряда +15 С; форма пули (гранаты) соответствует установленному чертежу; высота мушки установлена по данным приведения оружия к нормальному бою;

высоты (деления) прицела соответствуют табличным углам прицеливания.

в) Топографические условия:

цель находится на горизонте оружия;

боковой наклон оружия отсутствует. При отклонении условий стрельбы от нормальных может возникнуть необходимость определения и учета поправок дальности и направления стрельбы.

С увеличением атмосферного давления плотность воздуха увеличивается, а вследствие этого увеличивается сила сопротивления воздуха и уменьшается дальность полета пули (гранаты). Наоборот, с уменьшением атмос­ферного давления плотность и сила сопротивления воздуха уменьшаются, а дальность полета пули увеличивается. При повышении местности на каждые 100 м атмосферное давление понижается в среднем на 9 мм.

При стрельбе из стрелкового оружия на равнинной местности по­правки дальности на изменение атмосферного давления незначительные и не учитываются. В горных условиях при высоте местности над уровнем моря 2000 м и более эти поправки необходимо учитывать при стрельбе, руководствуясь правилами, указанными в наставлениях по стрелковому делу.

При повышении температуры плотность воздуха уменьшается, а вследствие этого уменьшается сила сопротивления воздуха и увеличивается дальность полета пули (гранаты). Наоборот, с понижением температуры плотность и сила сопротивления воздуха увеличиваются и дальность полета пули (гранаты) уменьшается.

При повышении температуры порохового заряда увеличиваются скорость горения пороха, начальная скорость и дальность полета пули (грана­ты).

При стрельбе в летних условиях поправки на изменение температуры воздуха и порохового заряда незначительные и практически не учитывают­ся; при стрельбе зимой (в условиях низких температур) эти поправки необходимо учитывать, руководствуясь правилами, указанными в наставлениях по стрелковому делу.

При попутном ветре уменьшается скорость полета пули (гранаты) относительно воздуха. Например, если скорость пули относительно земли равна 800 м/сек, а скорость попутного ветра 10 м/сек, то скорость пули относительно воздуха будет равна 790 м/сек (800-10).

С уменьшением скорости полета пули относительно воздуха сила сопротивления воздуха уменьшается. Поэтому при попутном ветре пуля полетит дальше, чем при безветрии.

При встречном ветре скорость пули относительно воздуха будет больше, чем при безветрии, следовательно, сила сопротивления воздуха увели­чится и дальность полета пули уменьшится.

Продольный (попутный, встречный) ветер на полет пули оказывает незначительное влияние, и в практике стрельбы из стрелкового оружия поправки на такой ветер не вводятся. При стрельбе из гранатометов поправ­ки на сильный продольный ветер следует учитывать.

Боковой ветер оказывает давление на боковую поверхность пули и отклоняет ее в сторону от плоскости стрельбы в зависимости от его направ­ления: ветер справа отклоняет пулю в левую сторону, ветер слева - в правую сторону.

Граната на активном участке полета (при работе реактивного двигателя) отклоняется в сторону, откуда дует ветер: при ветре справа - вправо, при ветре слева - влево. Такое явление объясняется тем, что боковой ветер поворачивает хвостовую часть гранаты в направлении ветра, а головную часть против ветра и под действием реактивной силы, направленной вдоль оси, граната отклоняется от плоскости стрельбы в ту сторону, откуда дует ветер. На пассивном участке траектории граната отклоняется в сторону, куда дует ветер.

Боковой ветер оказывает значительное влияние, особенно на полет гранаты (см. рис. 45), и его необходимо учитывать при стрельбе из грана­тометов и стрелкового оружия.

Ветер, дующий под острым углом к плоскости стрельбы, оказывает одновременно влияние и на изменение дальности полета пули и на боковое ее отклонение. Изменение влажности воздуха оказывает незначительное влияние на плотность воздуха и, следовательно, на дальность полета пули (гранаты), поэтому оно не учитывается при стрельбе.

При стрельбе с одной установкой прицела (с одним углом прицели­вания), но под различными углами места цели, в результате ряда причин, в том числе изменения плотности воздуха на разных высотах, следовательно, и силы сопротивления воздуха/изменяется величина наклонной (прицель­ной) дальности полета пули (гранаты).

При стрельбе под большими углами места цели наклонная дальность полета пули изменяется значительно (увеличивается), поэтому при стрельбе в горах и по воздушным целям необходимо учитывать поправку на угол места цели, руководствуясь правилами, указанными в наставлениях по стрелковому делу.

Явление рассеивания

При стрельбе из одного и того же оружия при самом тщательном соблюдении точности и однообразия производства выстрела каждая пуля (граната) вследствие ряда случайных причин описывает свою траекторию и имеет свою точку падения (точку встречи), не совпадающую с другими, вследствие чего происходит разбрасывание пуль (гранат).

Явление разбрасывания пуль (гранат) при стрельбе из одного и того же оружия в практически одинаковых условиях называется естественным рассеиванием пуль (гранат) и также рассеиванием траекторий.

Совокупность траекторий пуль (гранат, полученных вследствие их есте­ственного рассеивания) называется снопом траекторий (см. рис. 47). Траек­тория, проходящая в середине снопа траекторий, называется средней траек­торией. Табличные и расчетные данные относятся к средней траектории.

Точка пересечения средней траектории с поверхностью цели (преграды) называется средней точкой попадания или центром рассеивания.

Площадь, на которой располагаются точки встречи (пробоины) пуль (гранат), полученные при пересечении снопа траекторий с какой-либо плоскостью, называется площадью рассеивания.

Площадь рассеивания обычно имеет форму эллипса. При стрельбе из стрелкового оружия на близкие расстояния площадь рассеивания в верти­кальной плоскости может иметь форму круга.

Взаимно перпендикулярные линии, проведенные через центр рассеивания (среднюю точку попадания) так, чтобы одна из них совпадала с направлением стрельбы, называются осями рассеивания.

Кратчайшие расстояния от точек встречи (пробоин) до осей рассеи­вания называются отклонениями

Причины рассеивания

Причины, вызывающие рассеивание пуль (гранат), могут быть сведе­ны в три группы:

причины, вызывающие разнообразие начальных скоростей;

причины, вызывающие разнообразие углов бросания и направления стрельбы;

причины, вызывающие разнообразие условий полета пули (гранаты). Причинами, вызывающими разнообразие начальных скоростей, явля­ются:

разнообразие в весе пороховых зарядов и пуль (гранат), в форме и размерах пуль (гранат) и гильз, в качестве пороха, в плотности заряжения и т. д., как результат неточностей (допусков) при их изготовлении; разнообразие температур, зарядов, зависящее от температуры возду­ха и неодинакового времени нахождения патрона (гранаты) в нагретом при стрельбе стволе;

разнообразие в степени нагрева и в качественном состоянии ствола. Эти причины ведут к колебанию в начальных скоростях, следователь­но, и в дальностях полета пуль (гранат), т. е. приводят к рассеиванию пуль (гранат) по дальности (высоте) и зависят в основном от боеприпасов и оружия.

Причинами, вызывающими разнообразие углов бросания и направле­ния стрельбы, являются:

разнообразие в горизонтальной и вертикальной наводке оружия (ошибки в прицеливании);

разнообразие углов вылета и боковых смещений оружия, получаемое в результате неоднообразной изготовки к стрельбе, неустойчивого и неодно­образного удержания автоматического оружия, особенно во время стрельбы очередями, неправильного использования упоров и неплавного спуска курка;

угловые колебания ствола при стрельбе автоматическим огнем, возникающие вследствие движения и ударов подвижных частей и отдачи оружия.

Эти причины приводят к рассеиванию пуль (гранат) по боковому направлению и дальности (высоте), оказывают наибольшее влияние на величину площади рассеивания и в основном зависят от выучки стреляющего.

Причинами, вызывающими разнообразие условий полета пули (гранаты), являются:

разнообразие в атмосферных условиях, особенно в направлении и скорости ветра между выстрелами (очередями);

разнообразие в весе, форме и размерах пуль (гранат), приводящее к изменению величины силы сопротивления воздуха.

Эти причины приводят к увеличению рассеивания по боковому направлению и по дальности (высоте) и в основном зависят от внешних условий стрельбы и от боеприпасов.

При каждом выстреле в разном сочетании действуют все три группы причин. Это приводит К тому, что полет каждой пули (гранаты) происходит по траектории, отличной от траекторий других пуль (гранат).

Устранить полностью причины, вызывающие рассеивание, следовательно, устранить и само рассеивание невозможно. Однако, зная причины, от которых зависит рассеивание, можно уменьшить влияние каждой из них и тем самым уменьшить рассеивание, или, как принято говорить, повысить кучность стрельбы.

Уменьшение рассеивания пуль (гранат) достигается отличной выуч­кой стреляющего, тщательной подготовкой оружия и боеприпасов к стрель­бе, умелым применением правил стрельбы, правильной изготовкой к стрель­бе, однообразной прикладкой, точной наводкой (прицеливанием), плавным спуском курка, устойчивым и однообразным удержанием оружия при стрельбе, а также надлежащим уходом за оружием и боеприпасами.

Закон рассеивания

При большом числе выстрелов (более 20) в расположении точек встречи на площади рассеивания наблюдается определенная закономер­ность. Рассеивание пуль (гранат) подчиняется нормальному закону случай­ных ошибок, который в отношении к рассеиванию пуль (гранат) называется законом рассеивания. Этот закон характеризуется следующими тремя положениями (см. рис. 48):

1) Точки встречи (пробоины) на площади рассеивания располагаются неравномерно гуще к центру рассеивания и реже к краям площади рассеивания.

2) На площади рассеивания можно определить точку, являющуюся центром рассеивания (средней точкой попадания). Относительно которой распределение точек встречи (пробоин) симметрично: число точек встречи по обе стороны от осей рассеивания, заключающихся в равных по абсолютной величине пределах (полосах), одинаково, и каждому отклонению от оси рассеивания в одну сторону отвечает такое же по величине отклонение в противоположную сторону.

3) Точки встречи (пробоины) в каждом частном случае занимают не беспредельную, а ограниченную площадь.

Таким образом, закон рассеивания в общем виде можно сформулировать так: при достаточно большом числе выстрелов, произведенных в практически одинаковых условиях, рассеивание пуль (гранат) неравно­мерно, симметрично и небеспредельно.

Рис. 48. Закономерность рассеивания

Определение средней точки попадания

При малом числе пробоин (до 5) положение средней точки попадания определяется способом последовательного деления отрезков (см. рис. 49). Для этого необходимо:

Рис. 49. Определение положения средней точки попадания способом последовательного деления отрезков: а) По 4-ем пробоинам, б) По 5-ти пробоинам.

соединить прямой две пробоины (точки встречи) и расстояние между ними разделить пополам;

полученную точку соединить с третьей пробоиной (точкой встречи) и расстояние между ними разделить натри равные части;

так как к центру рассеивания пробоины (точки встречи) располагают­ся гуще, то за среднюю точку попадания трех пробоин (точек встречи) принимается деление, ближайшее к двум первым пробоинам (точкам встречи); найденную среднюю точку попадания для трех пробоин (точек встре­чи) соединить с четвертой пробоиной (точкой встречи) и расстояние между ними разделить на четыре равные части;

деление, ближайшее к первым трем пробоинам (точкам встречи), принимается за среднюю точку попадания четырех пробоин (точек встречи).

По четырем пробоинам (точкам встречи) среднюю точку попадания можно определить еще так: рядом лежащие пробоины (точки встречи) соединить попарно, середины обеих прямых снова соединить и полученную линию разделить пополам; точка деления и будет средней точкой попадания. При наличии пяти пробоин (точек встречи) средняя точка попадания для них определяется подобным же образом.

Рис. 50. Определение положения средней точки попадания способом про ведения осей рассеивания. BBi - ось рассеивания по высоте; BBi - ось рассеивания по боковому направлению

При большом числе пробоин (точек встречи) на основании симметричности рассеивания средняя точка попадания определяется способом про ведения осей рассеивания (см. рис. 50). Для этого нужно:

отсчитать таким же порядком правую или левую половину пробои и (точек встречи) и отделить ее осью рассеивания по боковому направлению; пересечение осей рассеивания является средней точкой попадания. Среднюю точку попадания можно также определить способом вы­числения (расчета). для этого необходимо:

провести через левую (правую) пробоину (точку встречи) вертикальную линию, измерить кратчайшее расстояние от каждой пробоины (точки встречи) до этой линии, сложить все расстояния от вертикальной линии и разделить сумму на число пробоин (точек встречи);

провести через нижнюю (верхнюю) пробоину (точку встречи) горизонтальную линию, измерить кратчайшее расстояние от каждой пробоины (точки встречи) до этой линии, сложить все расстояния от горизонтальной линии и разделить сумму на число пробоин (точек встречи).

Полученные числа определяют удаление средней точки попадания от указанных линий.

Вероятность попадания и поражения цели. Понятие о действительности стрельбы. Действительность стрельбы

В условиях скоротечного танкового огневого боя, как уже говорилось, очень важно нанести противнику наибольшие потери в кратчайший срок и с минимальным расходом боеприпасов.

Существует понятие - действительность стрельбы, характеризую­щее результаты стрельбы и их соответствие поставленной огневой задаче. В боевых условиях признаком высокой действительности стрельбы служит либо видимое поражение цели, либо ослабление огня противника, либо нарушение его боевого порядка, либо уход живой силы в укрытие. Однако ожидаемую действительность стрельбы можно оценить еще до открытия огня. Для этого определяется вероятность попадания в цель, ожидаемый расход боеприпасов для получения требуемого числа попаданий и время, необходимое на решение огневой задачи.

Вероятность попадания - это величина, характеризующая возможность попадания в цель при определенных условиях стрельбы и зависящая от размеров цели, размеров эллипса рассеивания, положения средней тра­ектории относительно цели и, наконец, направления стрельбы относительно фронта цели. Выражается она либо дробным числом, либо в процентах.

Несовершенство человеческого зрения и прицельных приспособле­ний не позволяет после каждого выстрела идеально точно восстановить в прежнее положение ствол оружия. Мертвые ходы и люфты в механизмах наведения также вызывают смещение ствола оружия в момент выстрела в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

В результате различия в баллистической форме снарядов и состояния его поверхности, а также изменения атмосферы за время от выстрела до выстрела снаряд может изменить направление полета. И это приводит к рассеиванию и по дальности и по направлению.

При одном и том же рассеивании вероятность попадания, если центр цели совпадает с центром рассеивания, тем больше, чем больше размер цели. Если же стрельба ведется по целям одного и того же размера и средняя траектория проходит через цель, вероятность попадания тем боль­ше, чем меньше площадь рассеивания. Вероятность попадания тем выше, чем ближе центр рассеивания расположен к центру цели. При стрельбе по целям, имеющим большую протяженность, вероятность попадания выше в том случае, если продольная ось эллипса рассеивания совпадает с линией наибольшей протяженности цели.

В количественном отношении вероятность попадания можно рассчитать различными способами, в том числе и по сердцевине рассеивания, если площадь цели не выходит за ее пределы. Как уже отмечалось, сердце­вина рассеивания вмещает в себя лучшую (по кучности) половину всех пробоин. Очевидно, что вероятность попадания в цель будет меньше 50 проц. во столько раз, во сколько площадь цели меньше площади сердцеви­ны.

Площадь же сердцевины рассеивания легко определить по специальным таблицам стрельбы, имеющимся для каждого вида оружия.

Количество попаданий, необходимое для надежного поражения той или иной цели, величина, как правило, известная. Так, для поражения бронетранспортера достаточно одного прямого попадания, для разрушения пулеметного окопа - два-три попадания и т. д.

Зная вероятность поражения той или иной цели и потребное количество попаданий, можно рассчитать ожидаемый расход снарядов на пораже­ние цели. Так, если вероятность попадания равна 25 проц., или 0,25, а для надежного поражения цели необходимо три прямых попадания, то чтобы узнать расход снарядов, вторую величину делят на первую.

Баланс времени, в течение которого выполняется огневая задача, включает в себя время на подготовку стрельбы и время на саму стрельбу. Время на подготовку стрельбы определяется практически и зависит не только от конструктивных особенностей вооружения, но и натренированности стрелка или членов экипажа. Чтобы определить время на стрельбу, величину ожидаемого расхода боеприпасов делят на скорострельность, т. е. на количество пуль, снарядов, выпускаемых в единицу времени. К полученной таким образом цифре прибавляют время на подготовку к стрельбе.

Содержание статьи

БАЛЛИСТИКА, комплекс физико-технических дисциплин, охватывающих теоретическое и экспериментальное исследование движения и конечного воздействия метаемых твердых тел – пуль, артиллерийских снарядов, ракет, авиационных бомб и космических летательных аппаратов. Баллистика разделяется на: 1) внутреннюю баллистику, изучающую методы приведения снаряда в движение; 2) внешнюю баллистику, изучающую движение снаряда по траектории; 3) баллистику в конечной точке, предметом изучения которой являются закономерности воздействия снарядов на поражаемые цели. Разработка и проектирование видов и систем баллистического оружия основываются на применении математики, физики, химии и конструкторских достижений для решения многочисленных и сложных задач баллистики. Основателем современной баллистики принято считать И.Ньютона (1643–1727). Формулируя законы движения и рассчитывая траекторию материальной точки в пространстве, он опирался на математическую теорию динамики твердого тела, которую разработали И.Мюллер (Германия) и итальянцы Н.Фонтана и Г.Галилей в 15 и 16 вв.

Классическая задача внутренней баллистики, которая состоит в расчете начальной скорости снаряда, максимального давления в стволе и зависимости давления от времени, для стрелкового оружия и пушек решена теоретически довольно полно. Что касается современных артиллерийских и ракетных систем – безоткатных орудий, газовых пушек, артиллерийских ракет и систем с реактивной тягой, – то здесь ощущается потребность в дополнительном уточнении баллистической теории. Типичные задачи баллистики с наличием аэродинамических, инерционных и гравитационных сил, действующих на снаряд или ракету в полете, за последние годы стали более сложными. Гиперзвуковые и космические скорости, вхождение носового конуса в плотные слои атмосферы, огромная длина траектории, полет за пределами атмосферы и межпланетные космические полеты – все это требует обновления законов и теорий баллистики.

Истоки баллистики теряются в древности. Самым первым ее проявлением было, несомненно, метание камней доисторическим человеком. Такие предшественники современного оружия, как лук, катапульта и баллиста, могут служить типичным примером самых ранних видов применения баллистики. Прогресс в конструировании оружия привел к тому, что в наши дни артиллерийские орудия стреляют 90-килограммовыми снарядами на расстояния более 40 км, противотанковые снаряды способны пробивать стальную броню толщиной 50 см, а управляемые ракеты могут доставить исчисляемую в тоннах боевую нагрузку в любую точку земного шара.

На протяжении многих лет использовались разные способы ускорения метательных снарядов. Лук ускорял стрелу за счет энергии, запасенной в согнутом куске дерева; пружинами баллисты служили скручиваемые сухожилия животных. Были опробованы электромагнитная сила, сила пара, сжатого воздуха. Однако ни один из способов не был столь успешен, как сжигание горючих веществ.

ВНУТРЕННЯЯ БАЛЛИСТИКА

Внутренняя баллистика – это раздел баллистики, изучающий процессы приведения снаряда в поступательное движение. Такие процессы требуют: 1) энергии; 2) наличия рабочего вещества; 3) наличия устройства, управляющего подводом энергии и разгоняющего снаряд.Устройством для разгона снаряда может служить орудийная система или реактивный двигатель.

Ствольные системы ускорения.

Общая классическая задача внутренней баллистики в применении к ствольным системам начального ускорения снаряда состоит в отыскании предельных соотношений между характеристиками заряжания и баллистическими элементами выстрела, которыми в совокупности полностью определяется процесс выстрела. Характеристики заряжания – это размеры пороховой каморы и канала ствола, конструкция и форма нарезов, а также массы порохового заряда, снаряда и орудия. Баллистические элементы – это давление газа, температура пороха и пороховых газов, скорость газов и снаряда, расстояние, преодолеваемое снарядом, и количество действующих в данный момент газов. Орудие, в сущности, представляет собой однотактный двигатель внутреннего сгорания, в котором снаряд движется как свободный поршень под давлением быстро расширяющегося газа.

Давление, возникающее вследствие превращения твердого горючего вещества (пороха) в газ, очень быстро повышается до максимального значения, составляющего от 70 до 500 МПа. При продвижении снаряда по каналу ствола давление довольно быстро падает. Длительность действия высокого давления – порядка нескольких миллисекунд для винтовки и нескольких десятых долей секунды для оружия большого калибра (рис. 1).

Характеристики внутренней баллистики ствольной системы ускорения зависят от химического состава метательного взрывчатого вещества, скорости его горения, формы и размера порохового заряда и от плотности заряжания (массы порохового заряда на единицу объема каморы орудия). Кроме того, на характеристиках системы могут сказываться длина ствола орудия, объем пороховой каморы, масса и «поперечная плотность» снаряда (масса снаряда, деленная на квадрат его диаметра). С точки зрения внутренней баллистики, желательна малая плотность, так как при этом снаряд достигает большей скорости.

Для удержания орудия с откатом в равновесии во время выстрела требуется прилагать значительную внешнюю силу (рис. 2). Внешняя сила, как правило, обеспечивается противооткатным механизмом, состоящим из механических пружин, гидравлических устройств и газовых амортизаторов, рассчитанных так, чтобы гасился направленный назад импульс ствола и казенной части с затвором орудия. (Импульс, или количество движения, определяется как произведение массы на скорость; по третьему закону Ньютона импульс, сообщаемый орудию, равен импульсу, передаваемому снаряду.)

В безоткатном орудии не требуется внешней силы для поддержания равновесия системы, так как здесь полное изменение импульса, сообщаемого всем элементам системы (газам, снаряду, стволу и казенной части) за заданное время, равно нулю. Чтобы оружие не давало отдачи, импульс движущихся вперед газов и снаряда должен быть равен и противоположно направлен импульсу газов, движущихся назад и выходящих наружу через казенную часть.

Газовая пушка.

Газовая пушка состоит из трех основных частей, показанных на рис. 3: секции сжатия, ограничительной секции и пускового ствола. Обычный пороховой заряд поджигается в каморе, что заставляет поршень двигаться по стволу секции сжатия и сжимать газообразный гелий, заполняющий канал ствола. Когда давление гелия нарастает до определенного уровня, разрывается диафрагма. Резкий прорыв газа под высоким давлением выталкивает снаряд из пускового ствола, а ограничительная секция останавливает поршень. Скорости снаряда, выпущенного газовой пушкой, могут достигать 5 км/с, тогда как для обычного орудия это максимум 2000 м/с. Более высокая эффективность газовой пушки объясняется малой молекулярной массой рабочего вещества (гелия) и соответственно высокой скоростью звука в гелии, воздействующем на донную часть снаряда.

Реактивные системы.

Реактивные пусковые установки выполняют в основном те же функции, что и артиллерийские орудия. Такая установка играет роль неподвижной опоры и обычно задает начальное направление полета реактивного снаряда. При пуске управляемой ракеты, имеющей, как правило, бортовую систему наведения, точная наводка, необходимая при стрельбе из орудия, не требуется. В случае же неуправляемых ракет направляющие пусковой установки должны вывести ракету на траекторию, ведущую к цели.

ВНЕШНЯЯ БАЛЛИСТИКА

Внешняя баллистика занимается движением снарядов в пространстве между пусковой установкой и целью. Когда снаряд приведен в движение, его центр масс прочерчивает в пространстве кривую, называемую траекторией. Основная задача внешней баллистики состоит в том, чтобы описать эту траекторию, определив положение центра масс и пространственное положение снаряда в функции времени полета (времени после запуска). Для этого нужно решить систему уравнений, в которых учитывались бы силы и моменты сил, действующие на снаряд.

Вакуумные траектории.

Самый простой из частных случаев движения снаряда – движение снаряда в вакууме над плоской неподвижной земной поверхностью. В этом случае предполагается, что на снаряд не действуют никакие другие силы, кроме земного тяготения. Уравнения движения, соответствующие такому предположению, легко решаются и дают траекторию параболической формы.

Траектории материальной точки.

Другой частный случай – движение материальной точки; здесь снаряд рассматривается как материальная точка, и учитываются его лобовое сопротивление (сила сопротивления воздуха, действующая в обратном направлении по касательной к траектории и замедляющая движение снаряда), сила тяжести, скорость вращения Земли и кривизна земной поверхности. (Вращение Земли и кривизну земной поверхности можно не учитывать, если время полета по траектории не очень велико.) Следует сказать несколько слов о лобовом сопротивлении. Сила лобового сопротивления D , оказываемого движению снаряда, дается выражением

D = rSv 2 C D (M ),

где r – плотность воздуха, S – площадь поперечного сечения снаряда, v – скорость движения, а C D (M ) – безразмерная функция числа Маха (равного отношению скорости снаряда к скорости звука в среде, в которой движется снаряд), называемая коэффициентом лобового сопротивления. Вообще говоря, коэффициент лобового сопротивления снаряда можно определить экспериментально в аэродинамической трубе или на испытательном полигоне, оснащенном точным измерительным оборудованием. Задача облегчается тем, что для снарядов разного диаметра коэффициент лобового сопротивления одинаков, если они имеют одинаковую форму.

Теория движения материальной точки (хотя в ней не учитываются многие силы, действующие на реальный снаряд) с очень хорошим приближением описывает траекторию ракет после прекращения работы двигателя (на пассивном участке траектории), как и траекторию обычных артиллерийских снарядов. Поэтому она широко применяется для вычисления данных, используемых в системах прицеливания оружия такого рода.

Траектории твердого тела.

Во многих случаях теория движения материальной точки неадекватно описывает траекторию снаряда, и тогда приходится рассматривать его как твердое тело, т.е. учитывать, что он будет не только двигаться поступательно, но и вращаться, и принимать во внимание все аэродинамические силы, а не только лобовое сопротивление. Такого подхода требует, например, расчет движения ракеты с работающим двигателем (на активном участке траектории) и снарядов любого типа, выпущенных перпендикулярно траектории полета высокоскоростного самолета. В некоторых случаях вообще невозможно обойтись без представления о твердом теле. Так, например, для попадания в цель необходимо, чтобы снаряд был устойчив (двигался головной частью вперед) на траектории. И в случае ракет, и в случае обычных артиллерийских снарядов этого достигают двумя путями – при помощи хвостовых стабилизаторов или за счет быстрого вращения снаряда вокруг продольной оси. Далее, говоря о стабилизации полета, отметим некоторые соображения, не учитываемые теорией материальной точки.

Стабилизация посредством хвостового оперения – это очень простая и очевидная идея; недаром один из самых древних снарядов – стрела – стабилизировался в полете именно таким способом. Когда оперенный снаряд движется с углом атаки или рыскания (углом между касательной к траектории и продольной осью снаряда), отличным от нуля, площадь позади центра масс, на которую действует сопротивление воздуха, больше площади впереди центра масс. Разность неуравновешенных сил заставляет снаряд повернуться вокруг центра масс так, чтобы этот угол стал равен нулю. Здесь можно отметить одно важное обстоятельство, не учитываемое теорией материальной точки. Если снаряд движется с отличным от нуля углом атаки, то на него действуют подъемные силы, обусловленные возникновением разности давлений по обе стороны снаряда. (На этом основана способность самолета летать.)

Идея стабилизации вращением не столь очевидна, но ее можно пояснить сравнением. Хорошо известно, что если колесо быстро вращается, то оно оказывает сопротивление попыткам повернуть ось его вращения. (Примером может служить обычный волчок, и это явление используется в приборах систем управления, навигации и наведения – гироскопах.) Самый обычный способ привести снаряд во вращение – нарезать в канале ствола спиральные канавки, в которые врезался бы металлический поясок снаряда при разгоне снаряда по стволу, что и заставляло бы его вращаться. В ракетах, стабилизируемых вращением, это достигается при помощи нескольких наклонных сопел. Здесь тоже можно отметить некоторые особенности, не учитываемые теорией материальной точки. Если выстрелить вертикально вверх, то стабилизирующее действие вращения заставит снаряд и после достижения верхней точки полета опускаться донной частью вниз. Это, конечно, нежелательно, а потому из орудий не стреляют под углом более 65–70° к горизонту. Второе интересное явление связано с тем, что, как можно показать на основании уравнений движения, стабилизируемый вращением снаряд должен лететь с отличным от нуля углом нутации, называемым «естественным». Поэтому на такой снаряд действуют силы, вызывающие деривацию – боковое отклонение траектории от плоскости стрельбы. Одна из этих сил – сила Магнуса; именно она вызывает искривление траектории «крученого» мяча в теннисе.

Все сказанное об устойчивости полета, не охватывая полностью явлений, определяющих полет снаряда, тем не менее иллюстрирует сложность задачи. Отметим лишь, что в уравнениях движения необходимо учитывать много разных явлений; в эти уравнения входит ряд переменных аэродинамических коэффициентов (типа коэффициента лобового сопротивления), которые должны быть известны. Решение этих уравнений – очень трудоемкая задача.

Применение.

Применение баллистики в боевых действиях предусматривает расположение системы оружия в таком месте, которое позволяло бы быстро и эффективно поразить намеченную цель с минимальным риском для обслуживающего персонала. Доставка ракеты или снаряда к цели обычно разделяется на два этапа. На первом, тактическом, этапе выбирается боевая позиция ствольного оружия и ракет наземного базирования либо положение носителя ракет воздушного базирования. Цель должна находиться в пределах радиуса доставки боезаряда. На этапе стрельбы производится прицеливание и осуществляется стрельба. Для этого необходимо определить точные координаты цели относительно оружия – азимут, возвышение и дальность, а в случае движущейся цели – и ее будущие координаты с учетом времени полета снаряда.

Перед стрельбой должны вноситься поправки на изменения начальной скорости, связанные с износом канала ствола, температурой пороха, отклонениями массы снаряда и баллистических коэффициентов, а также поправки на постоянно меняющиеся погодные условия и связанные с ними изменения плотности атмосферы, скорости и направления ветра. Кроме того, должны быть внесены поправки на деривацию снаряда и (при большой дальности) на вращение Земли.

С увеличением сложности и расширением круга задач современной баллистики появились новые технические средства, без которых возможности решения нынешних и будущих баллистических задач были бы сильно ограничены.

Расчеты околоземных и межпланетных орбит и траекторий, учитывающие одновременное движение Земли, планеты-цели и космического аппарата, как и влияние различных небесных тел, были бы крайне трудны без компьютеров. Скорости сближения гиперскоростных целей и снарядов столь велики, что совершенно исключается решение задач стрельбы на основе обычных таблиц и ручное задание параметров стрельбы. В настоящее время данные для стрельбы из большинства систем оружия хранятся в электронных банках данных и оперативно обрабатываются компьютерами. Выходные команды компьютера автоматически приводят оружие в положение с азимутом и возвышением, необходимыми для доставки боезаряда к цели.

Траектории управляемых снарядов.

В случае управляемых снарядов и без того сложная задача описания траектории усложняется тем, что к уравнениям движения твердого тела добавляется система уравнений, называемых уравнениями наведения, связывающая отклонения снаряда от заданной траектории с корректирующими воздействиями. Суть управления полетом снаряда такова. Если тем или иным путем с использованием уравнений движения определяется отклонение от заданной траектории, то на основе уравнений наведения для этого отклонения рассчитывается корректирующее действие, например, поворот воздушного или газового руля, изменение тяги. Это корректирующее действие, изменяющее те или иные члены уравнений движения, приводит к изменению траектории и уменьшению ее отклонения от заданной. Такой процесс повторяется, пока отклонение не уменьшится до приемлемого уровня.

БАЛЛИСТИКА В КОНЕЧНОЙ ТОЧКЕ

Баллистика в конечной точке рассматривает физику разрушающего действия оружия на поражаемые цели. Ее данные используются для усовершенствования большинства систем оружия – от винтовок и ручных гранат до ядерных боеголовок, доставляемых к цели межконтинентальными баллистическими ракетами, а также средств защиты – солдатских бронежилетов, танковой брони, подземных укрытий и т.д. Ведутся как экспериментальные, так и теоретические исследования явлений взрыва (химических взрывчатых веществ либо ядерных зарядов), детонации, проникновения пуль и осколков в различные среды, ударных волн в воде и грунте, горения и ядерных излучений.

Взрыв.

Эксперименты в области взрыва проводятся как с химическими взрывчатыми веществами в количествах, измеряемых граммами, так и с ядерными зарядами мощностью до нескольких мегатонн. Взрывы могут производиться в разных средах, таких, как земля и скальные породы, под водой, у поверхности земли в нормальных атмосферных условиях или в разреженном воздухе на больших высотах. Главный результат взрыва – образование ударной волны в окружающей среде. Ударная волна распространяется от места взрыва сначала со скоростью, превышающей скорость звука в среде; затем с уменьшением интенсивности ударной волны ее скорость приближается к скорости звука. Ударные волны (в воздухе, воде, грунте) могут поражать живую силу противника, разрушать подземные укрепления, морские суда, здания, наземные транспортные средства, самолеты, ракеты и спутники.

Для моделирования интенсивных ударных волн, возникающих в атмосфере и у поверхности земли при ядерных взрывах, применяются особые устройства, называемые ударными трубами. Ударная труба, как правило, представляет собой длинную трубу, состоящую из двух секций. На одном ее конце расположена камера сжатия, которая заполняется воздухом или другим газом, сжатым до сравнительно высокого давления. Другой ее конец представляет собой камеру расширения, открытую на атмосферу. При мгновенном разрыве тонкой диафрагмы, разделяющей две секции трубы, в камере расширения возникает ударная волна, бегущая вдоль ее оси. На рис. 4 показаны кривые давления ударной волны в трех поперечных сечениях трубы. В сечении 3 она принимает классическую форму ударной волны, возникающей при детонации. Внутри ударных труб можно размещать миниатюрные модели, которые будут претерпевать ударные нагрузки, аналогичные действию ядерного взрыва. Нередко проводятся испытания, в которых действию взрыва подвергаются более крупные модели, а иногда и полномасштабные объекты.

Экспериментальные исследования дополняются теоретическими, и вырабатываются полуэмпирические правила, позволяющие предсказывать разрушающее действие взрыва. Результаты таких исследований используются при проектировании боезарядов межконтинентальных баллистических ракет и противоракетных систем. Данные такого рода необходимы также при проектировании ракетных шахт и подземных убежищ для защиты населения от взрывного действия ядерного оружия.

Для решения специфических задач, характерных для верхних слоев атмосферы, имеются специальные камеры, в которых имитируются высотные условия. Одна из таких задач – оценка уменьшения силы взрыва на больших высотах.

Проводятся также исследования, в которых измеряются интенсивность и длительность прохождения ударной волны в грунте, возникающей при подземных взрывах. На распространение таких ударных волн влияют тип грунта и степень его слоистости. Лабораторные опыты проводятся с химическими ВВ в количествах менее 0,5 кг, тогда как в полномасштабных экспериментах заряды могут измеряться сотнями тонн. Такие эксперименты дополняются теоретическими исследованиями. Результаты исследований используются не только для усовершенствования конструкции оружия и убежищ, но и для обнаружения несанкционированных подземных ядерных взрывов. Исследования детонации требуют проведения фундаментальных исследований в области физики твердого тела, химической физики, газодинамики и физики металлов.

Осколки и пробивная способность.

Осколочные боевые части и снаряды имеют металлическую наружную оболочку, которая при детонации заключенного в нее заряда химического бризантного ВВ разрывается на многочисленные кусочки (осколки), разлетающиеся с большой скоростью. Во время Второй мировой войны были разработаны снаряды и боеголовки с зарядами кумулятивного действия. Такой заряд обычно представляет собой цилиндр из взрывчатого вещества, на переднем конце которого имеется коническая выемка с размещенным в ней коническим металлическим вкладышем, как правило медным. Когда с другого конца заряда ВВ начинается взрыв и вкладыш сжимается под действием очень высоких давлений детонации, образуется тонкая кумулятивная струя материала вкладыша, вылетающая в направлении цели со скоростью более 7 км/с. Такая струя способна пробивать стальную броню толщиной в десятки сантиметров. Процесс формирования струи в боеприпасе с зарядом кумулятивного действия показан на рис. 5.

Если металл находится в прямом контакте с взрывчатым веществом, ему могут передаваться давления ударной волны, измеряемые десятками тысяч МПа. При обычных размерах заряда ВВ порядка 10 см длительность импульса давления составляет доли миллисекунды. Столь огромные давления, действующие кратковременно, вызывают необычные процессы разрушения. Примером таких явлений может служить «скалывание». Детонация тонкого слоя ВВ, помещенного на броневую плиту, создает очень сильный импульс давления малой длительности (удар), пробегающий по толщине плиты. Дойдя до противоположной стороны плиты, ударная волна отражается как волна растягивающих напряжений. Если интенсивность волны напряжений превысит предел прочности на растяжение материала брони, происходит разрывное разрушение вблизи поверхности на глубине, зависящей от первоначальной толщины заряда ВВ и скорости распространения ударной волны в плите. В результате внутреннего разрыва броневой плиты образуется металлический «осколок», с большой скоростью отлетающий от поверхности. Такой летящий осколок может вызвать большие разрушения.

Чтобы выяснить механизм явлений разрушения, проводят дополнительные эксперименты в области металлофизики высокоскоростной деформации. Такие эксперименты проводятся как с поликристаллическими металлическими материалами, так и с монокристаллами различных металлов. Они позволили сделать интересный вывод относительно зарождения трещин и начала разрушения: в тех случаях, когда в металле имеются включения (примеси), трещины всегда начинаются на включениях. Проводятся экспериментальные исследования пробивной способности снарядов, осколков и пуль в разных средах. Ударные скорости лежат в пределах от нескольких сотен метров в секунду для низкоскоростных пуль до космических скоростей порядка 3–30 км/с, что соответствует осколкам и микрометеорам, встречающимся с межпланетными летательными аппаратами.

На основе таких исследований выводятся эмпирические формулы относительно пробивной способности. Так, установлено, что глубина проникновения в плотную среду прямо пропорциональна количеству движения снаряда и обратно пропорциональна площади его поперечного сечения. Явления, наблюдающиеся при ударе с гиперзвуковой скоростью, показаны на рис. 6. Здесь стальная дробинка со скоростью 3000 м/с ударяется о свинцовую пластину. В разное время, измеряемое микросекундами от начала соударения, сделана последовательность снимков в рентгеновских лучах. На поверхности пластины образуется кратер, и, как показывают снимки, из него выбрасывается материал пластины. Результаты исследования соударения при гиперзвуковой скорости делают более понятным образование кратеров на небесных телах, например на Луне, в местах падения метеоритов.

Раневая баллистика.

Для имитации действия осколков и пуль, поражающих человека, производят выстрелы в массивные мишени из желатина. Подобные эксперименты относятся к т.н. раневой баллистике. Их результаты позволяют судить о характере ран, которые может получить человек. Информация, которую дают исследования по раневой баллистике, дает возможность оптимизировать эффективность разных видов оружия, предназначающегося для уничтожения живой силы противника.

Броня.

С использованием ускорителей Ван-де-Граафа и других источников проникающего излучения исследуется степень радиационной защиты людей в танках и бронеавтомобилях, обеспечиваемая специальными материалами для брони. В экспериментах определяется коэффициент прохождения нейтронов сквозь плиты из разных слоев материалов, имеющие типичные танковые конфигурации. Энергия нейтронов может лежать в пределах от долей до десятков МэВ.

Горение.

Исследования в области воспламенения и горения проводятся с двоякой целью. Первая – получить данные, необходимые для увеличения способности пуль, осколков и зажигательных снарядов вызывать загорание топливных систем самолетов, ракет, танков и т.д. Вторая – повысить защищенность транспортных средств и стационарных объектов от зажигательного действия вражеских боеприпасов. Проводятся исследования по определению воспламеняемости разных топлив под действием различных средств воспламенения – искр электрического разряда, пирофорных (самовоспламеняющихся) материалов, высокоскоростных осколков и химических воспламенителей.