Внутренняя баллистика
-
Внутренняя баллистика
- Изучает движение снаряда в оружии
- Включает время от воспламенения пороха до выхода снаряда из ствола
- Важна для разработчиков и пользователей огнестрельного оружия
-
Основные понятия
- Время фиксации, воспламенения и полета снаряда
- Давление в камере зависит от количества сгоревшего топлива и температуры газов
- Скорость горения зависит от химического состава и формы зерен ракетного топлива
-
История
- Внутренняя баллистика не была научно обоснована до середины 1800-х годов
- В 1800-х годах начали изготавливать испытательные стволы для измерения давления
- В 1960-х годах появились пьезоэлектрические тензометрические датчики
-
Способы грунтования
- Методы воспламенения ракетного топлива эволюционировали
- Черный порох и нитроцеллюлоза используются в различных типах оружия
-
Ракетные топлива
- Черный порох: тонко измельченная смесь серы, древесного угля и нитрата калия
- Нитроцеллюлоза: легковоспламеняющийся волокнистый материал
- Двухосновные пропелленты: нитроглицерин и нитроцеллюлоза
-
Твердотопливные боеприпасы
- Безгильзовые боеприпасы: метательное вещество в виде цельного зерна с капсюлем и пулей
- Преимущества: устранение необходимости извлекать гильзу, повышение скорострельности
- Проблемы: сложность конструкции, риск подгорания патронов
-
Метательный заряд
- Плотность загрузки: процентное заполнение гильзы порохом
-
Плотность зарядов и стабильность горения
- Заряды с плотностью, близкой к 100%, горят более стабильно.
- В патронах с черным порохом гильза больше, чем требуется для бездымного пороха.
- Это вызывает колебания скорости горения.
-
Пистолетные патроны Magnum
- Используют порошки меньшей плотности и медленного горения.
- Обеспечивают высокую плотность заряда и широкую кривую давления.
- Недостаток: повышенная отдача и дульный разряд.
-
Винтовочные патроны
- Имеют высокую плотность заряжания.
- Используют порохи низкой плотности.
- Требуют длинный ствол для максимальной эффективности.
-
История и эволюция патронов
- Гильзы с прямыми стенками были стандартом.
- С появлением бездымных порохов появились патроны с сужающимися гильзами.
- Современные патроны имеют четко выраженное плечо.
-
Соотношение сторон и консистенция
- Короткие толстые патроны обеспечивают высокую точность.
- Короткие толстые гильзы делают оружие легче и прочнее.
- Недостаток: толстые патроны занимают больше места и менее надежны.
-
Трение и инерция
- Статическое трение влияет на конечную скорость.
- Кинетическое трение вызывает тепло и отложения.
- Пули с медными оболочками уменьшают отложения.
-
Роль инерции
- Пуля достигает значительной доли конечной скорости за первые несколько сантиметров.
- Изменения массы пули влияют на кривые давления.
-
Зависимость давления от скорости
- Энергия передается пуле под давлением газов.
- Пиковое давление важно, но продолжительность давления также важна.
-
Соотношение пика и площади
- Увеличение энергии требует увеличения площади под кривой.
- Давление ограничено прочностью оружия, продолжительность действия — длиной ствола.
-
Подбор пороховых веществ
- Зависит от мощности оружия, объема патронника, длины ствола, материала пули, веса и габаритов.
- Скорость образования газа пропорциональна площади поверхности горящих зерен.
-
Реакции бездымного ракетного топлива
- Протекают в нескольких зонах или фазах.
- Самая глубокая часть твердого вещества плавится и переходит в газообразное состояние.
- Газообразное топливо разлагается на более простые молекулы.
-
Влияние давления на теплопередачу
- Скорость теплопередачи увеличивается с давлением.
- Быстрое газообразование может создать высокий скачок давления.
- Медленно горящие пороховые вещества могут прекратить разложение при снижении давления.
-
Выгорание топлива
- Время горения порошка важно для достижения максимальной мощности.
- Несгоревший порох усиливает отдачу и дульный разряд.
- Порох должен гореть до достижения пулей дула.
-
Формы бездымных порошков
- Шариковые порошки имеют медленное горение и уменьшающуюся площадь поверхности.
- Хлопьевидные порошки имеют почти постоянную скорость горения.
- Экструдированные порошки имеют прогрессивное горение и используются в ружейных патронах.
-
Диаметр отверстия и передача энергии
- Увеличение диаметра канала ствола повышает эффективность патрона.
- Пули большего диаметра быстрее теряют энергию.
- Пистолеты используют пули большего диаметра для коротких стволов.
-
Отношение массы метательного вещества к массе снаряда
- Отдача пороховых газов важна для винтовочных патронов.
- Дульный тормоз перенаправляет пороховые газы, уменьшая отдачу.
- Дульные тормоза увеличивают длину и вес ствола, а также уровень звука.
-
Точность и характеристики отверстия
- Нарезы придают пуле вращение и предотвращают кувыркание.
- Полигональные нарезы менее распространены, но могут иметь преимущества.
- Способы нарезки ствола включают одноточечный резец, нарезку пуговиц и ковку молотком.
-
Методы обработки стволов
- Кованые молотком стволы не обеспечивают точности.
- EDM и ECM используют электричество для получения однородного диаметра и гладкой поверхности.
- EDM используется в крупнокалиберных пушках, ECM — в мелких производителях.
-
Назначение ствола
- Обеспечение герметизации и постоянной скорости пули.
- Придание пуле правильного вращения и равномерного выпуска.
- Симметричное снятие остаточного давления.
-
Притирка стволов
- Устранение сужений в канале ствола.
- Использование свинцовой заготовки с абразивным составом.
- Ручная притирка с деревянным или металлическим стержнем.
- Притирка при стрельбе с маломощными патронами.
-
Нарезы и их влияние
- Нарезы должны иметь постоянную крутизну для надежного удержания пули.
- Уменьшающаяся крутизна нарезов ослабляет удержание пули.
- Дуло ствола должно быть симметричным для равномерного давления на пулю.
-
Горловина ствола
- Часть ствола между патроном и нарезами называется горловиной.
- В маломощных винтовках горловина может быть нулевой.
- Мощные винтовки имеют более длинную горловину для снижения давления.
-
Проблемы револьверов
- Вращающийся цилиндр с патронниками.
- Согласованность патронников и их расположение на одной линии со стволом.
- Горловина револьвера состоит из двух частей: цилиндра и ствола.
- Нажимной конус должен быть глубоким для предотвращения деформации пули.
- Резьба на револьверных стволах окружает казенную часть канала.
-
Дополнительные ресурсы
- Внешняя баллистика.
- Капсюль-воспламенитель.
- Конечная баллистика.
- Переходная баллистика.
- Физика огнестрельного оружия.
- Таблица патронов к пистолету и винтовке.
- Рекомендации.
- Внешние ссылки.