На главную страницу
ВСЕ ОБ ОХОТНИЧЬЕМ РУЖЬЕ > Внешняя баллистика (образование траектории)

Внешняя баллистика нужна стрелку для ясного понимания влияния различных факторов на точность стрельбы и попадания в цель вообще, несмотря на то, что снаряд не летит по прямой линии, а по некоторой кривой.

Воображаемая линия, описываемая в пространстве центром тяжести двигающегося снаряда, называется траекторией (рис. 34). Образуется она под действием следующих сил: инерции, силы тяжести, силы сопротивления воздуха и силы, возникающей от разрежения воздуха за снарядом.

Когда на снаряд одновременно действуют несколько сил, то каждая из них сообщает ему определенное движение и положение снаряда по истечении некоторого отрезка времени определяется по правилу сложения движений, имеющих различное направление. Чтобы понять, как образуется траектория полета снаряда в пространстве, нужно рассмотреть каждую из действующих на снаряд сил в отдельности.

В баллистике принято рассматривать траекторию над (или под) горизонтом оружия. Горизонтом оружия называется воображаемая бесконечная горизонтальная плоскость, распространяющаяся во все стороны и проходящая через точку вылета. Точкой вылета называется центр дульного среза ствола. След от проходящей горизонтальной плоскости на рис. 34 изображается в виде горизонтальной линии.

Если допустить, что на снаряд после его вылета из канала ствола не действуют никакие силы, то снаряд, двигаясь по инерции, будет лететь в пространстве бесконечно, прямолинейно по направлению оси канала ствола и равномерно. Если же на него после вылета из канала ствола будет действовать только одна сила тяжести, то в этом случае он начнет падать строго вертикально вниз по направлению к центру Земли, подчиняясь законам свободного падения тел. Тогда, согласно приводимой формуле, высота падения Н через определенные отрезки времени определится как

где g-ускорение свободного падения (9,81 м/с2).

Подставляя в эту формулу соответствующие числовые величины, определим высоту падения к концу 1, 2, 3, 4-й с и т. д. Соответственно получим 4,9; 19,6; 44,1; 78,4 м и т. д. Траекторией полета пули окажется прямая вертикальная линия.

Представим себе, что на снаряд действуют только две силы при выстреле в безвоздушном пространстве: сила инерции и сила земного притяжения. Тогда по продолжению оси канала ствола отложим в масштабе равные отрезки, соответствующие величине начальной скорости, а из точки вылета от горизонта оружия вниз отложим найденные нами величины высоты свободного падения тела в конце 1, 2, 3, 4-й с и т. д. По правилу параллелограмма найдем точки пересечения между прямыми, опущенными по вертикали из концов отрезков, характеризующих положение снаряда в конце 1, 2, 3, 4-й с и т. д., и прямыми, параллельными оси канала ствола, проведенными из концов отрезков высот свободного падения за 1, 2, 3, 4-ю с и т. д. По этим точкам пересечений опишем кривую. Получится правильная, симметричная по форме кривая, именуемая параболой.

На кривой траектории полета снаряда различают следующие элементы: самая высшая точка кривой над горизонтом оружия называется вершиной траектории, часть кривой от точки вылета до вершины - восходящей ветвью траектории, а от вершины до точки пересечения кривой с горизонтом оружия (т. е. до точки падения) - нисходящей ветвью траектории. В безвоздушном пространстве восходящая и нисходящая части траектории совершенно одинаковые. Из этого следует, что форма траектории в безвоздушном пространстве зависит только от начальной скорости и угла, под которым брошен снаряд (этот угол называется углом бросания). Вертикальное понижение траектории относительно линии продолжения оси канала ствола зависит только от времени движения снаряда.

В действительности под действием сопротивления воздуха траектория полета снаряда никогда не бывает симметричной: ее восходящая ветвь более пологая и длинная, чем нисходящая. Величины ветвей траектории обычно находятся в отношении 6:4.

Сопротивление воздуха движущемуся телу зависит от скорости его движения. Установлено, что при скоростях до 240 м/с сопротивление воздуха пропорционально квадрату скорости; при более высоких скоростях - третьей их степени и больше. По расчетам из эмпирической формулы, сила сопротивления воздуха для винтовки образца 1891-1930 гг. равна 3,5 кгс (34,3 Н). Потеря скорости пули образца 1908 г., винтовки образца 1891-1930 гг. под влиянием сопротивления воздуха выглядит следующим образом:

Падение скорости полета пули и дроби под влиянием сопротивления воздуха хорошо иллюстрируется табл. 6 и 7.



Стрельба всегда происходит под действием указанных выше сил. Если ось канала ствола строго совместить с центром цели, попадания в цель не будет, так как снаряд раньше ударится о землю, чем долетит до цели. По этой причине продолжение оси канала ствола нужно поднять над горизонтом оружия настолько, чтобы, снижаясь, снаряд встретился с целью. Угол, образуемый между продолжением оси канала ствола и горизонтом оружия, называется углом возвышения.

Однако, как ранее отмечалось, снаряд при вылете из канала ствола из-за вибрации ствола и смещения ружья образует угол вылета, и потому при выстреле ось канала ствола составляет с горизонтом оружия фактический угол, под которым снаряд был выброшен в сторону цели, - угол бросания. Если угол вылета будет отрицательным, то угол возвышения будет больше угла бросания на величину угла вылета, а если угол вылета окажется положительным, то угол возвышения будет меньше угла бросания на величину угла вылета. Только в этом случае снаряд долетит до цели.

Из баллистики известно, что при стрельбе в безвоздушном пространстве наибольшая горизонтальная дальность полета снаряда соответствует углу бросания 45°. Таким образом, при увеличении угла бросания от 0 до 45° дальность полета снаряда возрастает, а при увеличении угла бросания от 45 до 90° горизонтальная дальность полета снаряда убывает от максимума до нуля. Угол бросания, соответствующий максимальной дальности полета снаряда, в баллистике принято называть углом наибольшей дальности.

В действительности угол наибольшей дальности никогда не бывает 45°, а в зависимости от массы и формы снаряда колеблется от 28 до 43°. Для современного нарезного оружия угол наибольшей дальности равен 35°. для дробового - 30-32°.

Существует простое практическое правило: максимальная дальность полета дроби приблизительно равна такому числу сотен метров, какое число целых миллиметров имеет диаметр отдельной дробины, выстреленной с максимальной начальной скоростью 375-400 м/с. Так, дробь № 7 (2,5 мм) летит на 250 м. В зависимости от массы дробин их окончательные скорости на предельной дальности в точке падения пропорциональны их массам, по абсолютной величине близки между собой и примерно соответствуют скоростям падения при выстреле строго вертикально вверх. Для дроби 30-45, для картечи 45-50 и для круглых пуль - 50-70 м/с.

Мелкая дробь на указанных расстояниях малоопасна. Крупная дробь и картечь опасны при попадании в лицо (особенно в глаз), а круглые пули диаметром 10 мм и более могут причинить человеку ранение или контузию. В этой же связи опасен снаряд при выстреле строго вертикально вверх.

По данным Нейсмансвальдской испытательной станции [5], при начальной скорости vo=360 м/с для стрельбы вертикально вверх были получены следующие данные:

Скорость всякого свободно падающего тела в воздушном пространстве возрастает до определенного предела, зависящего от массы и формы тела, но не от высоты падения. За этим пределом движение происходит с постоянной скоростью. Наступает он, когда сопротивление воздуха оказывается равным силе тяжести. После этого падение будет происходить с постоянной предельной скоростью: чем тяжелее тело, тем больше будет абсолютная величина его предельной скорости.

Все описанные снарядами траектории при углах бросания, оказывающихся меньше угла наибольшей дальности, называются настильными, а больше его - навесными.

На практике гораздо удобнее пользоваться не углом возвышения, а углом прицеливания, между линией прицеливания, проходящей от глаза стрелка через середину прорези прицела (а если ее нет, то через середину щитка ствольной коробки) и вершину мушки в точку прицеливания, и линией возвышения, являющейся продолжением оси канала ствола до выстрела.

Устройство прицельных приспособлений и метод прицеливания основаны на условной взаимозаменяемости углов прицеливания и возвышения. При дальней стрельбе эта взаимозаменяемость остается в силе только в том случае, когда стрелок и цель находятся приблизительно на одном уровне (горизонте). При несоблюдении этого условия дальность полета пули не будет соответствовать установке прицела. Это необходимо учитывать, стреляя в горах.

Угол, заключенный между горизонтом оружия и линией прицеливания, когда они не параллельны между собой, образует некоторый угол, называемый углом места цели. Если цель ниже горизонта, угол места цели отрицательный, а если выше него - положительный.

При стрельбе по горизонтальным целям (когда линия прицеливания оказывается параллельной горизонту оружия) угол между направлениями силы инерции снаряда и силы тяжести составляет примерно 90°.

При больших абсолютных величинах угла места цели (больших +15° или -15°) угол между силой инерции и силой тяжести либо становится меньшим 90° и стремится к нулю, либо становится большим 90° и стремится к 180°. В первом случае сила инерции приближается к вертикали и все больше действует в сторону, противоположную силе тяжести. Тогда скорость полета снаряда убывает быстрее и сокращается дальность полета, но восходящая ветвь траектории спрямляется и делается более настильной и при выстреле строго вертикально превращается в прямую линию. При стрельбе под большим углом вниз тоже происходит спрямление восходящей ветви траектории, но в этом случае скорость пули несколько возрастает, так как сила тяжести и сила инерции все больше и больше совпадают. Как в первом, так и во втором случае при обычном прицеливании ружье начинает высить. При этом нужно либо уменьшать высоту прицела, либо понижать точку прицеливания.

Увеличение начальной скорости также дает спрямление восходящей ветви траектории и ружье тоже начинает высить при обычном прицеливании, однако это выгодно, так как увеличивается дальность прямого выстрела, когда с постоянным (одним и тем же) прицелом можно стрелять на многие дистанции. Одновременно увеличивается и общая дальность полета снаряда. Вместе с тем уменьшается время его полета на ту или иную дистанцию, что дает возможность уменьшить вынос точки прицеливания при стрельбе по подвижным целям, а это увеличивает точность и эффективность стрельбы.

В прямой зависимости от начальной скорости находятся величины углов возвышения и бросания. С увеличением начальной скорости угол бросания должен уменьшаться и наоборот.

На отклонение точки попадания влияют и атмосферные условия: температура, ветер и атмосферное давление (особенно в горах при стрельбе на дальние дистанции). С повышением температуры ружье высит, с понижением низит. Нормальной температурой считается 15°С.

При попутном ветре снаряд летит дальше и попадает выше, а при встречном ложится ближе и ниже. С уменьшением барометрического давления снаряд летит дальше и попадает выше, а с возрастанием - наоборот. Дело в том, что с повышением температуры один и тот же заряд пороха горит сильнее и сообщает снаряду большую скорость; вместе с тем уменьшается и плотность воздуха. С понижением температуры все происходит наоборот.

Попутный ветер увеличивает скорость полета снаряда (так как их скорости складываются), а встречный тормозит (их скорости друг из друга вычитаются). С падением барометрического давления уменьшаются плотность и сопротивление воздуха, снаряд дольше сохраняет полученную им начальную скорость, летит дальше и попадает выше, а с увеличением давления все происходит наоборот.

На точность стрельбы влияет деривация пули у нарезного ружья, являющаяся результатом действия двух вращающих усилий - вращения вокруг продольной оси и поперечной (экваториальной), проходящей через центр тяжести пули от опрокидывающего действия силы сопротивления воздуха.

Отклонение пули под влиянием ветра зависит от калибра пули (от продольной нагрузки пули): чем больше калибр, тем меньше сказывается влияние ветра. На дальность полета, спрямление траектории и пробивное действие влияет поперечная нагрузка пули, т. е. отношение массы пули к единице площади ее поперечного сечения (масса в граммах на 1 мм2). Чем выше поперечная нагрузка, тем лучше сохраняет пуля свою начальную скорость. Иными словами, чем тяжелее пуля при одном и том же калибре, тем выше ее баллистические качества.

Пуля, имеющая большую скорость при попадании в цель и большее удельное давление на единицу площади цели, пробивает ее более эффективно и причиняет большие разрушения. В баллистике существует положение, что действие силы сопротивления воздуха обратно пропорционально поперечной нагрузке снаряда.

Огромное значение имеет и форма снаряда, так как от этого зависит величина сопротивления воздуха и его разрежение позади снаряда. Наиболее эффективны продолговатые остроконечные удобообтекаемые пули с большой поперечной нагрузкой.

С увеличением диаметра дробины, картечины или круглой пули ее поперечная нагрузка возрастает быстрее, чем площадь поперечного сечения, так как масса этих снарядов растет быстрее, чем поперечное сечение. Сопротивление же воздуха хотя и растет с увеличением диаметра круглой пули, yо значительно меньше, чем поперечная нагрузка. Вот почему, желая повысить эффективную дальность стрельбы, переходят от более мелкой дроби к более крупной. При одной и той же начальной скорости дробины различных номеров при удалении от дульного среза ствола только на 5 м имеют уже значительную разницу в скорости полета. Например, у дробины № 7 (2,5 мм) на расстоянии 5 м от дульного среза ствола скорость на 30 м/с меньше, чем у крупной картечи.

С увеличением (или уменьшением) температуры на каждые 10° С начальная скорость дробового снаряда увеличивается (или убывает) на 7 м/с. Скорость полета дроби зимой падает быстрее, чем летом (на дистанции 50 м на 15%). Живая сила (резкость) дроби зимой уже на дистанции 40 м уменьшается на 20%, на дистанции 50 м - на 30%. Траектория полета дробового снаряда зимой становится более крутой, чем летом. Для борьбы с этим явлением прибегают к увеличению заряда пороха и к увеличению размера дроби по диаметру (т. е. к уменьшению ее номера).

Для надежного поражения цели дробью необходимо выполнить три условия: 1) масса одной дробины должна быть в среднем равна 1/5000 общей массы отстреливаемого животного; 2) в тушу животного должно попадать 4-5 дробин указанной массы; 3) скорость дробины должна быть в момент попадания не ниже 150 м/с. При несоблюдении одного из указанных требований неизбежны подранки.

Разные литературные источники указывают скорость 190, 200 и 230 м/с. Эти значения, конечно, достаточны для поражения цели и более эффективны, чем 150 м/с. Но тогда возникает вопрос - можно ли стрелять из дробового ружья дробью на дистанцию 50 м? Все литературные источники сходятся в том, что 50 м - это предельная дистанция боя дробового ружья. Но в таком случае их авторы противоречат сами себе. Если принять остаточную скорость 230 м/с, то при начальной скорости снаряда 325 м/с (по убойности дроби) можно будет стрелять дробью № 9 на дистанцию 17,5 м, дробью № 7 - на 20 м, дробью № 5 - на 25 м, дробью № 1 - на 30 м и только дробью № 4/0 (5,0 мм) - на 35 м, так как дробины только на указанные дальности сохраняют еще скорость 235 м/с.

Дистанция 35 м считается средней для стрельбы из дробового ружья, на эту дистанцию пристреливают все дробовые ружья. Тогда зачем мы пристреливаем ружья на дистанцию 35 м, если остаточную скоросгь 230 м/с дробь имеет только при № 4/0 (5,0 мм)? Абсурдность такого утверждения совершенно очевидна.

Несколько лучше обстоит дело с окончательной скоростью 190 м/с. В этом случае, кроме дроби № 4/0, можно еще использовать дробь № 1 (4.0 мм) на дистанцию 50 м. При остаточной скорости 150 м/с можно стрелять дробью № 9 (2,0 мм) - до 35 м включительно, № 8 (2,25 мм) - до 40 м, № 7 (2,50 мм) - до 45 м, № 6 (2,75 мм) и № 5 (3,0 мм) - до 50 м, № 3 (3,5 мм) - до 60 м, № 1 (4,0 мм) - до 70 м и № 4/0 (5,0 мм) - до 85 м. Мы не хотим сказать, что следует стрелять на эти дистанции, так как попасть в цель на таком расстоянии 4-5 дробинами совершенно невозможно. Следовательно, дичь не будет взята охотником, хотя она и может получить смертельное ранение.

При конечной скорости 80 м/с дробь проникает в мускульные ткани животного, но не способна дробить его кости. Для спортивной стрельбы по летящим мишеням при твердой и плакированной дроби желательна начальная скорость vо=400-425 м/с. Надежное поражение мишени обеспечивается попаданием 2-3 дробин.

В дробовом снопе скорости дробин различны и в среднем разность их колеблется в пределах 8,5 м/с (например, для дроби № 6 (2,75 мм) на дистанции 30 м).

Для ствола с чоковой сверловкой скорости периферийных дробин, находящихся на границе мишени диаметром 75 см, на дистанции 25 м на 8-9% меньше, чем у центральных, для ствола с цилиндрической сверловкой - около 15%.

При выстреле из дробового ружья дробовой снаряд не летит компактной массой, а рассеивается в пространстве по кругу и вытягивается в длину, и чем дальше от дульного среза, тем больше (см. рис. 34, 35 и 36). В табл. 8 приведены некоторые интересные данные Неймансвальдской испытательной станции, полученные при начальной скорости движения снаряда vo=360 м/с.

Растяжка дробового снопа впервые определялась английским инженером М. Гриффитом [5] с помощью колеса диаметром 3,6 м, вращавшегося с окружной скоростью в 60 м/с (рис. 35).

По исследованиям Неймансвальдской испытательной станции [5], для дистанций стрельбы от 20 до 50 м был построен график диаметров рассеивания дроби. Автор данной книги дополнил его для дистанций от 0 до 20 м и от 50 до 100 м, используя закономерности и характер кривых, полученных Неймансвальдской испытательной станцией [5]. Это представляет большой интерес при решении вопросов по технике безопасности во время проектирования охотничьих стрельбищ, при рассмотрении судебно-следственных вопросов и, наконец, для расширения общего кругозора у стрелков-охотников по технике безопасности, чтобы они отчетливее представляли себе опасность выстрела в близком направлении на людей или домашних животных (рис. 36). Этот график дает возможность определить по дистанции стрельбы и характеру сверловки канала ствола диаметр круга максимального рассеивания дроби или по диаметру рассеивания дроби и типу сверловки ствола определить дистанцию стрельбы.

По данным американской испытательной станции фирмы "Ремингтон" [22], зона дробового выстрела разбивается на четыре участка (рис. 37): 1 - участок от дульного среза до 17 м для ствола сверловки "цилиндр с напором", для получока - до 21 м и для полного чока - до 24 м, где кучность очень велика и стрелять не следует; 2 - участок 100%-ного попадания; 3 - участок, идеальный для стрельбы; 4 - участок допустимой стрельбы, где в круг 76,2 см еще попадает 47-52% дроби (рис.37).

Положение дробин и пыжей в дробовом снопе, форма его и характер изменения снопа при полете в воздушном пространстве в зависимости от типа дульного устройства ствола, по мере удаления дроби от дульного среза, хорошо видны на рис. 38, 39 и 40.

Инженер А. Можаров [15] провел интересные испытания различных способов снаряжения патронов и установил при помощи специальных приборов, как они влияют на скорость полета дробового снаряда в 10 м от дульного среза ствола (v10).

При первом способе снаряжения патронов на порох ставился картонный пыж толщиной 1,8 мм, диаметром 19,3 мм для 12-го калибра. Все пыжи (в том числе и войлочные) досылались до пороха с усилием сжатия навойником 6-8 кгс (58,9-78,5 Н).

При втором способе снаряжения патронов на порох ставился картонный пыж толщиной 0,5-0,6 мм, изготовляемый нашими заводами и находящийся в продаже. Усилие сжатия всех пыжей было таким же, как и в первом случае.

При третьем способе снаряжения патронов на порох картонный пыж не ставился, а непосредственно на порох клались войлочные пыжи и сжимались с усилием 6-8 кгс (58,9-78,5 Н). Во всех случаях применялся бездымный порох "Сокол" одной партии разных навесок, дробовой снаряд оставался неизменным - 33 г дроби № 7 (2,5 мм). Завальцовка дульца гильзы была обычной, с применением картонного дробового пыжа.

Результаты стрельбы, сведенные в табл. 9, говорят о том, чего не следует делать, если хотите получить хорошие результаты стрельбы только за счет грамотного снаряжения патронов.

Следует помнить, что тонкие картонные пыжи не только снижают начальную скорость движения снаряда из-за прорыва пороховых газов в дробовой снаряд, но и обусловливают непостоянство боя, с большими колебаниями скоростей от выстрела к выстрелу.

В табл. 10 приведены значения v10 при разных картонных пыжах на порох для патрона, снаряженного 2,3 г бездымного пороха "Сокол" и 33 г дроби № 7.


Далее...

Подписка на новости HUNTER.RU

Содержание
Предисловие ко второму изданию
Краткая историческая справка
Классификация охотничьего оружия
Основные части и механизмы охотничьего ружья
Одноствольное ружье
Одноствольное ружье с магазином и скользящим затвором
Двуствольное ружье
Самозарядное магазинное ружье
Характерные неисправности и их устранение
Обращение с ружьем и его сбережение
Выбор ружья по его назначению
Выбор ружья по физическим данным охотника и его стрелковой квалификации
Выбор ружья по конструкции и качеству
Подгонка ложи по физическим данным стрелка
Изготовление рациональной ложи по методу автора книги
Одноствольные однозарядные магазинные и самозарядные карабины
Двуствольные винтовки и карабины
Комбинированные охотничьи ружья
Штуцер, карабин, винтовка
Характерные неисправности и их устранение у нарезных ружей
Внутренняя баллистика
Внешняя баллистика (образование траектории)
Боеприпасы к охотничьему дробовому ружью
Принадлежности для снаряжения патронов
Снаряжение патронов дробью и картечью
Снаряжение патронов с пулей
Патроны к нарезному оружию
Проверка дробовых ружей на кучность, резкость и постоянство боя
Проверка нарезного оружия на меткость и кучность боя
Как определить величину упреждения и способы стрельбы?
Особенности стрельбы летом и зимой
Особенности стрельбы в горах
Принадлежности для ухода за оружием
Таблицы для перехода от v5 и v10 к v0 и обратно
Некоторые практические советы охотнику
Взаимосвязь калибров, длин стволов и величин дульных сужений у дробовых ружей
Прицельные приспособления
Возможные ошибки в прицеливании
Как определить годность порохов и капсюлей?
Ружейный ремень "Всегда готов к действию"
Иностранное охотничье оружие
О некоторых неправильно употребляемых терминах
Наиболее характерные образцы отечественных охотничьих ружей, ч.1
Наиболее характерные образцы отечественных охотничьих ружей, ч.2
Наиболее характерные образцы отечественных охотничьих ружей, ч.3
Наиболее характерные образцы отечественных охотничьих ружей, ч.4
Определение основных характеристик ружья по клеймам и надписям на нем
Список литературы

Форум "Оружие и боеприпасы"
Описание ружья
FAQ
Галерея оружия
Производители оружия
Производители боеприпасов
Оружейные магазины

Послать вебмастеру интересную статью об оружии или боеприпасах

© Copyright Network Factory 1997-2011, аll rights reserved.