Сутність явища пострілу, його періоди, внутрішня і зовнішня балістика - студопедія
Пострілом називається викидання кулі (гранати, снаряди) з каналу ствола зброї енергією газів, що утворюються при згорянні порохового заряду.
При пострілі із стрілецької зброї відбуваються такі явища. Від удару бойка по капсулі бойового патрона, досланий в патронник, вибухає ударний склад капсуля й утворюється полум'я, яке через затравочние отвори в дні гільзи проникає до порохового заряду й запалює його. При згорянні порохового (бойового) заряду утворюється велика кількість сильно нагрітих газів, що створюють в каналі ствола високий тиск на дно кулі, дно і стінки гільзи, а також на стінки стовбура і затвор. В результаті тиску газів на дно кулі вона зсувається з місця і врізається в нарізи; обертаючись по ним, просувається по каналу ствола з безперервно зростаючою швидкістю і викидається назовні у напрямку осі каналу ствола. Тиск газів на дно гільзи викликає рух зброї (ствола) назад. Від тиску газів на стінки гільзи і стовбура відбувається їх розтягування (пружна деформація), і гільза, щільно притискаючись до патроннику, і гільза, щільно притискаючись до патроннику, перешкоджає прориву порохових газів у бік затвора. Одночасно при пострілі виникає коливальний рух (вібрація) стовбура і відбувається його нагрівання. Розпечені гази і частинки незгорілого пороху, що минає з каналу ствола услід за кулею, при зустрічі з повітрям породжують полум'я й ударну хвилю; остання є джерелом звуку при пострілі.
При пострілі з автоматичної зброї, пристрій якого засноване на принципі використання енергії порохових газів, що відводяться через отвір в стінці ствола (автомат і кулемети Калашникова, снайперської гвинтівки Драгунова), частина порохових газів, крім того, після проходження кулею газоотводного отвори спрямовується через нього в газову камеру, вдаряє в поршень і відкидає поршень з рамою затвора (штовхач з затвором) назад.
Поки рама затвора не пройде певну відстань, що забезпечує виліт кулі з каналу ствола, затвор продовжує замикати канал ствола. Після вильоту кулі з каналу ствола відбувається його відмикання; затворна рама і затвор, рухаючись назад, стискають пружину; затвор при цьому витягує з патронника гільзу. При русі вперед під дією стислої пружини затвор досилає черговий патрон в патронник і знову замикає канал ствола.
При пострілі з автоматичної зброї, пристрій якого засноване на принципі використання енергії віддачі (пістолет Макарова, автоматичний пістолет Стєчкіна) тиск газів через дно гільзи передається на затвор і викликає рух затвора з гільзою назад. Цей рух починається в момент, коли тиск порохових газів на дно гільзи переборює інерцію затвора і зусилля зворотно-бойової пружини. Куля до цього часу вже вилітає з каналу ствола. Відходячи назад, затвор стискає зворотно-бойову пружину, потім під дією енергії стислої пружини затвор рухається вперед і досилає черговий патрон в патронник.
У деяких зразках зброї (крупнокаліберний кулемет Смелаова, станковий кулемет обр. 1910 г.) під дією тиску порохових газів на дно гільзи спочатку рухається назад ствол разом зі зчепленим з ним затвором. Пройшовши деяку відстань, що забезпечує виліт кулі з каналу ствола, ствол і затвор расцепляются, після чого затвор по інерції відходить в крайнє заднє положення і стискає пружину, а стовбур під дією пружини повертається в переднє положення.
Іноді після удару бойка по капсулі пострілу не буде або він відбудеться з деяким запізненням. У першому випадку має місце осічка, а в другому - затяжний постріл. Причиною осічки найчастіше буває відсиріванню ударного складу капсуля або порохового заряду, а також слабкий удар бойка по капсулі. Тому необхідно оберігати боєприпаси від вологи і містити зброю в справному стані.
Затяжний постріл є наслідком повільного розвитку процесу запалювання або займання порохового заряду. Тому після осічки не слід відразу відкривати затвор, так як можливий затяжний постріл. Якщо осічка відбудеться при стрільбі з станкового гранатомета, то перед його розрядженням необхідно почекати не менше однієї хвилини.
При згорянні порохового заряду приблизно 25-35% виділеної енергії витрачається на повідомлення пулі поступального руху (основна робота); 15-25% енергії - на вчинення другорядних робіт (врізання і подолання тертя кулі при русі по каналу ствола; нагрівання стінок стовбура, гільзи і кулі; переміщення рухомих частин зброї, газоподібної і незгорілої частин пороху); близько 40% енергії не використовується і втрачається після вильоту кулі з каналу ствола.
Постріл відбувається в дуже короткий проміжок часу (0,001-06 сек.). При пострілі розрізняють чотири послідовні періоди: попередній; перший або основний; другий; період післядії газів.
Попередній період триває від початку горіння порохового заряду до повного врізання оболонки кулі в нарізи стовбура. Протягом цього періоду в каналі ствола створюється тиск газів, необхідне для того, щоб зрушити кулю з місця і подолати опір її оболонки врізання в надрізу стовбура. Це тиск називається тиском форсування. Воно сягає 250-500 кг / см.кв. в залежності від пристрою нарізів, ваги кулі і твердості її оболонки (наприклад, у стрілецької зброї під патрон обр. 1943 р тиск форсування дорівнює 300 кг / см. кв.). Приймають, що горіння порохового заряду в цьому періоді відбувається в постійному обсязі, оболонка врізається в нарізи миттєво, а рух кулі починається відразу ж при досягненні в каналі ствола тиску форсування.
Перший період триває від початку руху кулі до моменту повного згоряння порохового заряду. У цей період горіння порохового заряду відбувається в швидко змінюваному обсязі. На початку періоду, коли швидкість руху кулі по каналу ствола ще невелика, кількість газів зростає швидше, ніж обсяг за пульного простору (простір між дном кулі і дном гільзи), тиск газів швидко підвищується і досягає найбільшої величини (у стрілецької зброї 2800 кг / см , а гвинтівки під патрон - 2900 кг / см). Це тиск називається максимальним тиском. Воно створюється у стрілецької зброї при проходженні кулею 4-6 см шляху. Потім внаслідок швидкого збільшення швидкості руху кулі об'єм за пульного простору збільшується швидше припливу нових газів, і тиск починає падати, до кінця періоду воно дорівнює приблизно 2/3 максимального тиску. Швидкість руху кулі постійно зростає і до кінця періоду досягає приблизно ¾ початкової швидкості. Пороховий заряд повністю згоряє незадовго до того, як куля вилетить з каналу ствола.
Другий період триває від моменту повного згоряння порохового заряду до моменту вильоту кулі з каналу ствола. З початком цього періоду приплив порохових газів припиняється, однак сильно стислі і нагріті гази розширюються і тиснучи на кулю, збільшують швидкість її руху. Спад тиску в другому періоді відбувається досить швидко і у дульного зрізу - дуловий тиск - становить у різних зразків зброї 300-900 кг / см. У самозарядного карабіна Симонова - 390 кг / см, у станкового кулемета Горюнова - 570 кг / см. Швидкість кулі в момент вильоту з каналу ствола кілька менше початкової швидкості.
У деяких видів стрілецької зброї, особливо короткоствольних (наприклад, пістолет Макарова), другий період відсутній, так як повного згоряння порохового заряду до моменту вильоту кулі з каналу ствола фактично не відбувається.
Процеси які відбуваються всередині каналу ствола при пострілі із стрілецької зброї і рух кулі в повітрі вивчає - балістика.
Балістика ділиться на зовнішню і внутрішню.
Зовнішня балістика - це наука, що вивчає рух кулі (гранати) після припинення дії на неї порохових газів.
Вилетівши з каналу ствола під дією порохових газів, куля (граната, снаряд) рухається за інерцією. Граната, що має реактивний двигун, рухається за інерцією після вильоту газів із реактивного двигуна.
При польоті кулі в повітрі вона описує криву лінію яка називається траєкторія.
Куля при польоті в повітрі піддається дії двох сил:
б) сили опору повітря.
Сила тяжіння змушує кулю поступово знижуватися, а сила опору повітря безперервно уповільнює рух кулі і прагне перекинути її. В результаті дії цих сил швидкість польоту кулі поступово зменшується, а її траєкторія являє собою за формою нерівномірно вигнуту лінію.
Опір повітря польоту кулі викликається тим, що повітря являє собою пружне середовище і тому на рух в цьому середовищі витрачається частина енергії кулі.
Сила опору повітря викликається трьома основними причинами тертям повітря, утворенням завихрень і освітою балістичної хвилі.
Частинки повітря дотичні з рухомої кулею, внаслідок внутрішнього зчеплення і зчеплення (в'язкості) з її поверхнею створюють тертя і зменшують швидкість кулі.
За донної частиною кулі утворюється розріджений простір, внаслідок чого з'являється різницею тисків на головний і донну частини. Ця різниця створює силу, спрямовану в бік, зворотний руху кулі, і зменшує швидкість її польоту. Частинки повітря, прагнучи заповнити розрідження, що утворилося за кулею, створюють завихрення.
При швидкості польоту кулі, більшою швидкості звуку, від налягання звукових хвиль один на одного створюється хвиля сильно ущільненого повітря - балістична хвиля, що уповільнює швидкість польоту кулі, так як куля витрачає частину своєї енергії на створення цієї хвилі.
Внутрішня балістика - це наука займається вивченням процесів, які відбуваються при пострілі, і особливо при русі кулі по каналу ствола.