Выстрелом называется выбрасывание пули (гранаты) из канала ствола оружия энергией пороховых газов.
Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени. При этом образуется большое количество газов и выделяется много тепла.
Так, например, пороховой заряд патрона обр. 1943 г. весом 1,6 г сгорает при выстреле за 0,0012 сек и образует при взрыве 1,6 л газов, т. е. по объему примерно в 1000 раз больше, чем было взрывчатого вещества до выстрела. Температура пороховых газов достигает 2500—35000 С.
Порох заключает в себе огромную энергию. Заряд весом 1,6 г выталкивает из канала ствола автомата пулю весом 7,9 г со скоростью 715 м/сек (2680 км/ч) и бросает ее на дальность до 3 км. Для сообщения пуле такой скорости нужно затратить силу, равную 225 кгм.
Выстрел из стрелкового оружия осуществляется так: от удара бойка по капсюлю запертого в патроннике патрона происходит взрыв ударного состава. Пламя от капсюля через затравочные отверстия в дне гильзы проникает к заряду пороха и воспламеняет его зерна. Порох воспламеняется почти мгновенно и превращается в упругие газы, которые, увеличиваясь в объеме, давят во все стороны с одинаковой силой. Под давлением пороховых газов пуля сдвигается с места и врезается оболочкой в нарезы канала ствола. Давление газов, необходимое для этого, называется давлением форсирования. Поскольку нарезы проходят по стенкам ствола винтообразно, то пуля, врезаясь в них, приобретает вращательное движение, порох же продолжает гореть , при этом увеличивается количество газов и их объем. Наибольшей величины давление газов достигает, когда пуля находится в 4—6 см от начала нарезной части ствола. К этому моменту давление пороховых газов достигает 2800—2900 атм (2800 — 2900кз/сж2). Затем вследствие быстрого возрастания скорости движения пули увеличение объема пространства позади нее (эапульного) происходит быстрее притока новых газов, и давление начинает падать. К моменту вылета пули из канала ствола оно достигает З0О—900 кг/см2. Однако одновременно с падением давления скорость пули не уменьшается, а возрастает. Это объясняется тем, что на пулю, получившую ускорение в период наибольшего давления, газы продолжают давить, хотя и в меньшей степени, и тем самым ускоряют ее движение.
Раскаленные газы, истекающие из канала ствола вслед за пулей, мгновенно расширяются и при встрече с воздухом порождают пламя и ударную волну, которая является источником звука при выстреле.
Устройство автоматического оружия основано на принципе использования энергии пороховых газов, отводимых через отверстие в стенке ствола. При выстреле из такого оружия часть пороховых газов после прохождения пулей газового отверстия устремляется через него в газовую камору , ударяет в поршень и отводит его вместе с затворной рамой назад. Пока затворная рама не пройдет определенное расстояние и тем самым не обеспечит вылет пули из канала ствола, затвор продолжает запирать канал. После вылета пули происходит отпирание канала ствола, 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 патрон в патронник и вновь запирает канал ствола.
Принцип работы автоматики: 1 — ствол; 2 — пуля; 3 — поперечное отверстие в стенке ствола; 4—запульное пространство; 5 — газовая камора; 6 — газовый поршень; 7 — часть пороховых газов, ударяющих в газовый поршень; 8 — пороховые газы, выталкивающие пулю из канала ствола
Начальная скорость и энергия пули.
Для полета пули в воздухе большое значение имеет та скорость, с которой пуля покидает канал ствола, т. е. скорость в точке вылета. Эта скорость — одна из основных характеристик полета пули в воздухе. Она называется начальной скоростью, она измеряется в метрах в секунду (м/сек).
Для одной и той же пули повышение начальной скорости приводит к увеличению дальности полета, пробивного и убойного действия пули, а также к уменьшению влияния внешних условий на ее полет.
Величина начальной скорости зависит от длины ствола, веса пули и веса заряда. Чем длиннее ствол (до известных пределов), тем дольше действуют на пулю пороховые газы и тем больше начальная скорость.
Например, при стрельбе патронами обр. 1943 г. начальная скорость равна: из автомата, при длине нарезной части ствола 369 мм — 715 м/сек; из карабина, при длине нарезной части ствола 544 мм — 745 м/сек.
При постоянной длине ствола начальная скорость тем больше, чем меньше вес пули (при одном и том же весе заряда) или чем больше вес заряда (при одном и том же весе пули). Кроме того, на величину начальной скорости оказывает влияние изменение скорости горения пороха: чем больше скорость горения пороха, тем быстрее возрастает давление газов и скорость движения пули по каналу ствола.
Убойная сила пули характеризуется ее энергией в момент встречи с целью и измеряется в килограммометрах (кгм). Энергия движения пули у дульного среза ствола называется начальной энергией.
При стрельбе из автомата начальная энергия равна 207 кем, а на дальности 800 м составляет 29 кем.
Для ручного пулемета соответствующие величины равны 235 и 31 кгм.
Для того чтобы вывести человека из строя, достаточно энергии, равной 8 кгм.
Пуля стрелкового оружия сохраняет убойную силу до предельной дальности стрельбы.
Пробивное действие пули характеризуется глубиной ее проникновения в преграду определенной плотности. Так, при стрельбе из винтовки или пулемета на 100 м при попадании перпендикулярно к плоскости преграды пуля пробивает:
— стальную плиту толщиной до 6 мм;
— слой гравия или щебня до 12 см;
— кирпичную стену до 15 см;
— слой песка, земли и стену из дубового дерева до 45 см;
— стену из соснового дерева до 50 см.
Отдача оружия
Давление газов в канале ствола действует во все стороны с одинаковой силой. Оно выталкивает пулю вперед, а оружие отталкивает назад. Под действием пороховых газов на дно гильзы, плотно запертой затвором в канале ствола, ствол и связанные с ним части оружия двигаются в сторону, обратную направлению движения пули. Это движение оружия назад во время выстрела называется отдачей. Скорость и энергия отдачи оружия примерно во столько раз меньше начальной скорости и энергии пули, во сколько раз пуля легче оружия. Энергия отдачи у ручного стрелкового оружия обычно не превышает 2 кгм и воспринимается стреляющим безболезненно.
Сила давления пороховых газов, вызывающая отдачу оружия, действует по оси канала ствола и встречает сопротивление в виде упора приклада в плечо стрелка. Точка приложения силы сопротивления (соприкосновения затыльника приклада с плечом стреляющего) находится ниже направления силы отдачи. В результате образуется пара сил, которая вращает оружие, приподнимая ствол кверху.
Кроме того, вследствие большого давления и высокой температуры пороховых газов, а также трения пули при движении по нарезам стенки ствола испытывают колебания (вибрируют) подобно звучащей струне. Это также заставляет дульную часть ствола смещаться от первоначального положения.
В результате взаимодействия этих причин пуля полетит не в направлении оси канала ствола, которое было ему придано до выстрела (при наводке), а в том направлении, какое займет ось канала ствола в момент вылета из него пули. Таким образом, между направлением оси канала ствола до выстрела и ее направлением в момент вылета пули образуется угол, который называется углом вылета. Его величина имеет практическое значение и зависит от изготовки стрелка.
Достаточно при изготовке переместить кисть левой руки по цевыю вперед или назад, как величина угла вылета изменится, и пули пойдут соответственно ниже или выше. Изменяется величина угла вылета также от положения приклада в плече. Если приклад упереть в плечо верхней частью затыльника, то угол вылета уменьшится и пули пойдут вниз, а если приклад упереть нижней частью затыльника, то угол вылета увеличится, нули пойдут вверх.
Образование угла вылета (При стрельбе из малокалиберной винтовки угол вылета положительный)
Для того чтобы сохранить более или менее постоянную величину угла вылета, каждый стреляющий должен настойчиво вырабатывать однообразное выполнение всех элементов изготовки.
Отсутствие однообразия в изготовке вызывает колебание в величине углов вылета и увеличивает отклонение пуль от точки прицеливания по высоте.
При выстреле из реактивного оружия (гранатомета) пороховые газы, образовавшиеся при сгорании боевого заряда, истекают (выбрасываются) с большой скоростью через сопло назад, создавая реактивную силу, т. е. силу, действующую в сторону, противоположную истечению газов, и заставляющую снаряд двигаться вперед.
Под действием реактивной силы скорость движения гранаты все время увеличивается и достигает наибольшего значения в конце истечения пороховых газов.
Отдача при выстреле из реактивного оружия не образуется, так как газы свободно истекают через открытую казенную часть ствола наружу.
Полет пули в воздухе
В момент выстрела ствол оружия занимает определенное положение. Прямая линия, представляющая собой продолжение оси канала ствола в момент вылета пули, называется линией бросания.
При движении в воздухе пуля подвергается действию силы тяжести и силы сопротивления воздуха. Сила тяжести направлена вниз и заставляет пулю непрерывно понижаться от линии бросания. Действие силы сопротивления воздуха направлено навстречу движению пули и заставляет ее непрерывно терять скорость полета.
Под действием этих двух сил пуля летит в воздухе не по прямой, в направлении которой она была выброшена из канала ствола (линии бросания), а по кривой, неравномерно изогнутой линии, расположенной ниже линии бросания . Кривая линия, которую описывает центр тяжести пули (гранаты) при полете в воздухе, называется траекторией.
Началом траектории является точка вылета пули (центр дульного среза ствола), концом — точка встречи (точка пересечения траектории с поверхностью цели, преграды или земли).
Траектория полета пули
На следующем ресунке показаны элементы траектории полета пули относительно горизонта оружия.
Горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета пули, называется горизонтом оружия.
Элементы траектории полета пули относительно горизонта оружия
Для того чтобы пуля могла попасть в какую-либо точку, расположенную на горизонте оружия, необходимо ствол оружия направить выше горизонта (под некоторым углом к нему). Величина этого угла обычно регулируется установкой прицела.
Прямую линию, представляющую продолжение оси канала ствола до выстрела (по окончании наводки), принято называть линией возвышения.
Вертикальная плоскость, проходящая через линию возвышения, получила название плоскости стрельбы.
Между линией возвышения и горизонтом оружия заключен угол возвышения, а между линией бросания и горизонтом оружия — угол бросания.
Наивысшая точка траектории над горизонтом оружия является вершиной траектории. Вершина делит траекторию на две неравные ветви. От точки вылета пули до вершины траектории ветвь более длинная и отлогая, так как пуля имеет еще большую скорость (восходящая ветвь траектории). От вершины траектории до точки пересечения ее с горизонтом оружия ветвь более короткая и крутая, так как пуля уже потеряла скорость (нисходящая ветвь траектории).
Деривация пули (вид сверху)
Кратчайшее расстояние от любой точки траектории до линии прицеливания называется превышением траектории над линией прицеливания.
Точку пересечения траектории с горизонтом оружия принято называть точкой падения.
Расстояние от точки вылета до точки падения пули представляет собой полную горизонтальную дальность.
Скорость пули (гранаты) в точке падения называется окончательной скоростью.
Время движения пули (гранаты) от точки вылета до точки падения называется полным временем полета. Кратчайшее расстояние от вершины траектории до горизонта оружия является высотой траектории.
Угол, заключенный между касательной к траектории в точке падения и горизонтом оружия, называется углом падения.
В результате одновременного воздействия на пулю вращательного движения, придающего ей устойчивое положение в полете (по принципу гироскопа), и сопротивления воздуха, стремящегося опрокинуть ее головкой назад, ось пули отклоняется от направления полета в сторону вращения. Вследствие этого пуля встречает сопротивление воздуха больше одной своей стороной и поэтому еще больше отклоняется от плоскости стрельбы в сторону вращения. Такое отклонение пули в сторону от плоскости стрельбы называется деривацией. Траектория вращающейся пули в плане представляет собой также кривую линию . При правой нарезке ствола деривация всегда происходит в правую сторону от плоскости стрельбы.
При стрельбе по самолетам вертикально вверх (угол бросания 90°) вследствие отсутствия опрокидывающего момента в действии сопротивления воздуха деривация отсутствует.
Наводка и ее элементы
Теперь, когда мы ознакомились с движениям пули в воздухе нетрудно понять, что если
цель будет находиться на линии продолжения оси канала ствола, то пуля в нее не попадет, а упадет ниже. Это произойдет потому, что пуля в силу своей тяжести за время полета до цели опустится от приданного ей первоначального направления. Для того чтобы поразить цель, необходимо ось канала ствола оружия направить выше точки, в которую мы хотим попасть, причем настолько выше, насколько пуля за время своего полета до цели опустится ниже линии бросания.
Надо иметь в виду, что чем больше расстояние до цели, тем больше времени пуля затратит на полет и тем на большую величину она опустится. При большей дальности стрельбы необходимо придавать больший угол возвышения стволу.
Однако сделать это на глаз невозможно; выполняется это с помощью прицела. Он устроен так, что если поставить хомутик на деление, соответствующее расстоянию до цели, и правильно прицелиться, то при выстреле пуля будет выброшена из канала ствола выше цели как раз настолько, насколько она опустится за время своего полета до цели. Следовательно, чем больше расстояние до цели, тем больший прицел устанавливается.
Чтобы направить пулю в цель, необходимо после установки прицела на нужное деление придать оси канала ствола определенное направление в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Действия, выполняемые при этом, называются наводкой, или прицеливанием.
Придание оси канала ствола требуемого положения в горизонтальной плоскости называется горизонтальной наводкой. Она выполняется путем совмещения мушки с серединой прорези прицельной планки и направления оружия в таком положении в цель.
Придание оси канала ствола определенного положения в вертикальной плоскости называется вертикальной наводкой. Она выполняется путем выравнивания вершины мушки с краями гривки прорези и совмещения ее с точкой прицеливания.
Таким образом, горизонтальная и вертикальная наводки выполняются с помощью прицельных приспособлений.
Точка, в которую наводится оружие, называется точкой прицеливания (наводки) . В зависимости от высоты цели и дальности стрельбы ее выбирают в середине нижнего обреза цели, в центре ее или вне ее пределов.
Линия, идущая от глаза стрелка через середину прорези прицела на уровне с ее краями и вершину мушки в точку прицеливания, является линией прицеливания.
Прямая линия, соединяющая середину прорези прицела с вершиной мушки, называется прицельной линией.
Угол, образуемый линией прицеливания и линией возвышения, представляет собой угол прицеливания.
Точка пересечения нисходящей ветви траектории с линией прицеливания называется точкой падения.
Расстояние от точки вылета до пересечения траектории с линией прицеливания принято называть прицельной дальностью.
Между касательной к траектории в точке падения и линией прицеливания заключен угол падения.
Элементы траектории относительно линии прицеливания
Угол между касательной к траектории и касательной к поверхности цели (земли, преграды) в точке встречи именуется углом встречи. За угол встречи принимается меньший из смежных углов, измеряемый от 0 до 90°.
В тех случаях, когда цель расположена на одинаковой высоте с оружием, линия прицеливания совпадает с горизонтом оружия, а угол прицеливания совпадает с углом возвышения. Если же цель располагается выше или ниже горизонта оружия, то между линией прицеливания и горизонтом оружия образуется угол, который называется углом места цели. Этот угол считается положительным, когда цель выше горизонта оружия, и отрицательным, когда она ниже. Угол места цели и угол прицеливания в совокупности составляют угол возвышения. При большом отрицательном угле места цели линия возвышения может быть направлена ниже горизонта оружия;, в этом случае угол возвышения имеет отрицательную величину и будет называться углом склонения .
Элементы траектории при стрельбе с большими отрицательными углами места цели
Вопросы для повторения:
1. Как происходит выстрел из огнестрельного оружия?
2. Влиянию каких сил подвергается пуля при полете в воздухе?
3. Какая ветвь траектории короче и круче и почему?
4. Почему угол бросания меньше угла падения?
5. Где скорость пули меньше — в точке вылета или в точке падения? Почему?
6. По какой ветви траектории время движения пули меньше?
7. Какую кривизну имеет траектория?
8. Что называется наводкой и из каких элементов она слагается?