Балистика
Балистиката е наука за изхвърляне на снаряда от огнестрелното оръжие. Тя бива вътрешна и външна балистика. Вътрешната обяснява процесите, протичащи в цевите на оръжието при изстрела, като налягането на газовете в различните точки на цевта, продължителността на изстрела, полезното и вредното действие на газовете и т.н. Външната балистика на свой ред се занимава с въпросите, свързани със скоростта на полета на снаряда, траекторията, формата на сачмения сноп, попаденията на битата площ, съпротивлението на въздуха и т.н. Изгарянето на барута в цевта на пушката става мигновено, с около 1500 m/s. При това бързо горене на заряда в цевите се наблюдават явления, подобни на удар. Изгарянето на барута се съпътствува с отделянето на газовете и налягането им върху цевите и снаряда, който започва движението си към дулото на цевта. Налягането на барутните газове се предава и върху затворната глава на пушката. Техният стремеж е да скъсат цевите или да ги изтръгнат от рамата, която държи подцевните куки, и да ги прехвърлят зад стрелеца. Ето защо здравината на цевите се разчита така, че да могат да издържат двойно налягане. Най-високата точка на налягането се измерва в патронника на цевта на разстояние от 3 до 5 калибъра от първоначалното положение на снаряда. Това налягане се представя с крива. Върху координатна система се нанася кривата на налягането на барутните газове в разните участъци по дължината на цевта. Така се нанася и кривата на скоростта.
|
| Фиг. 60. Кривата на налягането и скоростта на барутните газове |
Налягането на барутните газове върху снаряда вътре в цевта е и фактически полезната работа, която те извършват, а именно да предадат на снаряда определена начална скорост. Ако измерим скоростта в различни точки от движението на снаряда вътре в цевта по посока на осканалната линия и ги съединим, ще се получи възходяща крива, която наричаме крива на скоростта. Кривите на налягането и на скоростта са дадени на фиг. 60. Изхвърлянето на снаряда вън от цевта под действието на налягането на барутните газове за определено време с дадена скорост е от съществено значение.
По принцип, колкото началната скорост Vo е по-голяма и колкото максималното налягане Рm, е по-малко, толкова балистичната характеристика е по-добра за даден изстрел. Обаче тази взаимозависимост се движи в определени граници. Налягането на барутните газове върху стените на цевта на ловната пушка и по-специално върху патронника, независимо от нейния калибър, трябва да се движи в предела от 450 до 500 kg/cm2. При такова налягане началната скорост на полета на сачмите, измерена в дулото на цевта, трябва да се движи нормално от 350 до 400 m/s. Ако налягането е по-голямо, освен че съществува опасност от скъсване на цевите, но и вибрацията им се увеличава. Известно е, че когато една сила действува много кратко време върху твърда повърхност, тя предизвиква вълнообразни трептения. Случаят с изстрела в ловната пушка е аналогичен. Вълните на трептението на цевта се образуват първоначално в патронника, където ударът е най-силен, и се предават на цевта по продължение на осканалната Й линия към дулния срез в последователни и равни интервали подобно на трептенето на камертона. При двуцевните ловни пушки това трептене се предава и върху цевта, с която не е възпроизведен изстрел. То е по-силно при пушките хамерлес и по-малко при тези с вертикално споени цеви.
|
| Фиг. 61. Вълнообразно трептене на цевта |
Вълнообразното трептене на цевите (фиг. 61) има връзка с отката (ритането) на пушката и дължината им. Ето защо цевите на ловната пушка се срязват така, че последната вълна на трептенето да отива нагоре над осканалната линия при пушките с дълги цеви, а при пушките с къси цеви-надолу. Това трептение съвпада и с дължината на цевите, измерена с калибри. Началната скорост, конто се съобщава на снаряда при изстрела, е от решаващо значение за неговото качество, но тя не може да бъде произволна. Най-подходящата скорост е около 375 m/s. Известно е, че с колкото по-голяма скорост излитат сачмите от дулото на цевта, толкова по-голямо е съпротивлението, което преодоляват. Чрез опити е доказано, че на разстояние 40—50 m сачмите, движещи се със скорост над 400m/s, губят началната си скорост, пробивната си сила и групировка и се изравняват с тези, на които е съобщена начална скорост 375 m/s. Стрелба с начална скорост над 400 m/s може да се препоръча само ако патронът е снаряден с никелирани сачми или ако сачмите са насипани в концентратор. Съществува взаимозависимост между налягането на барутните газове и теглото на снаряда. Така например, ако увеличим теглото на сачмите с 1g, димният барут дава увеличение на налягането със 7—8 kg/cm2, а бездимният за 12-ти калибър средно с 15, а за 16—средно с 22 кg/сm2. Такава зависимост съществува и по отношение на различните видове сачми. Никелираните, поцинкованите или с повече от нормалното количество антимон сачми повишават налягането в канала на цевта с около 15 атмосфери. За увеличаването на налягането в цевта влияе особено чувствително и мощността на ловната капсула—до 100 kg/cm2. За повишаване на налягането до известна степен играят роля и гилзите, особено ако дължината на патронника не съвпада с тяхната дължина.
Ако намалим обаче теглото на сачмите с един грам, скоростта на снаряда се увеличава автоматически средно с около 5 m/s. Ако увеличим заряда (барута) в ловния патрон само с 0,1g, настъпват чувствителни изменения в скоростта и налягането. Така например увеличава се началната скорост на сачмения снаряд от 3 до 5 m/s, а се повишава налягането средно с по 20 kg/cm2. Предмет на нашето внимание е и продължителността на изстрела. Под това понятие се разбира времето от момента на удара на иглата върху капсулата до момента, в който снарядът напуска дулото на цевта. Продължителността на изстрела с ловна карабина или нарезна пушка е около 0,002 от секундата, а тази на изстрела с гладкоцевна ловна пушка около 0,004 секунди. След като снарядът напусне цевта, процесите триене, налягане и т.н., произтичащи от нея, се преустановяват. Налягането на барутните газове върху снаряда продължава и извън дулния срез, но на едно съвсем кратко разстояние, достатъчно да разбърка снаряда. Колкото това налягане в дулния срез е по-голямо, толкова и разсейването на сачмения сноп е по-голямо и обратно. То обаче не бива да бъде по-малко от 50 kg/cm2 за 12-ти калибър и 90 kg/cm2 за 16-ти. При димния барут налягането в дулото е значително по-високо. При стрелба с патрони, снарядсни с бездимен барут, понякога забелязваме пламък от дулото на цевта, така нареченият дулен огън. Той се получава поради непълно изгаряне на барута. Причини за това могат да бъдат дебелите и големи люспи, диаметърът на барутните тапи (когато е по-малък от този на канала на цевта) или от недостатъчната пламенност на капсулата, както и от недостатъчната сбитост (притиснатост) на барута в камерата на гилзата, В такъв случай силно се намалява скоростта на снаряда и се увеличава дулното налягане. А това води до силно намаляване силата на изстрела. Сбитостта, или както е прието да се казва, плътността на зареждането на барута в барутната камера на гилзата е от съществено значение за резултата от изстрела. Под плътност на зареждането се разбира усилието, с което е притиснат барутът от надбарутната капачка и надбарутната тапа. Налягането на газовете в патронника на цевта е в зависимост от притискането на барута. Колкото барутът е повече притиснат, толкова е по-високо налягането както в патронника, така и по протежение на цялата цев. Притискането на барута е причина за по-големия или по-малкия откат и е във връзка със скоростта, концентрацията или разсейването на снаряда и т.н. Всички видове бездимни барути, насипани в камерата на гилзата, трябва да бъдат притиснати. Оставен свободно в барутната камера, бездимният барут не изгаря напълно. Притискането на барута трябва да става в определени граници. Силата на притискането се установява с килограми. Установено е, че тази сила трябва да се движи от 5 до 10 кg в зависимост от партията или марката на барута.
|
| Фиг. 62. Формата на сачмения сноп (а); обтуратори и концентратори (б) |
Външната балистика се занимава с въпросите за изстрела след излитането на снаряда от цевта. Фомата на сачмепия сноп, след като снарядът бъде изхвърлен от цевта на пушката на разстояние 15-20 m, представлява нещо, наподобяващо грозд, обърнат с широката си част по посока на изхвърлянето (фиг. 62). Едни от сачмите, особено периферните, които са подложени на натиска на барутните газове и са се деформирали при триенето си в канала на цевта, след излитането си се разсейват встрани от основния сачмен сноп. В основния сачмен сноп и ядрото му сачмите също се раздалечават една от друга в зависимост от това колко повече или по-малко са минали без деформация през шока на цевта. Разсейването на сачмите в ширина и дължина е различно за различните калибри и размери на сачмите и зависи от снарядяването на патроните, от налягането и скоростта, от дължината на цевите и други фактори.
Известно е, че колкото по-бързо се разпилява сачменият сноп, толкова по-мъчно той преодолява съпротивлението на въздуха. Дължината на сачмения сноп се счита за нормална, когато е равна на 1/10 част от разстоянието, на което се намира обектът. Или, ако обектът, в който се мерим, е на разстояние 30 м от дулото на цевта, дължината на сачмения сноп трябва да бъде 3 метра. Ако приемем този пример и разгледаме концентрацията на сачмите в целия сачмен сноп, ще се види, че на разстояние 1 метър от началото на снопа са се концентрирали около 45% от всичките сачми. В следващия половин метър са концентрирани около 35% и в последната част,в опашката, са останали около 20%. При това положение е очевидно, че най-голяма плътност сачменнит сноп има в средната си част. С увеличаването на разстоянието дължината и ширината на сачмения сноп се увеличават. Така например при изстрел със сачми № 3 с диаметър 3,5 мм, на разстояние 60 м, се образува сачмен сноп, широк 3 м, а при сачми № 7/2,5 мм този сноп те бъде широк 7 метра. За полезното действие на снаряда съдим по скоростта на движението му, силата на удара и концентрацията в битата площ. Измерването на тези величини става, като изстрелваме серия от най-малко 10 патрона на апарата на Буланже. При наличността на електронен изчислител измерването им ще бъде още по-точно, а по-точно ще бъде измерена и началната скорост на снаряда. Концентрацията в битата площ се измерва посредством стрелба в кръг с диаметър 75 см, в който стреляме от разстояние 35 м. Чувствителни резултати са постигнати чрез замяната на загъвката на патрона с изхвърлянето на надсачмената капачка с т. нар. концентратори. През 1946 г. фирмата „Винчестер" положи сачмения снаряд в пластмасов концентратор и повиши концентрацията на сачмите в кръга от 60 на 80%. Този концентритор е изработен от пластмаса и представлява едно калпаче, събиращо снаряда. По примера на „Винчестер" постъпиха фирмите „Ремингтон", „Пинто" и др. Такива или приблизително като концентраторите на фирмата „Ремингтон" се произвеждат и у нас. Въведоха се и пластмасови обтуратори, които също спомогнаха за голямата концентрация на снаряда(фиг 62,б), Факторите, които обуславят концентрацията, са няколко. По-главни от тих са: качеството на сачмите, налягането на газовете при възпламеняването на барута (максималното налягане в цевта), обтурацията на газовете, начинът на загьването на гилзите и деформацията на сачмите.
За концентрацията важна роля играе сферичността на сачмите. Сачмите с неправилна форма или деформирани при изстрела излитат встрани от сачмения сноп и не се оползотворяват. Твърдостта на сачмите в даден предел е от съществено значение за осипа. Тя е в зависимост от съдържанието на антимона в лигатурата, както и от метода на повърхностната им обработка. Така например по-голям и траен е ефектът от никелирането, докато термичната обработка придава само временна твърдост на сачмите, която трае 1—2 години. Ето защо, макар и да струват по-скъпо, много фирми се ориентират към снарядяване на патрони за състезателни нужди с никелирани сачми. Твърдостта на сачмите спомага за равномерното им разсейване в мишените на пределни разстояния. Това е особено важно за стендотвата стрелба и за стрелба по бързо движещ се дивеч, каквито са например патиците. Деформацията на сачмите е другият фактор за неправилното им разпределение. Именно за избягването на деформацията споменатите фирми насипват сачмите в пластмасовия концентратор. Целта е да се премахне триенето на периферните сачми в канала на цевта и следователно да се избегне деформацията им. Концентраторът даде положителен резултат за концентрация на сачмите, като същевременно се постигна и по-голям икономически ефект, тъй като никелирането на сачмите стана излишно. Освен това намали се и налягането на газовете в цевта с 10 до 15 атмосфери. Налягането на барутните газове в канала на цевта е друг важен фактор, защото той именно е причина за деформацията на сачмите в момента на изстрела. Доказано е, че с нарастването на налягането расте и деформацията на сачмите. Ето защо строго се следи налягането на патроните да не надвишава 500kg/cm2 независимо от това, че високото налягане се отнася и до безопасността на изстрела. Следващият фактор са тапите и обтурацията. Във фотолабораториите на големите фирми, производители на ловно оръжие и боеприпаси, са поставени фотоапаратури, позволяващи заснемане на движение със скорост до една милионна част от секундата, чрез които се доказва, че при използуването на обикновени филцови или кечени тапи за снарядяването на патрони при възпламеняването на заряда част от барутните газове преминават между стените на гилзата и навлизат в сачмения сноп, който от високата температура се размеква и спомага сачмите, триещи се в канала на цевта, да се деформират. Използуването на обтуратора не позволява на газовете да преминат край стените на гилзата и цевите до излизането на снаряда вън от дулото на цевта.Последният фактор за концентрацията на сачмите в битата площ е загъването на патрона. Пак чрез фотография на изстрела бе установено, че обикновеният начин за загъване на патрона с поставяне на надсачмена капачка е неефикасен. Оказа се, че сачмената капачка застава пред сачмения сноп при излитането му за съвсем кратко време и отклонява направлението му или го разбърква (същото извършва и една тежка кечена тапа, която удря снаряда след излитането му от шока и го разбива). Това наложи да се измени обикновеният начин на загъване на патроните и да се премине към звездообразното загъване, което напоследък все повече се налага. Пробивната сила на сачмите или разстоянието, на което сачменият сноп има поразяваща, смъртоносна за дивеча сила, е важен въпрос за всеки ловец. Отбелязва се, че от калибъра на пушката зависи по-малко или повече сачми да се използуват в даден снаряд и следователно по-голяма или по-малка ще е битата площ. Освен това не бива да се пренебрегва и диаметърът на сачмите. Колкото те са по-едри и имат по-голяма маса, толкова по-голяма начална скорост запазват и следователно толкова по-далече и с по-голяма пробивна сила ще попаднат в целта. Разбира се, не без значение е и шоковото стеснение на цевта, която ще изхвърли снаряда.
|
| Фиг. 63. Зоните на шока и цилиндъра: а)-на пушка с шоково стеснение; б)-на пушка с цилиндрична цев |
На фиг. 63 са посочени зоните на поразяващата способност на пушките с цилиндрична и шокова цев и на такива с 12-ти и 16-ти калибър. От защрихованата зона се вижда, че пушки с цилиндрична цев имат поразяваща способност на разстояние 38 m, а с шокова на 53 m. Както видяхме, сачмите имат далекобойност или поразяваща сила на определени разстояния. Извън тях те губят своята сила. Доказано е, че летенето на сачмите в пространството при еднакви други условия е в зависимост от диаметъра им. То се определя, като умножим диаметъра на дадена сачма по 100. Например сачми №1 имат диаметър 4mm. Като умножим 4 х 100 — 400, т.е. сачмите в дадения случай летят на разстояние до 400 m. Пробивната сила на сачмите е в пряка зависимост от скоростта на снаряда, от диаметъра и твърдостта на сачмите и др. При нормални средни разстояния тази сила не е постоянна. На по-големи разстояния едрите сачми притежават по-голяма крайна скорост 150 m/s на 70 m разстояние, докато сачма №7 запазва същата скорост до 40 m, макар че и в двата случая началната скорост, съобщена на снаряда, е 360 m/s. Ясно е следователно, че едрите сачми ще проникнат в дивеча по-дълбоко и на по-големи разстояния, отколкото дребните. В замяна на това дребните сачми засягат дивеча на повече места, но не винаги на необходимата дълбочина. Едрите сачми имат по-голяма маса и поразяват дивеча по-лесно, защото причиняват по-големи рани. Пробивната сила на сачмите се обуславя и от твърдостта на сачмите, тъй като те запазват сферичната си форма даже и след проникването си в дивеча, освен ако попаднат върху кост. Колкото по-дълго сачмата запази сфернчността си, толкова по-дълбоко ще проникне в тялото на дивеча. Трябва да се има предвид обаче, че в началото на ловния сезон може да се употребяват по-дребни сачми при лов на заек, но през зимата, когато козината ще се сгъстява и пораства, трябва да се увеличи големината им. Това се отнася и до яребиците и др., още повече, че в края на ловния сезон дивечът е наплашен и се вдига от по-големи разстояния.
В табл. 5 даваме пробивната сила на четири номера сачми, които са най-употребяваните за стрелба по космат и пернат дивеч.| Стрелба с номера на сачмите | ||||
| №1 | №3 | №5 | №7 | |
| Диаметър в mm | 4.0 | 3.5 | 3.0 | 2.5 |
| Поразена повърхност в mm | 12 | 10 | 7 | 5 |
| Проникване в сантиметри (приблизително) при скорост 375 m/s | ||||
| На разстояние 60m | 5.0 | 4.0 | 3 | 2 |
| 50m | 5.5 | 4.5 | 4 | 3 |
| 40m | 7.0 | 5.0 | 5 | 4 |
| 30m | 9.0 | 7.0 | 6 | 5 |
Трябва да се има предвид, че успешното поразяване на дивеча на разстояние, по-голямо от 38m за пушка с цилиндрична цев и 53mm за такава с шокова цев, се смята за случайност. За по-дребните сачми това разстояние се намалява. Според някои източници ефикасната далекобойност на отделните номера сачми се установява така, както е показано в табл.6.
| Сачми № | Диаметър | Поразяваща далекобойност в m |
| 1 | 4.00 | 116 |
| 2 | 3.75 | 108 |
| 3 | 3.50 | 85 |
| 4 | 3.25 | 78 |
| 5 | 3.00 | 66 |
| 6 | 2.75 | 58 |
| 7 | 2.50 | 54 |
| 8 | 2.25 | 33 |
Поражаемата далекобойност на сачмите е в зависимост от скоростта, която притежават в момента на попаденията в дивеча. Тази скорост не бива да бъде по-малка от 180 m/s, за да имаме успешен изстрел. Всяка пушка дава най-добър бой със сачми, чиито диаметър е равен на 1/5 част от диаметъра на цевта й (калибъра й). На пушка 12-ти калибър тези сачми ще бъдат №3, равни на 3,5 mm, а за 16—№5, равни на 3 mm. Рикошетът е явление, което наблюдаваме, когато при падането си на земята под неголям ъгъл, а също така и при падането в твърда и плътна преграда със значително отклонение от нормалното направление куршумът или сачмата се отразява и променя летенето си в ново направление. Рикошет се получава при стрелба с ловна пушка при положение, че сачмата или куршумът попаднат в камък, дърво, лед и даже във вода, но обезателно под ъгъл 10—13°. След рикоширането сачмите губят своята плътност. Те силно се разсейват, вземат съвсем неочаквани направления и стават опасни на около 100 m, ако попаднат в слаби, открити и чувствителни места на тялото. Нека не се забравя, че ловните куршуми, които имат по-голяма маса, са особено податливи на рикоширане, а следователно и много по-опасни. Последното е особено валидно за кръглите куршуми. Ако такъв куршум попадне в дърво със скорост 130 m/s и под ъгъл 60°, той се отразява под ъгъл 100° така, че се връща обратно към стрелеца.
Към въпросите на външната балистика принадлежи и въпросът с отката. При изстрел налягането на барутните газове действува не само върху патронника и цевите на пушката, но и върху затворната глава. Това рязко налягане води до тласък на оръжието назад, върху рамото на стрелеца. Той е най-голям в момента, когато снарядът напуска дулния срез на цевта. Тогава се нарича откат (ритане). Силата на отката е в зависимост от теглото на пушката и на снаряда и от началната скорост. От физиката знаем, че една сила, действуваща едновременно на две тела, съобщава на същите различни скорости, обратно пропорционални на теглото им. Следователно при еднакви други условия, колкото снарядът е по-тежък и колкото началната му скорост е по-голяма, толкова и откатът ще е по-голям. Откатът е вредно явление и при стрелбата с ловната пушка се проявява по два начина. Първият е контузията, която стрелецът получава в рамото, или разбиването на бузата му вследствие на неправилното прикладване и недостатъчно притискане на приклада към рамото. При втория сачменият сноп се отклонява над изстрелната линия в момента, когато напуска дулото на цевта и дава отклонение от целта. Както се вижда, и в двата случая действието на отката е вредно.
