Длина ствола и дульная скорость
Правда, для этого потребовался бы ствол очень большой длины. В действительности приходится довольствоваться скоростью около 400 м/с, но и длина ствола сокращается до 700-750 мм. Таким образом, «коэффициент полезного действия» порохового выстрела составляет всего 30% от всей энергии пороха, а 70% энергии тратится на трение скольжения снаряда в стволе, на аэродинамическое сопротивление воздуха перед снарядом, на тепловые потери с уходящими пороховыми газами и на отдачу. Последняя составляющая невелика – около 0,5%.
Я попытался выяснить, в какой пропорции распределяются эти потери, но в отечественной охотничьей литературе я ничего не нашел по внутренней баллистике дробового выстрела, кроме книги Н.А. Изметинского и Л.Е. Михайлова «Ижевские ружья», (Ижевск,1995), в которой, кстати, так же этот вопрос не решен.
Правда, имеются труды по внутренней баллистике орудий, например, у И.П. Граве, Н.Ф. Дроздова, М.Е. Серебрякова и других. К сожалению, строгого аналитического решения задачи внутренней баллистики нет и, как утверждают указанные авторы, и быть не может ввиду сложности пиродинамических процессов при выстреле. Однако очень хотелось хотя бы приближенно решить такую задачу.
Наконец, я наткнулся на книгу Дж. Корнера «Внутренняя баллистика орудий», (М, 1953), в которой было дано приблизительное аналитическое решение этой задачи. По его формулам, зная силу пороха и скорость его горения, можно было найти такие параметры, как максимум давления пороха, давление пороха в конце горения и их расстояния от дульного среза, а также дульное давление. Кроме того, в этих же точках могли быть найдены и скорости снаряда.
К сожалению, решение давалось без учета сил сопротивления, что не давало окончательного решения. После соответствующих попыток все же удалось найти приемлемое техническое решение. Общий баланс энергии выглядит следующим образом: кинетическая энергия снаряда составляет 30%, потери от трения скольжения равны 26, на аэродинамическое сопротивление тратится 20 и с теплом пороховых газов уходит 25% энергии.
Между прочим, эта информация для тех, кто ленится чистить ружье и стрелять неосаленными пыжами, а также использовать пыжи с плохими обтюрирующими свойствами. В последнем случае давление в заснарядном пространстве падает, а прорвавшиеся мимо пыжа или через пыж пороховые газы еще больше увеличивают аэродинамическое сопротивление.
А то, что это торможение действительно существенно, то вся внешняя баллистика снарядов, мин и пуль только тем и занимается, что исследует влияние на полет снаряда сопротивление воздуха в открытом пространстве и ускорение силы тяжести. Сопротивление же снаряда в полузамкнутом канале ствола возрастает раз в пять.
Увеличение длины ствола в какой-то мере способствует увеличению дульной скорости снаряда лишь до тех пор, пока сила пороховых газов превышает торможение. Но после наступления максимума дульной скорости происходит ее спад вплоть до полной остановки снаряда в стволе.
Так, по данным книги «Ижевские ружья», прирост скорости от 500 мм до 720 мм составляет всего 8 м/с. Дальнейшее увеличение длины ствола еще меньше добавит дульной скорости, так что насадка «супергусь» длиной 220 мм увеличила бы убойную дальность дроби № 0 всего на 1,5 м. По моим расчетам при длине ствола 8 м дробь вообще не покинула бы ствол.
А теперь немного не в тему. Мои приятели-охотники задали мне вопрос: «Какая пуля эффективнее, тяжелая или легкая?» С ходу я ничего не смог ответить, но после некоторых расчетов получилось следующее. Если сравнить две круглые пули с одинаковыми диаметрами 18 мм, но разными массами, 35 г и 30 г (отношение масс 1,17), скорости которых равны 400 м/с и 432 м/с соответственно (чтобы выполнялось равенство начальных кинетических энергий), то на расстоянии 120 м их скорости сравняются, но кинетическая энергия пули 35 г будет, естественно, выше, чем пуля 30 г.
Но легкая пуля на всем протяжении имеет большую скорость и, следовательно, меньшее время полета и меньшее снижение траектории полета пули. Это снижение на расстоянии 120 м у тяжелой пули составляет 73 см, а у легкой – 68 см. Выигрыш всего 5 см. Для пуль другого типа, если они отличаются только массой, будут другие цифры, но конечный результат будет аналогичен – легкая пуля с каждым метром полета будет уступать более тяжелой пуле.
Если массы пуль отличаются в меньшей степени, то выигрыш и потери будут незначительны. Например, пули Рубейкина, выточенные из латуни (плотность 8,6 кг/дм3) и из стали (плотность 7,8 кг/дм3), будут иметь отношение масс 1,1, так что их можно считать одинаковыми, но стоимость латуни значительно выше. Так что решайте сами, какие пули изготавливать и применять!
22 марта 2013
Забавно, получается, что гладкоствольные ружья со стволами 800 мм для спортивной стрельбы в дисциплине "трап" делают недалекие люди.
