Віддача. Утворення кута вильоту

Порохові гази, що утворюються під час пострілу, тиснуть у всі сторони з однаковою силою. Тиск на стінки ствола приводить до пружних деформацій ствола, а тиск на дно снаряда і на дно гільзи викликає поступальний рух снаряда і ствола.

Рух ствола і зв'язаних з ним деталей (зброї) у бік, протилежний руху снаряда, під час пострілу під дією тиску порохових газів називається віддачею.

Питання про величину енергії віддачі має велике значення при проектуванні зброї. Зменшити енергію віддачі можна за рахунок зменшення початкової швидкості снаряда V₀, але це невигідно, тому що приводить до погіршення балістичних властивостей зброї; можна зменшити енергію віддачі за рахунок збільшення ваги зброї Q, але і це невигідно, тому що погіршує маневрені властивості зброї; зміна величини ваги снаряда qі ваги заряду ω у свою чергу викликає і зміну початкової швидкості

Тому при проектуванні зброї враховують всі умови і вибирають таку комбінацію величин V₀, Q, q і ω, щоб, не збільшуючи енергії віддачі понад припустимої величини, одержати в той же час найбільш вигідні балістичні властивості зброї.

Крім того, маються конструктивні способи зменшення енергії віддачі. До них відноситься застосування дульних гальм. Дульними гальмами називаються пристосування, котрі з'єднані з дульною частиною ствола і служать для зменшення енергії віддачі.

Дульні гальма бувають активної, реактивної і комбінованої дії.

Дульне гальмо активної дії має передню стінку з досить великою поверхнею. Гази, що витікають з каналу ствола, давлять на цю стінку і тим самим створюють силу, спрямовану у бік, протилежну віддачі, тобто зменшують швидкість віддачі.

Дульне гальмо реактивної дії влаштоване таким чином, що частина газів, що витікають з каналу ствола, попадає у вікна, грані яких зрізані під кутом назад. Завдяки наявності цих вікон змінюється напрямок руху газів і створюється складова реактивної дії, спрямована у бік, протилежний віддачі, тобто швидкість віддачі, що зменшує.

Крім того, у гальмах обох описаних типів швидкість віддачі зменшується внаслідок того, що частина газів відводиться через вікна у бік і не бере участі у реактивній дії газів на ствол.

Дульне гальмо комбінованої дії сполучає принцип дії активного і реактивного гальм.

Дульні гальма поглинають до 30-40% енергії віддачі. Вони знаходять широке застосування в артилерії й у стрілецькій зброї великого калібру.

До недоліків дульних гальм відносяться наступні:

ü потік порохових газів відхиляється убік стрільця;

ü збільшується різкість звуку пострілу;

ü зброя демаскується пилом, що піднімається газами, котрі вдаряються об поверхню землі.

Віддача приводить не тільки до руху зброї уздовж осі каналу ствола, але також і до відхилення осі каналу ствола від первісного напрямку. Щоб усвідомити причину цього явища, розглянемо слайд. Сила P₁, що викликає віддачу зброї, спрямована уздовж осі каналу ствола по напрямку руху зброї. Якщо до центру ваги прикласти дві сили: Р₂ і Р₃, котрі рівні по величині силі P₁ і взаємно протилежно спрямовані, то сили P₁ і Р₂ утворять пару сил, котра змушує зброю відхилятися дуловою частиною догори, а сила Р₃ додає зброї поступальний рух назад.

Таке положення вийде в тому випадку, коли зброя буде мати точку кріплення тільки в центрі ваги. У дійсних умовах стрільби стрілець, упираючи приклад в плече, тим самим протидіє силі P ₁, а тому що відстань між віссю каналу ствола і лінією додатка сили протидії Р₄ трохи більша, ніж відстань від осі каналу ствола до центру ваги, то й обертальний момент у цьому випадку трохи збільшується.

Таким чином, під час пострілу зброя відхиляється дуловою частиною ствола догори й у момент вильоту кулі напрямок осі каналу ствола не збігається з первинним. Величина відхилення дулової частини ствола тим більша, чим більше плече пари сил.

Крім того, на величину відхилення дулової частини ствола від первинного положення впливає вібрація ствола. Ствол зброї являє собою стержень, закріплений на одному кінці. При русі кулі ствол робить коливальні рухи – вібрує. Куля одержує при вильоті напрямок у залежності від положення дулової частини ствола і від швидкості коливального руху кінця ствола в момент вильоту.

Сполучення впливу вібрації ствола і віддачі зброї приводить до утворення кута вильоту.

Кутом вильоту g називається кут, утворений напрямком осі каналу ствола наведеної зброї до пострілу і напрямком тієї ж осі в момент вильоту кулі з каналу ствола. Кут вильоту вважається позитивним, коли вісь каналу ствола в момент вильоту кулі вище її положення до пострілу, і негативним, коли вона нижче. Зазначена в таблицях стрільби величина кута вильоту є середньою величиною, отриманою дослідним шляхом. У деяких системах зброї величина кута вильоту лише незначно коливається біля нульового значення, приймаючи як позитивні, так і негативні значення; у цьому випадку величина кута вильоту приймається рівною нулю. Таке положення спостерігається в карабіні СКС.

Наявність кута вильоту в системах зброї, з яких ведеться одиничний вогонь, не може вважатися недоліком, тому що кут вильоту при збереженні постійної величини не впливає на бій зброї. Погіршення результатів стрільби буде мати місце в тому випадку, коли величина кута вильоту від пострілу до пострілу міняється. Зміна величини кута вильоту може відбутися внаслідок неодноманітного прикладання зброї (зміна плеча, пари сил). Тому однією з основних задач при навчанні стрільби є навчання правильному і одноманітному прикладанню зброї.

При стрільбі безупинним вогнем з автоматичної зброї сама наявність кута вильоту приводить до порушення нормальних умов стрільби. Якщо в момент вильоту першої кулі вісь ствола відхилилася на якийсь кут від первинного положення, то при наступному пострілі відхилення відбувається уже від нового положення осі каналу ствола і т.д. Так, при стрільбі з кулемета, що має позитивний кут вильоту (відхилення нагору), можна помітити, як дулова частина ствола піднімається усе вище і вище. Для усунення цього порушення необхідно створити умови, при яких вісь каналу ствола після кожного пострілу буде повертатися в попереднє положення з цією метою застосовуються спеціальні конструктивні пристрої – компенсатори та дульні гальма – компенсатори.

Гази, які витікають зі ствола, давлять на всі стінки компенсатора. Тиск на передню стінку зменшує віддачу (принцип активного дульного гальма), а різниця тисків на суцільну нижню стінку і на верхню стінку з вікном приводить до реактивного руху компенсатора, а з ним і всієї дульної частини ствола зброї вниз. Іноді передня стінка компенсатора робиться похилою для збільшення кількості газів, що витікають у верхнє вікно. Таким чином, компенсатор наближає вісь каналу ствола після кожного пострілу до первинного положення, від чого кучність стрільби підвищується.

Початкова швидкість кулі (гранати), максимальна швидкість польоту реактивного снаряду (гранати) та їх практичне значення

Під час руху снаряда по каналу ствола швидкість його весь час збільшується і досягає в момент вильоту значення V_Д, що може бути визначено методами внутрішньої балістики. Якби період післядії газів був відсутній, то після вильоту снаряда з каналу ствола швидкість його почала би зменшуватися під дією сили опору повітря. Але під час періоду післядії під тиском газів, що витікають зі ствола, швидкість снаряда ще трохи збільшується, досягаючи значення V_max, а потім вже починає падати під дією сили опору повітря. Але тому, що період післядії важко піддається розрахунку то величина ділянки, на яку післядія газів впливає для збільшення швидкості, незначна (до 50 см для стрілецької зброї), точне значення V_maxвизначити поки ще не вдається.

Тому умовилися за початкову швидкість кулі (снаряду) V ₀ приймати швидкість у дульного зрізу.

Величина початкової швидкості одна з основних балістичних характеристик зброї. При збільшенні початкової швидкості збільшується дальність польоту снаряда, дійсність вогню, пробивна і убійна сила кулі. Для зброї настильного вогню чим більше V₀, тим більше настильною виходить траєкторія при рівних кутах підвищення.

Величина початкової швидкості залежить від багатьох факторів. Основними з них є наступні:

1. Вага снаряда. Зі збільшенням ваги снаряда при тому самому заряді величина початкової швидкості зменшується, а зі зменшенням ваги снаряда збільшується.

2. Довжина каналу ствола. Зі збільшенням довжини каналу ствола початкова швидкість збільшується, тому що снаряд більший час піддається дії тиску газів. Однак зростання початкової швидкості зі збільшенням довжини каналу ствола відбувається до визначених меж. При дуже великій довжині ствола може статися, що сила дії порохових газів на снаряд стане меншою сили опору руху снаряда в каналі ствола; у цьому випадку швидкість снаряда почне зменшуватися.

3. Швидкість горіння пороху. Чим більша швидкість горіння пороху, тим швидше зростає тиск газів на снаряд, і, тому, спочатку швидкість руху снаряда в каналі ствола росте швидше. Максимальний тиск для швидкопалаючого пороху більший і настає раніше, ніж для повільнопалаючого пороху. Але при застосуванні повільнопалаючого пороху падіння тиску після максимального відбувається повільніше, тому для зброї з довгим стволом повільнопалаючий порох може дати більшу початкову швидкість, ніж швидкопалаючий. Швидкопалаючий порох вигідний для зброї з коротким стволом (пістолети, пістолети-кулемети).