Что изучает внутренняя и внешняя баллистика. Подготовка снайпера

Внутренняя баллистика, выстрел и его периоды

Внутренняя баллистика - это наука, занимающаяся изучением процессов, которые происходят при выстреле, и в особенности при движении пули (гранаты) по каналу ствола.

Выстрел и его периоды

Выстрелом называется выбрасывание пули (гранаты) из канала ствола оружия энергией газов, образующихся при сгорании порохового заряда.

При выстреле из стрелкового оружия происходят следующие явления. От удара бойка по капсюлю боевого патрона, досланного в патронник, взрывается ударный состав капсюля и образуется пламя, которое через затравочные отверстия в дне гильзы проникает к пороховому заряду и воспламеняет его. При сгорании порохового (боевого) заряда образуется большое количество сильно нагретых газов, создающих в канале ствола высокое давление на дно пули, дно и стенки гильзы, а также на стенки ствола и затвор.

В результате давления газов на дно пули она сдвигается с места и врезается в нарезы; вращаясь по ним, продвигается по каналу ствола с непрерывно возрастающей скоростью и выбрасывается наружу по направлению оси канала ствола. Давление газов на дно гильзы вызывает движение оружия (ствола) назад. От давления газов на стенки гильзы и ствола происходит их растяжение (упругая деформация), и гильза, плотно прижимаясь к патроннику, препятствует прорыву пороховых газов в сторону затвора. Одновременно при выстреле возникает колебательное движение (вибрация) ствола и происходит его нагревание. Раскаленные газы и частицы несгоревшего пороха, истекающие из канала ствола вслед за пулей, при встрече с воздухом порождают пламя и ударную волну; последняя является источником звука при выстреле.

При выстреле из автоматического оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии пороховых газов, отводимых через отверстие в стенке ствола (например, автомат и пулеметы Калашникова, снайперская винтовка Драгунова, станковый пулемет Горюнова), часть пороховых газов, кроме того, после прохождения пулей газоотводного отверстия устремляется через него в газовую камору, ударяет в поршень и отбрасывает поршень с затворной рамой (толкатель с затвором) назад.

Пока затворная рама (стебель затвора) не пройдет определенное расстоян-ие, обеспечивающее вылет пули из канала ствола, затвор продолжает запирать канал ствола. После вылета пули из канала ствола происходит его отпирание; 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 очередной патрон в патронник и вновь запирает канал ствола.

При выстреле из автоматического оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии отдачи (например, пистолет Макарова, автоматический пистолет Стечкина, автомат обр. 1941 г.), давление газов через дно гильзы передается на затвор и вызывает движение затвора с гильзой назад. Это движение начинается в момент, когда давление пороховых газов на дно гильзы преодолевает инерцию затвора и усилие возвратно-боевой пружины. Пуля к этому времени уже вылетает из канала ствола.

Отходя назад, затвор сжимает возвратно-боевую пружину, затем под действием энергии сжатой пружины затвор движется вперед и досылает очередной патрон в патронник.

В некоторых образцах оружия (например, крупнокалиберный пулемет Владимирова, станковый пулемет обр. 1910 г.) под действием давления пороховых газов на дно гильзы вначале движется назад ствол вместе со сцепленным с ним затвором (замком). Пройдя некоторое расстояние, обеспечивающее вылет пули из канала ствола, ствол и затвор расцепляются, после чего затвор по инерции отходит в крайнее заднее положение и сжимает (растягивает) возвратную пружину, а ствол под действием пружины возвращается в.переднее положение.

Иногда после удара бойка по капсюлю выстрела не последует или он произойдет с некоторым запозданием. В первом, случае имеет место осечка, а во втором - затяжной выстрел. Причиной осечки чаще всего бывает отсыревание ударного состава капсюля или порохового заряда, а также слабый удар бойка по капсюлю. Поэтому необходимо оберегать боеприпасы от влаги и содержать оружие в исправном состоянии.

Затяжной выстрел является следствием медленного развития процесса зажжения или воспламенения порохового заряда. Поэтому после осечки не следует сразу открывать затвор, так как возможен затяжной выстрел. Если осечка произойдет при стрельбе из станкового гранатомета, то перед его разряжанием необходимо выждать не менее одной минуты.

При сгорании порохового заряда примерно 25-35% выделяемой энергии затрачивается на сообщение пуле поступательного движения (основная работа); 15-25% энергии - на совершение второстепенных работ (врезание и преодоление трения пули при движении по каналу ствола; нагревание стенок ствола, гильзы и пули; перемещение подвижных частей оружия, газообразной и несгоревшей частей пороха); около 40% энергии не используется и теряется после вылета пули из канала ствола.

Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001-0,06 сек). При выстреле различают четыре последовательных периода: предварительный; первый, или основной; второй; третий, или период последействия газов (рис. 1).

Периоды выстрела: Ро - давление форсирования; Рм - наибольшее (максимальное) давление: Рк и Vк давление, газов и скорость пули в момент конца горения пороха; Рд и Vд давление газов и скорость пули в момент вылета ее из канала ствола; Vм - наибольшая (максимальная) скорость пули; Ратм - давление, равное атмосферному

Предварительный период длится от начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В течение этого периода в канале ствола создается давление газов, необходимое для того, чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола. Это давление называется давлением форсирования; оно достигает 250 - 500 кг/см2 в зависимости от устройства нарезов, веса пули и твердости ее оболочки (например, у стрелкового оружия под патрон обр. 1943 г. давление форсирования равно около 300 кг/см2). Принимают, что горение порохового заряда в этом периоде происходит в постоянном объеме, оболочка врезается в нарезы мгновенно, а движение пули начинается сразу же при достижении в канале ствола давления форсирования.

Первый, или основной , период длится от начала движения пули до момента полного сгорания порохового заряда. В этот период горение порохового заряда происходит -в быстро изменяющемся объеме. В начале периода, когда скорость движения пули по каналу ствола еще невелика, количество газов растет быстрее, чем объем запульного пространства (пространство между дном пули и дном гильзы), давление газов быстро повышается и достигает наибольшей величины (например, у стрелкового оружия под патрон обр. 1943 г.- 2800 кг/см2, а под винтовочный патрон - 2900 кг/см2). Это давление называется максимальным давлением. Оно создается у стрелкового оружия при прохождении пулей 4-6 см пути. Затем, вследствие быстрого увеличения скорости движения пули, объем запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, и давление начинает падать, к концу периода оно равно примерно 2/3 максимального давления. Скорость движения пули постоянно возрастает и к концу периода достигает примерно 3/4 начальной скорости. Пороховой заряд полностью сгорает незадолго до того, как пуля вылетит из канала ствола.

Второй перио д длится от момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из канала ствола. С началом этого периода приток пороховых газов прекращается, однако сильно сжатые и нагретые газы расширяются и, оказывая давление на пулю, увеличивают скорость ее движения. Спад давления во втором периоде происходит довольно быстро и у дульного среза - дульное давление - составляет у различных образцов оружия 300-900 кг/см2 (например, у самозарядного карабина Симонова - 390 кг/см2, у станкового пулемета Горюнова - 570 кг/см2). Скорость пули в момент вылета ее из канала ствола (дульная скорость) несколько меньше начальной скорости.

У некоторых видов стрелкового оружия, особенно короткоствольных (например, пистолет Макарова), второй период отсутствует, так как полного сгорания порохового заряда к моменту вылета пули из канала ствола фактически не происходит.

Третий период, или период последействия газов , длится от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия пороховых газов на пулю. В течение этого периода пороховые газы, истекающие из канала ствола со скоростью 1200- 2000 м/сек, продолжают воздействовать на пулю и сообщают ей дополнительную скорость.

Наибольшей (максимальной) скорости пуля достигает в конце третьего периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола. Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешено сопротивлением воздуха.

Когда речь заходит о боеприпасах, я считаю себя не более чем любителем - я немного занимаюсь снаряжением патронов , играюсь в SolidWorks и читаю пыльные тома, полные результатов тяжёлой работы людей, собравших подробнейшую информацию о патронах. Я, честно говоря, зубрила , но не настоящий эксперт. Но когда я начал писать, то обнаружил, что очень небольшое число людей, которых я встречаю, знают о патронах хотя бы столько же, сколько я.

Кстати сказать, эту ситуацию прекрасно иллюстрирует сравнение количества участников форума IAA (около 3200 человек на момент написания статьи), с форумом AR15.com, где количество зарегистрированных членов приближается к полумиллиону. И не забывайте, что форум IAA самый крупный англоязычный форум коллекционеров/любителей боеприпасов - по крайней мере, насколько мне известно, а AR15.com, просто один из множества крупных оружейных форумов в сети.

В любом случае, я являясь частью оружейного мира и как стрелок, и как автор, я услышал множество мифов о боеприпасах и баллистике, некоторые из них довольно очевидны для большинства людей, а вот другие повторяют гораздо чаще, чем следовало бы. Что стоит за некоторыми из этих мифов и в чём истина?

1. Больше значит лучше

Я поставил это утверждение на первое место, так как оно распространено наиболее широко. И этот миф никогда не умрёт, так как он достаточно нагляден. Если у вас есть под рукой, то возьмите и сравните патрон калибра.45 ACP с 9 мм, или.308 Winchester с.223; подойдут любые два патрона, сильно различающиеся по размеру и весу. Это так очевидно, что делает объяснение в определённой степени сложнее, что крупный патрон - лучший патрон, так как он причиняет намного большие повреждения. В вашей руке серьёзная пуля.45 ACP, в ней все три четверти унции (21,2 грамм), и она даже ощущается намного более солидной и мощной по сравнению с 9 мм, или.32, или любой другой пулей меньшего калибра.

Я не буду тратить много времени, строя предположения, "почему"? Может быть, это всё исходит от наших предков, подбиравших в реке камни, чтобы охотится на птиц, но я думаю, что подобная реакция и не даёт исчезнуть этому мифу.

Патроны.308 Win RWS & LAPUA, а также об их баллистике.

Но независимо от причины, внешняя баллистика различных пуль - сложный предмет, и часто результаты отличаются от предположений, которые можно сделать на основе только размеров разных пуль. Высокоскоростные винтовочные пули, убойно разрушающиеся при попадании в цель, например, могут нанести гораздо более тяжёлые раны, чем крупнокалиберные пули большего веса и размера , особенно если цель не защищена. Разрывные пули с полой оболочкой, даже таких небольших калибров, как.32, могут сильно разрушаться и причинять более массивные повреждения, чем оболочечная пуля.45 калибра. Даже форма пули может влиять на характер повреждений, так плоская, угловатая пуля будет лучше прорезать и разрывать ткани, чем пуля большего калибра со скруглённым носиком.

Ничто из этого не говорит, что больший калибра никогда не бывает эффективнее, или что всё одинаково и в определённой степени современные фаргментирующиеся или экспансивные пули не отличаются по эффективности, истина в том, что внешняя баллистика пули значительно глубже и сложнее, и часто реальные результаты разных пуль противоречат ожиданиям.

2. Более длинный ствол = пропорционально более высокой скорости

Это один из мифов , в котором интуитивно чувствуется подвох. Если мы в два раза увеличим длину ствола, мы удвоим скорость, так? Скорее всего, для моих читателей очевидно, что это не так , но есть ещё много людей, придерживающихся этого ложного утверждения (даже конструктор Лорен С. Кук (Loren C. Cook) повторял этот миф, рекламируя свой пистолет-пулемёт ). Это очевидное допущение на основе информации, что более длинные стволы у винтовок (часто) обеспечивают повышение скорости полёта пули, но оно неправильно.

Отношение между длиной ствола и скоростью полёта пули на самом деле очень дифференцировано, но его суть в следующем: Когда загорается порох в патроне, образуются газы, расширяющиеся и оказывающие давление на донышко пули. Когда пуля зажата в гильзе, то при горении пороха давление повышается, и это давление выталкивает пулю из гильзы, а затем толкает её по каналу ствола, теряя свою энергию, кроме этого давление понижается из-за значительного и постоянного увеличения объёма, в котором находится газ. Это означает, что энергия пороховых газов понижается с каждым дюймом длины ствола, и её максимальное значение достигается как раз в оружии с коротким стволом . Например, увеличение длины ствола винтовки с 10 до 13 дюймов может означать увеличение скорости пули на сотни футов в секунду, а увеличение длины с 21 до 24 дюймов может означать увеличение скорости всего на пару десятков футов в секунду. Вы часто слышите, что изменение давления и силы, влияющей на донышко пули, называют «кривой давления».

В свою очередь, эта кривая и её соотношение с длиной ствола отличается для различных зарядов. В патронах Magnum винтовочных калибров используется очень медленно горящее взрывчатое вещество, которое обеспечивает значительное изменение скорости полёта пули даже при использовании длинного ствола. В пистолетных патронах, напротив, используются быстрогорящие пороха, а это означает, что после нескольких дюймов увеличение скорости полёта пули вследствие использования более длинного ствола становится пренебрежительно малым. Фактически, стреляя пистолетным патроном из длинного винтовочного ствола, вы получите даже немного меньшую начальную скорость полёта пули по сравнению с коротким стволом, так как трение между пулей с каналом ствола начнёт тормозить полёт пули сильнее, чем дополнительное давление будет её ускорять.

3. Калибр имеет значение, тип пули - нет

Это странное высокомерное мнение очень часто всплывает в разговорах, особенно в виде фразы: «Калибра Х не достаточно. Вам нужен калибр Y», при этом упоминаемые калибры мало отличаются друг от друга. Возможно, что кто-то выбирает калибр, совершенно неподходящий для поставленной задачи, но чаще всего подобные обсуждения вращаются вокруг патронов, более или менее соответствующих задаче, при правильном выборе типа пули.

И теперь такое обсуждение становится более предметным, чем просто миф: практически во всех подобных спорах следовало бы больше обращать внимание на выбор типа пули, а не на калибр и мощность заряда. В конце концов, между оболочечной пулей.45 ACP и пулей с экспансивной полостью.45 ACP HST разница в эффективности гораздо выше, чем между 9 мм HST и.45 ACP HST. Выбор одного калибра или другого, скорее всего, не обеспечит огромной разницы в результатах попаданий, а вот выбор типа пули определённо имеет значение!

Выдержки полуторачасового семинара "Баллистика" Сергея Юдина в рамках проекта "Национальная стрелковая ассоциация".

4. Импульс = Останавливающая сила

Импульс - масса, помноженная на скорость, очень лёгкая для понимания физическая величина. Крупный мужчина, столкнувшийся с вами на улице, оттолкнёт вас сильнее, чем миниатюрная девушка, если они движутся с одинаковой скоростью. От крупного камня больше брызг. Эту простую величину легко подсчитать и понять. Чем крупнее что-то и чем быстрее оно перемещается, тем больший у него импульс.

Вот почему естественно было использовать импульс для грубой оценки останавливающей силы пули. Этот подход распространился по всему оружейному сообществу, от обзоров, в которых нет никакой информации, кроме того, что чем крупнее пуля, тем громче звон от попадания её по стальной мишени, до «останавливающего коэффициента Тейлора» (Taylor Knock-Out Index), в котором импульс соотносится с диаметром пули в попытке вычислить останавливающую силу по крупной дичи. Однако, хотя импульс и важная баллистическая характеристика, он не связан напрямую с эффективностью пули при попадании в цель, или с «останавливающей силой».

Импульс - сохраняющаяся величина, которая означает, что так как пуля движется вперёд под действие расширяющихся газов, то оружие при выстреле этой пулей будет двигаться назад с тем же импульсом, что и суммарный импульс пули и пороховых газов. Что значит, что импульс пули, которой стреляют с плеча или с рук, не достаточен для нанесения даже значительных повреждений человеку, не говоря уже об убийстве. Импульс пули, в момент попадания в цель, не делает ничего, кроме возможного ушиба тканей и очень небольшого толчка. Поражающая способность выстрела, в свою очередь, определяется скоростью, с которой перемещается пуля, и размерами канала, который создаёт пуля внутри цели.

Данная статья намеренно написана в привлекающей внимание и очень обобщённой манере, так как я планирую рассмотреть эти вопросы более подробно, на разных уровнях сложности, и хочу узнать, насколько читателей заинтересует подобная тема. Если вы хотите, чтобы я подробнее рассказал о боеприпасах и баллистике, скажите об этом в комментариях.

Занимательная баллистика пули от канала National Geographic.

К научным основам судебной баллистики относятся представления о процессах выстрела, которые подразделяются на процессы внутренней и внешней баллистики.

Внутренняя баллистика изучает движение снаряда в канале ствола орудия под действием пороховых газов, а также закономерности других процессов, происходящих при выстреле в канале ствола или камере пороховой ракеты. Рассматривая выстрел как сложный процесс быстрого превращения химической энергии пороха в тепловую, а затем в механическую работу перемещения снаряда, заряда и откатных частей орудия, внутренняя баллистика различает в явлении выстрела: предварительный период - от начала горения пороха до начала движения снаряда; 1-й (основной) период - от начала движения снаряда до конца горения пороха; 2-й период - от конца горения пороха до момента вылета снаряда из канала ствола (период адиабатическом расширения газов) и период последействия пороховых газов на снаряд и ствол. Закономерности процессов, связанные с последним периодом, рассматриваются специальным разделом баллистики - промежуточной баллистикой . Конец периода последействия на снаряд разделяет область явлений, изучаемых внутренней и внешней баллистикой.

Основными разделами внутренней баллистики являются пиростатика, пиродинамика и баллистическое проектирование орудий.

Пиростатика изучает законы горения пороха и газообразования при сгорании пороха в постоянном объёме и устанавливает влияние химической природы пороха, его формы и размеров на законы горения и газообразования.

Пиродинамика изучает процессы и явления, происходящие в канале ствола при выстреле, и устанавливает связи между конструктивными характеристиками канала ствола, условиями заряжания и различными физико-химическими и механическими процессами, протекающими при выстреле.

На основании рассмотрения этих процессов, а также сил, действующих на снаряд и ствол, устанавливается система уравнений, описывающих процесс выстрела, в том числе основное уравнение внутренней баллистикой, связывающее величину сгоревшей части заряда, давление пороховых газов в канале ствола, скорость снаряда и длину пройденного им пути. Решение этой системы и нахождение зависимости изменения давления пороховых газов, скорости снаряда и других параметров от пути снаряда и от времени его движения по каналу ствола является первой основной (прямой) задачей внутренней баллистики.

Для решения этой задачи применяются: аналитический метод, методы численного интегрирования (в т.ч. на основе электронно-вычислительных машин) и табличные методы. Во всех этих методах ввиду сложности процесса выстрела и недостаточной изученности отдельных факторов делаются некоторые допущения. Большое практическое значение имеют поправочные формулы внутренней баллистики, позволяющие определить изменение дульной скорости снаряда и максимального давления в канале ствола при изменении различных условий заряжания. Астапкин, Д.И Астапкина, С.М. Криминалистика. - М.: ИНФРА-М, 2002. -С.104

Баллистическое проектирование орудий является второй основной (обратной) задачей внутренней баллистики. Оно определяет конструктивные данные канала ствола и условия заряжания, при которых снаряд данного калибра и массы получит при вылете заданную (дульную) скорость. Для выбранного при проектировании варианта ствола рассчитываются кривые изменения давления газов в канале ствола и скорости снаряда по длине ствола и по времени. Эти кривые являются исходными данными при проектировании артиллерийской системы в целом и боеприпасов к ней. Внутренняя баллистика изучает также процесс выстрела при специальных и комбинированных зарядах, в стрелковом оружии, системах с коническими стволами, системах с истечением газов во время горения пороха (газодинамические и безоткатные орудия, миномёты).

Важным разделом является также внутренняя баллистика пороховых ракет, которая развилась в специальную науку. Основные разделы внутренней баллистики пороховых ракет составляют: пиростатика полузамкнутого объёма, рассматривающая законы горения пороха при сравнительно небольшом постоянном давлении; решение основные задачи внутренней баллистики пороховой ракеты, состоящей в определении (при заданных условиях заряжания) закона изменения давления пороховых газов в камере в зависимости от времени, а также закона изменения силы тяги для обеспечения требуемой скорости ракеты; баллистическое проектирование пороховой ракеты, состоящее в определении энергетических характеристик пороха, веса и формы заряда, а также конструктивных параметров сопла, которые обеспечивают при заданном весе боевой части ракеты необходимую силу тяги во время её действия.

Внешняя баллистика изучает движение неуправляемых снарядов (мин, пуль и т.д.) после вылета их из канала ствола (пускового устройства), а также факторы, влияющие на это движение. Основным ее содержанием являются изучение всех элементов движения снаряда и сил, действующих на него в полёте (сила сопротивления воздуха, сила тяжести, реактивная сила, сила, возникающая в период последействия, и др.); движения центра масс снаряда с целью расчёта его траектории при заданных начальных и внешних условиях (основная задача внешней баллистики), а также определение устойчивости полёта и рассеивания снарядов.

Важными разделами внешней баллистики являются теория поправок, разрабатывающая методы оценки влияния факторов, определяющих полёт снаряда, на характер его траектории, а также методика составления таблиц стрельбы и способов нахождения оптимального внешнебаллистического варианта при проектировании артиллерийской систем. Теоретическое решение задач о движении снаряда и задач теории поправок сводится к составлению уравнений движения снаряда, упрощению этих уравнений и отысканию методов их решения; последнее значительно облегчилось и ускорилось с появлением ЭВМ. Для определения начальных условий (начальные скорость и угол бросания, форма и масса снаряда), необходимых для получения заданной траектории, во внешней баллистике пользуются специальными таблицами. Разработка методики составления таблиц стрельбы состоит в определении оптимального сочетания теоретических и экспериментальных исследований, позволяющих получить таблицы стрельбы требуемой точности при минимальных затратах времени. Методами внешней баллистики пользуются также при изучении законов движения космических аппаратов (при их движении без воздействия управляющих сил и моментов). С появлением управляемых снарядов внешняя баллистика сыграла большую роль в становлении и развитии теории полёта, став частным случаем последней. Аверьянова, Т.В., Белкин Р.С., Корухов, Ю.Г., Россинская, Е.Р. Криминалистика / под ред. Р.С. Белкина. - М.: Издательство Норма, 2003.- С.230

Следообразующие детали, оставляющие следы на пулях. В неавтоматическом огнестрельном оружии следы на пулях оставляют: пульный вход, нарезная часть и дульный срез канала ствола. В автоматическом оружии, кроме указанных деталей, следы на пулях оставляют: патронный ввод, загибы магазина и нижняя поверхность затвора.

Пульный вход оставляет следы в виде трасс, расположенных вдоль продольной оси пули либо под незначительным углом к ней. Эти следы (их принято называть первичными) образуются при входе пули в нарезную часть ствола, когда она не вращается.

Нарезная часть канала ствола оставляет следы на выстреленных пулях, которые отображают признаки системы оружия. К последним относятся: калибр, направление полета и количество полей нарезов, их ширина, глубина и угол наклона. Следы от полей нарезов называются вторичными.

Дульный срез канала ствола и патронный ввод обычно не оставляют следов, отображающих признаки системы оружия. При наличии в них дефектов могут оставаться следы, имеющие значение признаков, индивидуализирующих конкретный экземпляр оружии.

Загибы магазина и нижняя поверхность затвора оставляют на пулях следы в виде продольных царапин, которые индивидуализируют конкретный экземпляр оружия. Механизм образования следов на дроби и картечи. При выстреле из гладкоствольного оружия отображаются статические и динамические следы. Статические следы-вмятины образуются от взаимодействия дроби между собой, а динамические следы-трассы - в результате продвижения дроби и картечи по стволу от внутренней его поверхности.

Например, при стрельбе из ружей с чоковым сужением обязательно образуются первичные и вторичные следы-вмятины на дробинках (картечи). Первичные вмятины бывают более крупными, чем вторичные. Они образуются от дульного сужения, а вторичные - с начала воронкообразного ската этого сужения.

Детали и механизмы, оставляющие следы на гильзах. В револьверах следы на гильзах образуют: боек, передний срез казенника, углубления (зацепы) экстрактора, задний срез и внутренняя поверхность камор барабана. В пистолетах, автоматах и карабинах следы на гильзах образуют детали патронника, затвор и др. Так, при наполнении магазина патронами на корпусе гильз появляются следы от его губ в виде продольных царапин. При досылании патронов из магазина в патронник затвор, отходя в крайнее заднее положение, образует следы-отпечатки на крае шляпки гильзы, а при движении вперед на корпусе гильзы могут дополнительно появиться следы скольжения - царапины. При вхождении гильзы в патронник на ее капсюле могут возникнуть слабые следы-отпечатки, образованные чашкой затвора, а на закраине или кольцевой проточке шляпки - царапины от зацепа выбрасывателя. Следы на гильзах, возникающие в процессе заряжания, не всегда имеют неповторимое своеобразие. При производстве выстрела на корпусе гильзы могут возникнуть следы от стенок патронника, а на поверхности ее шляпки - следы от чашки затвора. На капсюле появляются следы от бойка ударника. Эти следы широко используются в практике баллистических экспертиз. При извлечении гильзы из патронника на передней поверхности шляпки остается след зацепа выбрасывателя, а на противоположной стороне шляпки - след отражателя.

Следы на преграде (на объекте). На объекте, в который произведен выстрел, могут остаться следы, классифицирующиеся как основные и дополнительные. К основным относятся следы в виде пробоины, слепого канала, вмятины и т.п., образующиеся от контактирующего воздействия снаряда на объект поражения, а также поясок отбирания в виде полосы темно-серого цвета вокруг входного огнестрельного повреждения.

Поясок обтирания образуется за счет продуктов выстрела, осевших на самом снаряде (частиц металла от самого снаряда, канала ствола, частиц сгоревшего пороха, капсюльного состава и т.п.). Считалось, что поясок обтирания присутствует всегда, независимо от расстояния произведенного выстрела. Поэтому он и был причислен к основным следам, т.е. следам, сопровождающим всегда поражение преграды в процессе выстрела. Проведенные исследования о влиянии внешних факторов на отложение продуктов выстрела позволили установить, что на отложение пояска обтирания оказывает влияние дождь. Смывая продукты выстрела с поверхности снаряда, дождь приводит к тому, что поясок обтирания вокруг входного огнестрельного повреждения отсутствует. Это, в свою очередь, затрудняет решение вопроса об отнесении исследуемого повреждения к огнестрельному, если выстрел был произведен с большого расстояния. Такое повреждение можно принять за повреждение, образованное металлическим предметом, имеющим в сечении форму окружности, например, стилетом.

В зависимости от свойств преграды повреждения возникают и за пределами контакта снаряда (трещины в стекле и т.п.).

Размер и форма пулевых повреждений зависят от размеров и вида пули (оболочечная, безоболочечная), свойств поражаемого объекта и угла встречи с ним пули. Входное повреждение от оболочечной пули в таких преградах, как листовое железо, стекло, пластмасса, если угол встречи равен 90°, будет круглым, диаметр несколько больше диаметра пули; в эластичных преградах (резина, ткани) диаметр отверстия меньше диаметра пули. Безоболочечные (свинцовые) пули в момент удара о преграду нередко деформируются (отмечается сплющивание головной части), в результате чего диаметр повреждения значительно превышает калибр пули. Если угол встречи пули с преградой меньше прямого, то входное отверстие имеет форму овала. Входное отверстие характеризуется ровными, гладкими краями. На текстильных тканях, древесине и некоторых материалах края входного отверстия направлены вовнутрь. Если повреждение в толстой преграде, то возникает канал, расширяющийся в сторону выходного отверстия, края которого чаще всего неровные, вывернутые наружу. Криминалистика / под ред. А.Ф. Волынского, В.П. Лаврова.- М.: ЮНИТИ-ДАНА: Закон и право,2008.- С.220

На пораженном объекте, кроме основных следов, возникают и дополнительные, в зависимости от определенных условий. Наиболее существенными из этих условий являются расстояние выстрела, свойства преграды и внешние факторы, в частности метеоусловия. Такие следы называют следами или признаками близкого выстрела. К ним относятся: следы механического и термического действия пороховых газов, несгоревшие и обгоревшие зерна пороха, отложения копоти выстрела, частицы смазки, отпечаток дульного среза на пораженном объекте (штанцмарка) при выстреле - плотный упор.

Дополнительные следы выстрела образуются на близком расстоянии. В зависимости от вида оружия, качества патрона, преграды и внешних факторов они могут наблюдаться на расстоянии до 55--70 см - для пистолетов и револьверов, до 1 м - для винтовок, до 2 м - для охотничьих ружей.

Оружие с дульным тормозом при выстреле с близкого расстояния образует характерный рисунок окопчения, который зависит от устройства дульного тормоза.

Выстрелом называется выбрасывание пули (гранаты, снаряды) из канала ствола оружия энергией газов, образующихся при сгорании порохового заряда.

При выстреле из стрелкового оружия происходят следующие явления. От удара бойка по капсюлю боевого патрона, досланного в патронник, взрывается ударный состав капсюля и образуется пламя, которое через затравочные отверстия в дне гильзы проникает к пороховому заряду и воспламеняет его. При сгорании порохового (боевого) заряда образуется большое количество сильно нагретых газов, создающих в канале ствола высокое давление на дно пули, дно и стенки гильзы, а также на стенки ствола и затвор. В результате давления газов на дно пули она сдвигается с места и врезается в нарезы; вращаясь по ним, продвигается по каналу ствола с непрерывно возрастающей скоростью и выбрасывается наружу по направлению оси канала ствола. Давление газов на дно гильзы вызывает движение оружия (ствола) назад. От давления газов на стенки гильзы и ствола происходит их растяжение (упругая деформация), и гильза, плотно прижимаясь к патроннику, и гильза, плотно прижимаясь к патроннику, препятствует прорыву пороховых газов в сторону затвора. Одновременно при выстреле возникает колебательное движение (вибрация) ствола и происходит его нагревание. Раскаленные газы и частицы несгоревшего пороха, истекающие из канала ствола вслед за пулей, при встрече с воздухом порождают пламя и ударную волну; последняя является источником звука при выстреле.

При выстреле из автоматического оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии пороховых газов, отводимых через отверстие в стенке ствола (автомат и пулеметы Калашникова, снайперская винтовка Драгунова), часть пороховых газов, кроме того, после прохождения пулей газоотводного отверстия устремляется через него в газовую камеру, ударяет в поршень и отбрасывает поршень с затворной рамой (толкатель с затвором) назад.

Пока затворная рама не пройдет определенное расстояние, обеспечивающее вылет пули из канала ствола, затвор продолжает запирать канал ствола. После вылета пули из канала ствола происходит его отпирание; затворная рама и затвор, двигаясь назад, сжимают возвратную пружину; затвор при этом извлекает из патронника гильзу. При движении вперед под действием сжатой пружины затвор досылает очередной патрон в патронник и вновь запирает канал ствола.

При выстреле из автоматического оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии отдачи (пистолет Макарова, автоматический пистолет Стечкина) давление газов через дно гильзы передается на затвор и вызывает движение затвора с гильзой назад. Это движение начинается в момент, когда давление пороховых газов на дно гильзы преодолевает инерцию затвора и усилие возвратно-боевой пружины. Пуля к этому времени уже вылетает из канала ствола. Отходя назад, затвор сжимает возвратно-боевую пружину, затем под действием энергии сжатой пружины затвор движется вперед и досылает очередной патрон в патронник.

В некоторых образцах оружия (крупнокалиберный пулемет Владимирова, станковый пулемет обр. 1910 г.) под действием давления пороховых газов на дно гильзы вначале движется назад ствол вместе со сцепленным с ним затвором. Пройдя некоторое расстояние, обеспечивающее вылет пули из канала ствола, ствол и затвор расцепляются, после чего затвор по инерции отходит в крайнее заднее положение и сжимает возвратную пружину, а ствол под действием пружины возвращается в переднее положение.

Иногда после удара бойка по капсюлю выстрела не последует или он произойдет с некоторым запозданием. В первом случае имеет место осечка, а во втором – затяжной выстрел. Причиной осечки чаще всего бывает отсыревание ударного состава капсюля или порохового заряда, а также слабый удар бойка по капсюлю. Поэтому необходимо оберегать боеприпасы от влаги и содержать оружие в исправном состоянии.

Затяжной выстрел является следствием медленного развития процесса зажжения или воспламенения порохового заряда. Поэтому после осечки не следует сразу открывать затвор, так как возможет затяжной выстрел. Если осечка произойдет при стрельбе из станкового гранатомета, то перед его разряжением необходимо выждать не менее одной минуты.

При сгорании порохового заряда примерно 25-35 % выделяемой энергии затрачивается на сообщение пуле поступательного движения (основная работа); 15-25% энергии – на совершение второстепенных работ (врезание и преодоление трения пули при движении по каналу ствола; нагревание стенок ствола, гильзы и пули; перемещение подвижных частей оружия, газообразной и несгоревшей частей пороха); около 40% энергии не используется и теряется после вылета пули из канала ствола.

Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001-06 сек.). При выстреле различают четыре последовательных периода: предварительный; первый или основной; второй; период последействия газов.

Предварительный период длится от начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В течение этого периода в канале ствола создается давление газов, необходимое для того, чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола. Это давление называется давлением форсирования. Оно достигает 250-500 кг/см.кв. в зависимости от устройства нарезов, веса пули и твердости ее оболочки (например, у стрелкового оружия под патрон обр. 1943 г. давление форсирования равно 300 кг/см. кв.). Принимают, что горение порохового заряда в этом периоде происходит в постоянном объеме, оболочка врезается в нарезы мгновенно, а движение пули начинается сразу же при достижении в канале ствола давления форсирования.

Первый период длится от начала движения пули до момента полного сгорания порохового заряда. В этот период горение порохового заряда происходит в быстро изменяющемся объеме. В начале периода, когда скорость движения пули по каналу ствола еще невелика, количество газов растет быстрее, чем объем за пульного пространства (пространство между дном пули и дном гильзы), давление газов быстро повышается и достигает наибольшей величины (у стрелкового оружия 2800 кг/см, а под винтовочный патрон – 2900 кг/см). Это давление называется максимальным давлением. Оно создается у стрелкового оружия при прохождении пулей 4-6 см пути. Затем вследствие быстрого увеличения скорости движения пули объем за пульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, и давление начинает падать, к концу периода оно равно примерно 2/3 максимального давления. Скорость движения пули постоянно возрастает и к концу периода достигает примерно ¾ начальной скорости. Пороховой заряд полностью сгорает незадолго до того, как пуля вылетит из канала ствола.

Второй период длится от момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из канала ствола. С началом этого периода приток пороховых газов прекращается, однако сильно сжатые и нагретые газы расширяются и оказывая давление на пулю, увеличивают скорость ее движения. Спад давления во втором периоде происходит довольно быстро и у дульного среза – дульное давление – составляет у различных образцов оружия 300-900 кг/см. У самозарядного карабина Симонова – 390 кг/см, у станкового пулемета Горюнова – 570 кг/см. Скорость пули в момент вылета из канала ствола несколько меньше начальной скорости.

У некоторых видов стрелкового оружия, особенно короткоствольных (например, пистолет Макарова), второй период отсутствует, так как полного сгорания порохового заряда к моменту вылета пули из канала ствола фактически не происходит.

Период последействия длится от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия пороховых газов на пулю. В течение этого периода пороховые газы, истекающие из канала ствола со скоростью 1200-2000 м/с, продолжают воздействовать на пулю и сообщают ей дополнительную скорость. Наибольшей скорости пуля достигает в конце третьего периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола. Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешено сопротивлением воздуха.

Процессы которые происходят внутри канала ствола при выстреле из стрелкового оружия и движение пули в воздухе изучает - баллистика .

Баллистика делится на внешнюю и внутреннюю.

Внешняя баллистика – это наука, изучающая движение пули (гранаты) после прекращения действия на нее пороховых газов.

Вылетев из канала ствола под действием пороховых газов, пуля (граната, снаряд) движется по инерции. Граната, имеющая реактивный двигатель, движется по инерции после истечения газов из реактивного двигателя.

При полете пули в воздухе она описывает кривую линию которая называется траектория.

Пуля при полете в воздухе подвергается действию двух сил:

а) силы тяжести;

б) силы сопротивления воздуха.

Сила тяжести заставляет пулю постепенно понижаться, а сила сопротивления воздуха непрерывно замедляет движение пули и стремится опрокинуть ее. В результате действия этих сил скорость полета пули постепенно уменьшается, а ее траектория представляет собой по форме неравномерно изогнутую линию.

Сопротивление воздуха полету пули вызывается тем, что воздух представляет собой упругую среду и поэтому на движение в этой среде затрачивается часть энергии пули.

Сила сопротивления воздуха вызывается тремя основными причинами трением воздуха, образованием завихрений и образованием баллистической волны.

Частицы воздуха соприкасающиеся с движущейся пулей, вследствие внутреннего сцепления и сцепления (вязкости) с ее поверхностью создают трение и уменьшают скорость пули.

За донной частью пули образуется разреженное пространство, вследствие чего появляется разностью давлений на головную и донную части. Эта разность создает силу, направленную в сторону, обратную движению пули, и уменьшающую скорость ее полета. Частицы воздуха, стремясь заполнить разрежение, образовавшееся за пулей, создают завихрение.

При скорости полета пули, большей скорости звука, от налегания звуковых волн друг на друга создается волна сильно уплотненного воздуха – баллистическая волна, замедляющая скорость полета пули, так как пуля тратит часть своей энергии на создание этой волны.

Внутренняя баллистика – это наука занимающаяся изучением процессов, которые происходят при выстреле, и в особенности при движении пули по каналу ствола.

Введение

Разделы баллистики (от греческого ballo – бросаю)

Баллистика является одним из главных разделов артиллерийской науки. Слово артиллерия (от старофранц. atillire – приготовлять, снаряжать) имеет три разных самостоятельных значения:

1) артиллерия как род сухопутных войск (полковая, дивизионная, и.т.д.);

2) артиллерия как совокупность предметов вооружения (артиллерийское орудие, стрелковое оружие, боеприпасы, средства передвижения, артиллерийские приборы и.т.д.);

3) артиллерия как наука, изучающая вопросы устройства и эксплуатации артиллерийского вооружения и артиллерийской боевой техники, способы их боевого применения и теорию стрельбы, в частности производство снарядов, мин, патронов и их баллистику.

Итак, баллистика – раздел артиллерийской науки, изучающий движение снарядов, мин, пуль, авиабомб и т.п. вплоть до взаимодействия их с целью, а так же процессы, закономерности, явления, сопровождающие это движение. В иностранной литературе процесс взаимодействия снаряда с целью рассматривают как раздел баллистики и называют его «конечная баллистика». Исходя из выше сказанного баллистика имеет 4 раздела:

1. внутренняя баллистика;

2. промежуточная баллистика;

3. внешняя баллистика;

4. конечная баллистика

Внутренняя баллистика ствольных систем изучает движение снаряда в канале ствола орудия под действием пороховых газов, а также закономерности других процессов, происходящих при выстреле в канале ствола.

Промежуточная баллистика изучает движение снарядов после вылета их из канала ствола до момента, когда пороховые газы уже больше не будут воздействовать на снаряд. Так как этот период движения снаряда связан с действием пороховых газов на снаряд после вылета его из канала ствола, то этот период выстрела называют периодом последействия пороховых газов. На этом участке траектории снаряда изучают процессы, действующие не только на снаряд, как возмущающие факторы, но и на орудие и орудийный расчет (откат ствола, ударная волна, пламя, задымленность и т.д.). На этом участке траектории за счет действия пороховых газов снаряд получает дополнительный импульс, скорость его возрастает до максимального значения υ 0 , которое больше дульной скорости υ д – скорости снаряда в момент вылета его из ствола.

Внешняя баллистика изучает движение снаряда на траектории (в воздухе), когда пороховые газы перестают действовать на снаряд до момента подхода его к цели, преграде, или до момента его падения на землю. Изучаются также факторы, влияющие на это движение. Так как участок траектории промежуточной баллистики мал по сравнению со всей траекторией снаряда, он во внешнебаллистических расчетах не учитывается. За начало отсчета принимается положение центра масс в момент прохождения дном снарядадульного среза. При этом скорость снаряда у дульного среза V 0 называется начальной скоростью (практически максимальная скорость снаряда в промежуточной баллистике), которая рассчитывается по методам внешней баллистики.

Конечная баллистика изучает взаимодействие снаряда с целью, движение его в плотных средах (грунт, броня, бетон и т.д.)

Так как баллистика как наука в основном и главным образом базируется на экспериментальных данных, полученных при испытаниях в лабораториях и полигонных условиях, то при проведении баллистических экспериментов используют специальное оборудование, специальные (иногда уникальные) приборы и аппараты для измерения элементов выстрела (давление, скорость), координат снаряда на траектории, исследования процессов взаимодействия снаряда с целью и т.д. Создание таких приборов, оборудования и методов их применения, которые зависят от современного состояния приборостроения и технических дисциплин, прикладной математики и вычислительной техники, относят к так называемой экспериментальной баллистике, которая, как правило, рассматривается как самостоятельный пятый раздел баллистики.

Возникновение баллистики как науки относится к XVI веку, т.е. 200 лет спустя после появления огнестрельного оружия в Европе. Первыми трудами по баллистике являются книги итальянца Н. Тартальи «Новая наука» (1573 г.) и «Вопросы и открытия, относящиеся к артиллерийской стрельбе». Француз М. Мерсенн предложил назвать науку о движении снаряда баллистикой (1644 г.). Началом внутренней баллистики является 1742 год, когда Б. Робинсом был изобретен баллистический маятник, при помощи которого можно было измерить скорость снаряда.