Что такое выстрел? Это явление, встречающееся при стрельбе, к примеру, из огнестрельного, холодного или иного оружия. Происходит от слова «стрела». Выстрел является сложным комплексом химических и физических явлений. Знание о процессах, происходящих во время этого действия, и о влиянии на них внушительного количества внешних причин содействует канонирам в расчёте данных для вычисления верных установок, необходимых для пальбы, и в итоге помогает успешному исполнению стоящих перед артиллеристами ратных задач.
Явление
Известно, что выстрел - это процесс стремительной трансформации химической мощности пороха сперва в тепловую, а затем в кинетическую энергию перемещения оружия. Это событие условно можно разделить на две фазы – движение снаряда в ствольном канале гаубицы и комплекс событий, свершающихся после вылета пули из дула.
Пуля (снаряд) из ствола вылетает в результате работы пороховых газов. Это явление определяется такими качествами:
- большой температурой газов пороха (2500-2500 °С);
- внушительной величиной напора газов (2-3 тыс. и больше атмосфер);
- горением заряда пороха в быстро модифицирующемся объёме.
Процесс
Как происходит выстрел из пистолета? Для его производства нужно:
- в патронник дослать патрон;
- запереть надёжно ствольный канал затвором;
- нажать курок.
При этом совершаются такие действия:
- ударник под влиянием ударно-спускового механизма наносит бойком удар по капсюлю патрона;
- ударный состав ниппеля зажигается;
- через затравочный просвет луч огня проникает в середину гильзы и поджигает пороховой заряд;
- объём появившихся газов увеличивается и давление повышается;
- газы расширяются и давят на оболочку гильзы и пулю;
- газы прижимают дно гильзы к чашечке затвора, её стенки – к стенкам патронника, а пулю заставляют врезаться в нарезы ствола, перемещаться по его каналу и лететь вперёд.
Эти явления состоят из четырёх периодов, о которых мы расскажем далее.
Первый этап
Вы, наверное, уже поняли, что выстрел – это весьма запутанный процесс. Итак, рассмотрим первый этап этого явления, который называется предварительным. Здесь происходит горение порохового заряда в неизменном объёме до формата, нужного для законченного вставления пули в нарезы. Эта фаза определяется генерацией давления форсирования. Для стрелкового вооружения оно равно 250-55 кг/см².
Основной этап
Основной период (второй этап) характерен горением заряда пороха в стремительно модифицирующемся объёме. Он длится от начала появления давления форсирования, до абсолютного выгорания пороха. На этом этапе давление газов достигает наивысшего уровня. Для стрелкового вооружения оно равно 2500-4000 кг/см².
Это давление значительно ускоряет перемещение пули в ствольном канале, а в итоге пространство запульное увеличивается. В связи с этим, вопреки притоку газов, давление начинает снижаться, достигая в конце горения пороха примерно 2/3 предельного давления. К концу периода пуля движется со скоростью около ¾ от начальной.
Третий период
Конечно же, выстрел – это движение. Что собой представляет третий период? После сгорания пороха новые газы поступать прекращают. Но так как они обладают внушительным запасом энергии, то они продолжают расширяться и в итоге увеличивается скорость перемещения пули.
Этот этап продолжается от завершения горения пороха до момента появления пули из ствольного канала. В конце фазы давление быстро снижается и у дульного среза достигает 300-900 кг/см².
Некоторые виды стрелкового оружия, особенно короткоствольного (пистолет Макарова), не имеют третьего периода, так как к моменту вылета пули из ствольного канала полного сгорания порохового газа практически не происходит.
Четвёртый этап
Как можно охарактеризовать четвёртый этап, или период результатов деятельности газов? В это время газы, исходящие из ствола следом за пулей, продолжают на неё действовать. Данная фаза длится от момента появления пули из ствольного канала до момента завершения влияния на неё газов пороха.
На этом этапе давление резко снижается, скорость же пули постепенно увеличивается до тех пор, пока давление, действующее на неё, не становится равным сопротивлению воздуха. Пуля летит на максимальной скорости, которая достигается на расстоянии пары десятков сантиметров от дула. Необходимо отметить, что выстрел из пушки происходит идентичным образом.
Взрывчатка
Что собой представляют взрывчатые вещества (ВВ)? Это химические и неустойчивые смеси, способные под воздействием ничтожных внешних ниваций (удар, нагревание, укол и так далее) моментально превращаться в газ.
Как появляется звук выстрела? Взрыв – это весьма быстрое химическое или физическое изменение вещества, которому сопутствует такое же стремительное превращение его скрытой (потенциальной) энергии в механическое действие. Оно производится выделяющимися газами, стремящимися к расширению. Таким образом, газы создают повышенное давление в среде, окружающей зону взрыва. Сопутствующим признаком этого действия является мощный звук.
Химическая реакция, в результате которой происходит взрыв, именуется взрывчатой трансформацией. Быстрым сгоранием ВВ называют процесс взрывчатого изменения, распределяющийся по всему весу ВВ со скоростью не более пары метров в секунду. Если это действие протекает на открытом пространстве, ему обычно сопутствует какой-либо эффект.
В закрытой ёмкости ВВ сгорает более энергично, причём процесс сопровождается пронзительным звуком. Классический пример такой взрывчатой трансформации - испепеление в стволе боевого заряда пороха бездымного (скорость около 10 м/с). Сгорание сопровождается быстрым нарастанием давления в стволовом канале, которое распределяется в сторону самого малого сопротивления, выталкивая из него пулю или снаряд.
Глушение звука
Иногда необходимо, чтобы звук выстрела не был слышен. Существует принцип звукоглушения в пневматическом и огнестрельном оружии. Это так называемая отсечка газов выстрела, основанная на перекрытии ствола или дульца гильзы особой заглушкой, движущейся по стволовому каналу или имманентной поверхности гильзы вслед за пулей (снарядом).
В отношении огнестрельного оружия также применяется термин «отсечка пороховых газов выстрела». После того как снаряд вылетел из ствола или покинул гильзу, заглушка останавливается в особом сужении дула или сужении дульца гильзы. В результате она запирает пороховой или прочий газ, кидающий снаряд в гильзе или стволе под остаточным давлением.
Так как в атмосферу газы выстрела не выходят и в ней не расширяются, звук залпа фактически отсутствует. Отсечка газов пальбы эффективна лишь тогда, когда скорость вылетающей пули меньше скорости звука в атмосфере.
Лук
А что собой представляет выстрел из лука? Это метательное оружие, рассчитанное для пальбы стрелами. Для того чтобы сделать выстрел, лучник натягивает тетиву, с помощью чего запасает энергию в согнутой дуге оружия, а затем её отпускает. Далее, дуга, стремительно разгибаясь, трансформирует резервную потенциальную энергию в кинетическую, влияющую на полёт стрелы.
Дальность и скорость выстрела зависят от силы натяжения тетивы, конструкции самострела и погоды. Луки делятся на составные и простые, но все они являют собой дугу с тетивой для метания стрел. Простые создавали из цельного куска дерева длиной до 1,5 м. Составные луки были короче и производились из разных материалов - древесины, рогов, сухожилий животных. Известно, что при сокращении длины самострела достигается необходимая мощь, гибкость и упругость.
Тетиву изготавливали из жил животных, сыромятной кожи, кишок или растительных волокон. Многим нравится слушать звук натяжки тетивы лука с последующим пронзительным свистом летящей стрелы: он очень красивый и завораживает.
