Длина ствола и вес порохового заряда балансируются согласно вышеприведенным графикам (схемы 111, 112) внутренних огневых процессов в винтовочном стволе при конструировании и компоновке оружия до наиболее рациональных размеров.
С повышением внешней температуры увеличивается скорость горения пороха, и поэтому увеличиваются максимальное давление и начальная скорость. При понижении внешней температуры начальная скорость уменьшается. Кроме того, при изменении наружной температуры изменяется и температура ствола, и нужно большее или меньшее количество тепла для его нагревания. А это в свою очередь влияет на изменение давления в стволе и соответственно на начальную скорость пули.
Один из старых снайперов на памяти автора в специально сшитом патронташе носил под мышкой десяток винтовочных патронов. На вопрос, какое это имеет значение, пожилой инструктор ответил- "Очень большое значение. Мы с тобой сейчас оба стреляли на 300 метров, но у тебя разброс шел по вертикали вверх-вниз, а у меня - нет. Потому что порох в моих патронах согрет до 36 градусов под мышкой, а твой в подсумке замерз до минус 15 (дело было зимой). Ты винтовку пристреливал осенью при плюс 15, итого разница 30 градусов. Ты стреляешь частым огнем, и у тебя ствол нагрелся, поэтому у тебя первые пули пошли ниже, а вторые - выше. А я все время стреляю порохом одинаковой температуры, поэтому у меня все летит, как положено".
Увеличение (уменьшение) начальной скорости вызывает увеличение (уменьшение) дальности стрельбы. Разности этих величин настолько существенны, что в практике охотничьей стрельбы из гладкоствольных ружей применяют летние и зимние стволы разной длины (зимние стволы обычно на 7-8 см длиннее летних) для достижения одной и той же дальнобойности выстрела. В снайперской практике обязательно делаются поправки дальности на температуру воздуха по соответствующим таблицам (см. ранее).
С повышением влажности порохового заряда уменьшается скорость его горения и соответственно падают давление в стволе и начальная скорость.
Скорость горения пороха прямо пропорциональна окружающему его давлению. На открытом воздухе скорость горения бездымного винтовочного пороха равна приблизительно 1 м/с, а в замкнутом пространстве патронника и ствола вследствие повышения давления скорость горения пороха увеличивается и достигает нескольких десятков метров в секунду.
Отношение веса заряда к объему гильзы при вставленной пуле (камеры сгорания заряда) называется плотностью заряжания. Чем больше "трамбуется" порох в гильзе, что происходит при передозировке пороха или глубокой посадке пули, тем больше возрастают давление и скорость сгорания. Это иногда приводит к резкому скачку давления и даже к детонации порохового заряда, что может привести к разрыву ствола. Плотность заряжания производится по сложным инженерным расчетам и для отечественного винтовочного патрона равна 0,813 кг/дм3. При уменьшении плотности заряжания уменьшается скорость горения, увеличивается время прохождения пули по стволу, что, как ни парадоксально, приводит к быстрому перегреву оружия. По всем этим причинам переснаряжать боевые патроны запрещается!
ОСОБЕННОСТИ СРАБАТЫВАНИЯ МАЛОКАЛИБЕРНЫХ (5,6 MM) ПАТРОНОВ БОКОВОГО ОГНЯ
Капсюльный заряд в патронах бокового огня запрессовывается изнутри в закраину гильзы (так называемый патрон Флобера), и удар бойком для выстрела осуществляется соответственно не по центру, а по закраине дна гильзы. У малокалиберных патронов, имеющих сплошную свинцовую безоболочечную пулю, пороховой заряд весьма незначителен и с малой плотностью заряжания (порох насыпан до половины объема гильзы). Давление пороховых газов незначительно и выбрасывает пулю с начальной скоростью 290-330 м/с. Это делается по той причине, что большее давление может сорвать мягкую свинцовую пулю с нарезов. Для спортивных целей и биатлона вышеуказанной скорости пули вполне достаточно. Но при пониженной внешней температуре воздуха при даже незначительной недосыпке пороха давление в малокалиберном стволе может резко упасть, при падении давления порох перестает гореть и нередки случаи, когда при минус 20°С и ниже пули просто-напросто застревают внутри ствола. Поэтому в зимнее время при отрицательных температурах рекомендуется применять патроны повышенной мощности "Экстра" или "Биатлон".
ТЕОРИЯ ПУЛИ
Пуля является поражающим элементом. Дальность ее полета зависит от удельного веса материала, из которого она сделана.
Кроме того, этот материал должен быть пластичным для врезания в нарезы ствола. Таким материалом является свинец, который применяется для изготовления пуль уже несколько столетий. Но мягкая свинцовая пуля при увеличении порохового заряда и давления в стволе срывается с нарезов. Начальная скорость сплошной свинцовой пули винтовки Бердана не превышала 420-430 м/с, и для свинцовой пули это был предел. Поэтому свинцовую пулю стали заключать в оболочку из более прочного материала, вернее, в эту прочную оболочку стали заливать расплавленный свинец. Такие пули раньше называли двухслойными. При двухслойном устройстве пуля сохраняла возможно больший вес и имела сравнительно прочную оболочку.
Оболочка пули, изготовленная из более прочного, чем наполнявший ее свинец, материала, не давала пуле срываться с нарезов при сильных давлениях внутри ствола и позволяла резко увеличить начальную скорость пули. Более того, при прочной оболочке пуля меньше деформировалась при попадании в цель и этим улучшалось ее пробивное (прошивное) действие.
Пули, состоящие из плотной оболочки и мягкого сердечника (свинцовой заливки), появились в 70-х годах XIX столетия вслед за изобретением бездымного пороха, обеспечивающего повышенное рабочее давление в стволе. Это был рывок в развитии огнестрельного оружия, что позволило в 1884 г. создать первый в мире и весьма удачный знаменитый пулемет "максим". Оболочечная пуля обеспечивала повышенную живучесть нарезных стволов. Дело в том, что мягкий свинец "наволакивался" на стенки ствола, забивал нарезы, что рано или поздно вызывало раздутие стволов. Для того чтобы этого не происходило, свинцовые пули заворачивали в просаленную плотную бумагу, и все равно это мало помогало. В современном малокалиберном оружии, стреляющем свинцовыми безоболочечными пулями, во избежание наволакивания свинца пули покрывают специальным техническим салом.
Материал, из которого изготавливается оболочка пули, должен быть достаточно пластичным, чтобы пуля могла врезаться в нарезы, и достаточно прочным, чтобы пуля при движении по нарезам с них не сорвалась. Кроме того, материал оболочки пули должен иметь как можно меньший коэффициент трения, чтобы меньше изнашивать стенки ствола и обладать стойкостью против ржавления.
Всем этим требованиям наиболее полно отвечает мельхиор - сплав 78,5-80% меди и 21,5-20% никеля. Пули с мельхиоровой оболочкой зарекомендовали себя в эксплуатации лучше, чем какие-либо другие. Но мельхиор был очень дорогим в массовом производстве боеприпасов.
Пули с мельхиоровой оболочкой выпускались в дореволюционной России. Во время Первой мировой войны при отсутствии никеля оболочки пуль были вынуждены изготавливать из латуни. В гражданскую войну и красные, и белые делали боеприпасы из чего придется. Автору приходилось видеть патроны выпусков тех лет с оболочками пуль из латуни, толстой меди и мягкой стали.
В Советском Союзе пули с мельхиоровой оболочкой выпускали до 1930 г. В 1930 г. взамен мельхиора для изготовления оболочек начали применять малоуглеродистую мягкую сталь, плакированную (покрытую) томпаком. Таким образом, оболочка пули стала биметаллической.
Томпак представляет собой сплав 89-91% меди и 9-11% цинка. Его толщина в биметаллической оболочке пули составляет 4-6% от толщины стенки оболочки. Биметаллическая оболочка пули с томпаковым покрытием в основном удовлетворяла предъявляемым требованиям, хотя и несколько уступала оболочкам мельхиоровым.
В связи с тем, что изготовление томпакового покрытия требует дефицитных цветных металлов, перед войной в СССР освоили производство оболочек из холоднокатаных малоуглеродистых сталей. Оболочки эти покрывали тонким слоем меди или латуни электролитическим или контактным способом.
Материал сердечника в современных пулях обладает достаточной мягкостью для облегчения врезания пули в нарезы и имеет достаточно высокую температуру плавления. Для этого используется сплав свинца и сурьмы в соотношении 98-99% свинца и 1-2% сурьмы. Примесь сурьмы делает свинцовый сердечник несколько прочнее и повышает температуру его плавления.
Вышеописанная пуля, имеющая оболочку и свинцовый сердечник (заливку), называется обыкновенной. Среди обыкновенных пуль встречаются сплошные, например французская сплошная томпаковая пуля (схема 113), французская удлиненная сплошная алюминиевая пуля (4 на схеме 114), а также облегченные со стальным сердечником. Появление в обыкновенных пулях стального сердечника вызвано требованием удешевления конструкции пули путем уменьшения количества свинца и уменьшения деформации пули в целях увеличения пробивного действия. Между оболочкой пули и стальным сердечником находится свинцовая рубашка для облегчения врезания в нарезы.
Схема 113 Французская сплошная томпаковая пуля
Схема 114. Обыкновенные пули:
1 - отечественная легкая, 2 - германская легкая; 3 - отечественная тяжелая; 4 - французская сплошная; 5 - отечественная со стальным сердечником; 6 - германская со стальным сердечником; 7 - английская; 8 - японская А - кольцевой желобок - накатка для крепления пули в гильзе
До сих пор в применении встречаются пули старого изготовления. Имеются легкие пули образца 1908 г. с мельхиоровой оболочкой без кольцевой накатки для фиксации пули в гильзе (схема 115) и легкая пуля образца 1908-1930 гг. со сталь-вой, плакированной томпаком оболочкой, имеющая кольцевую накатку для лучшего закрепления пули в дульце гильзы при сборке патрона (А на схеме 114).
Схема 115. Легкая пуля образца 1908 г. без накатки