Владимир Огородников, Сергей Патрикеев
Малокалиберный патрон. Что к чему?
Казалось бы, что может быть проще малокалиберного патрона? Подумаешь, свинцовая пулька, латунная или стальная гильза, одна десятая грамма пороха, несерьезный капсюль! Однако простота эта кажущаяся. За ней стоит колоссальная работа конструкторов, технологов, производственников, опыт стрелков: спортсменов и охотников. Попробуем разобраться вэтой сложной простоте.
Малокалиберный патрон предназначен для спорта и охоты и занимает свое место в общем ряду боеприпасов. Он используется для стрельбы на дальности до 100 метров. Начальная или дульная скорость пули у различных наименований патронов может колебаться от 300 до 400 и даже 450 м/с. Масса пули колеблется в пределах от 2,2 до 2,7 г. Гильза выполняется из латуни или стали. Стальная покрывается лаком, никелем или цинком. Вот очень краткая характеристика патрона. Качество патрона для нарезного оружия вообще и МК в частности, определяется многими показателями: кучностью, безотказностью, безопасностью, удобством вобращении, способностью сохранять свои свойства после длительного хранения, возможностью применения в различных системах оружия, стоимостью и другими.
Главной характеристикой патрона является его кучность, именно этот показатель определяет его ценность. У лучших образцов так называемый наибольший поперечник рассеивания не превышает 9-10 мм. Следует пояснить, как определяют эту характеристику. Из баллистического оружия, т. е. оружия предназначенного специально для испытаний патронов, закреплённого на станке, производят стрельбу на дальность 50 метров 5-10 группами выстрелов. Причём, количество выстрелов тем больше, чем выше класс испытуемого патрона (для повышения объективности оценки кучности часто стреляют из нескольких стволов). Итак, из закреплённого специального оружия по мишени производят пять групп выстрелов по десять выстрелов в каждой. После чего замеряют расстояние между наружными краями крайних пробоин вкаждой группе. Это иесть поперечник рассеивания, а его максимальная величина после измерения всех групп выстрелов – наибольший поперечник. Теперь представьте себе, как плотно должны ложиться пули, если калибр, т. е. диаметр пули составляет 5,6 мм (0,22 дюйма). Буквально одна в одну! Только с таким патроном спортсмен будет иметь шанс на победу в серьёзных соревнованиях, где подсчёт очков идёт на десятые! Однако и такие жёсткие условия испытаний не гарантируют высокого результата, поэтому для стрелков высокого класса производят подбор патрона под индивидуальное оружие. Изготовление такого патрона очень длительный идорогой процесс, нокогда речь идет о престиже страны и авторитете фирмы-изготовителя, затраты оправданы ислихвой окупаются.
В чём главное достоинство спортивного патрона и как его оценить мы теперь знаем, а вот как достичь высоких показателей характеристик патронов? Качество является результатом взаимодействия всех элементов патрона, каждый из которых в большей или меньшей степени на него влияет. Итак, по порядку.
Гильза
Гильза представляет собой металлический тонкостенный стакан, который в донной части имеет так называемый карман для размещения капсюля-воспламенителя. Для изготовления гильзы используется латунь или сталь с особыми свойствами. Материал гильзы должен быть достаточно прочным и упругим, чтобы выдерживать давление пороховых газов и быстро возвращаться к исходным размерам после того, как давление спадает. Особенно это важно для автоматического оружия, где усилия извлечения стреляной гильзы невелики, а скорости подвижных частей значительны. Если гильза не отвечает этим требованиям, извлечь её из патронника после выстрела можно будет только с помощью шомпола. Поэтому контролю качества материала перед запуском его в производство уделяется большое внимание. Причём контролируются не только механические свойства(предел прочности, текучести и др.) и химический состав (количество примесей, в том числе вредных, неметаллических включений), но и структура металла (величина зерна по шкале баллов, содержание состояний стали: перлита, тростит и др.). Гильза изготавливается из листового металла рядом последовательных операций: вырубки, вытяжки, подрезки и штамповки. Количество вытяжек для стальной и латунной гильз различно. Стальная гильза требует, кроме всего прочего, отжига для снятия внутренних напряжений. После отжига необходимо удалить окалину, для этого производят травление гильзы кислотой. После обработки кислотой нужна промывка и сушка. Все эти операции связаны с загрузками, выгрузками, перемешиваниями тонкостенной гильзы, что неизбежно вызывает возникновение помятостей. Особенно это касается дульца гильзы. Перед сборкой патрона необходимо его расправить, т. е. создать условия для монтажа пули.
Длина гильзы формируется на операции подрезки или откуски. Условно говоря, это ножницы, которые имеют круглые рабочие кромки. При откуске возникают заусенцы, которые неизбежно ухудшают условия монтажа пули, появляется возможность перекоса и задира. Это автоматически приведёт к «неправильному» началу движения пули по каналу ствола и, следовательно, потере кучности. Кроме того, наличие заусенец делает нестабильным усилие сдвига пули, что непосредственно влияет на давление форсирования иполноту сгорания порохового заряда. Нестабильными становятся максимальное давление пороховых газов в канале ствола, начальная скорость полёта пули. Такая, казалось бы мелочь, а какие последствия! Поэтому в патронах высокого класса откуска не применяется. Гильза только подрезается. В то же время для массового патрона откуска, как технологическая операция, очень выгодна – она позволяет совместить две операции: вытяжки и подрезки, а значит, удешевить производство.
Схема операции откуски. Стрелкой показано направление движения пуансона
Механические свойства материала гильзы также влияют на внутреннюю баллистику патрона и кучность. Когда срез дульца завальцовывается в тело пули (делается это для фиксации пули в гильзе, герметизации патрона, а главное – для стабилизации давления форсирования иповышения полноты сгорания заряда), то разные металлы из-за различия в прочностных и упругих свойствах ведут себя неодинаково. Грубо говоря, сталь и латунь по-разному «держат» пулю. Латунь и в этом случае выгодно отличается от стали стабильностью усилия сдвига. Патронщики называют это усилие «извлекающей пулю силой».
Количество вытяжек при изготовлении гильзы также очень существенно. Чем их больше, тем меньше накапливается внутренних напряжений, тем меньше «поводки» гильзы, тем равномернее она прилегает к стенкам патронника при выстреле, тем ровнее усилие извлечения стреляной гильзы, тем однороднее импульс отдачи, тем легче стрелку адаптироваться к выстрелу, а, значит, сокращается время подготовки к очередному выстрелу, что особенно важно при скоростной стрельбе из пистолета. Вот какая длинная цепочка тянется от невидимого пользователю количества вытяжек. Однако большое количество вытяжек удлиняет техпроцесс и удорожает патрон, поэтому желательно его уменьшение, но при этом, возрастает необходимость отжига для снятия внутренних напряжений, травления, промывки и многого другого.
Разностенность, то есть различие в толщине стенки гильзы, так же имеет очень большое значение. Она влияет как на усилие извлечения стреляной гильзы, извлекающую пуля силу, соосность пули с гильзой. Минимальная разностенность достигается только высоким качеством изготовления рабочего инструмента и наладкой оборудования. Также важно, чтобы гильза имела минимальный допуск по наружному диаметру. Если диаметральный зазор между гильзой и стенкой патронника велик – пойдут трещины по корпусу и, сответственно неизвлечения стреляной гильзы; если мал – затруднится досылка патрона в патронник.
Получается, что лучшая гильза – это гильза латунная, с минимальным количеством примесей в металле, изготовленная с большим количеством вытяжек, с подрезкой, минимальной разностенностью, минимальным отклонением от чертежных размеров, минимальным количеством транспортировок.
Капсюль
Теперь о капсюле. В малокалиберных патронах капсюль-воспламенитель как самостоятельная сбоединица отсутствует. Это легко объяснимо малыми размерами патрона. Капсюльный состав помещён в кармане, изготовленном методом штамповки в торцевой части гильзы. Может быть, правильнее было бы назвать штамповку осадкой или подсадкой, так как такое определение точнее отражает суть операции. Стенка гильзы как бы стекает к торцу, образуя наплыв – тот самый карман. Представьте, как будет работать капсюль, если толщина стенки будет очень сильно отличаться в различных точках, а это и определяется разностенностью гильзы в её нижней части. Стенка толще – нет места для размещения состава. Нет состава – нет воспламенения. Осечка! Мало состава – ухудшаются условия воспламенения порохового заряда. Твёрдость гильзы также напрямую влияет на чувствительность капсюля. Понятно, что чем твёрже металл, тем большее усилие накола требуется.
Малокалиберные патроны называют патронами кольцевого воспламенения (а ещё раньше их называли патронами бокового огня) именно из-за того, что для производства выстрела нужно воздействовать на кольцо по периметру торца гильзы.
Капсюльный состав состоит из двух компонентов: собственно инициирующего вещества и добавки, повышающей чувствительность состава. Применение двух составляющих обусловлено тем, что используя одно вещество очень сложно обеспечить одновременно и надёжность, и достаточную полноту воспламенения порохового заряда, и безопасность капсюля в обращении. Рыхлый инициирующий состав при транспортировках просто высыпается, поэтому поверх него с большим (ударение на первом слоге) усилием запрессовывается пистолетный порох (в отечественных патронах П-125). Он служит как бы пыжом (кстати сказать, производственники между собой его так и называют), закрепляющим первый слой и энергетической составляющей, служащей для повышения надёжности воспламенения и увеличения полноты сгорания основного порохового заряда. В качестве инициирующего вещества чаще всего используется тринитрорезорцинат свинца (ТНРС), а в качестве добавки – мраморная или стеклянная крошка, практически пыль. Количеством добавки регулируется чувствительность капсюля. При ударе ТНРС как бы накалывается на многочисленные иголочки и вспыхивает, подж