Разработка патронов к гладкоствольному оружию

Точность изготовления пули, рассматриваемой как тело вращения, характеризуется эксцентриситетом центра масс. Эксцентриситет центра масс представляет собой расстояние между центром масс пули (точкой приложения силы тяжести) и продольной осью пули. В идеальном случае центр масс располагается на продольной оси пули (эксцентриситет центра масс равен нулю). В реальном случае эксцентриситет центра масс всегда больше нуля, в результате чего силы, воздействующие на пулю на траектории, систематически приложены к пуле не симметрично с соответствующим искривлением траектории.

Точность изготовления пули определяется исключительно технологией изготовления. Повышение точности изготовления пули требует использования дорогостоящих технологий. Например, любые поры, пустоты в корпусе свинцовой пули, возникающие в процессе литья, могут быть причиной значительного эксцентриситета центра масс. Для уменьшения эксцентриситета центра масс пуль, изготавливаемых литьем, может использоваться литье под давлением. В свою очередь, использование дорогостоящих технологий влечет за собой существенное увеличение стоимости пули.

Одним из основных способов уменьшения влияния эксцентриситета центра масс пули на прямолинейность траектории движения является раскручивание пули относительно продольной оси набегающим потоком воздуха (проворачивающиеся пули). При каждом обороте проворачивающейся пули происходит частичная компенсация влияния эксцентриситета центра масс пули, который периодически оказывается направленным в разные стороны от продольной оси пули. Проворачивание пули в полете обеспечивается наличием элементов конструкции, выполненных под углом к продольной оси пули.

9.1.3. Баллистические свойства пули

Баллистические свойства пули характеризуются изменением скорости (ускорением) пули на траектории в результате воздействия аэродинамической силы, направленной вдоль продольной оси пули (силы лобового сопротивления). Необходимо иметь в виду, что ускорение пули, обусловленное воздействием аэродинамической силы, направлено в сторону, противоположную вектору скорости, и имеет отрицательную величину.

Ускорение пули удобно рассматривать для горизонтального участка траектории движения и при условии совпадения вектора скорости с продольной осью пули. Указанные допущения позволяют исключить влияние на ускорение пули силы тяжести и всех аэродинамических сил, кроме аэродинамической силы, направленной вдоль продольной оси пули.

Ускорение пули, обусловленное воздействием аэродинамической силы, направленной вдоль продольной оси пули, определяется зависимостью:

F 1 pV2

a = — = —iL—SCx,(29)

т т 2

где:

а - ускорение пули, м/с2;

F - аэродинамическая сила, направленная вдоль продольной оси пули, Н;

т - масса пули, кг;

р - плотность воздуха, кг/м3;

V - скорость пули, м/с;

S- наибольшая площадь поперечного сечения пули, м2;

Сх- коэффициент аэродинамический силы, направленной вдоль продольной оси пули.

Очевидно, что наилучшими баллистическими свойствами обладают пули с минимальным значением ускорения, обусловленного воздействием аэродинамической силы.

В соответствии с зависимостью (29), ускорение пули прямо пропорционально квадрату скорости пули, прямо пропорционально квадрату диаметра пули и обратно пропорционально массе пули.

Таким образом, наилучшими баллистическими свойствами обладают пули с наибольшей массой при наименьшем диаметре. Наибольшей массой при наименьшем диаметре обладают пули с большим относительным удлинением (стреловидные пули).

9.1.4. Аэродинамические свойства пули

Значительное влияние на баллистические свойства пули оказывает коэффициент аэродинамической силы, направленной вдоль продольной оси пули. Коэффициент аэродинамической силы Сх (коэффициент лобового сопротивления) сложным образом зависит от

формы и скорости пули.

Коэффициент аэродинамической силы может быть уменьшен за счет выгодной аэродинамической формы головной части пули. Выгодной аэродинамической формой обладают пули с конической, оживальной или полусферической головной частью. Наименее выгодной аэродинамической формой обладают пули с плоской головной частью.

Наибольшее практическое значение имеет существенное увеличение коэффициента аэродинамической силы при скорости пули, близкой к скорости звука (около 340 м/с при нормальных условиях). В этой связи целесообразно выбирать параметры пули и характеристики выстрела таким образом, чтобы скорость пули на максимальной дальности стрельбы была существенно выше скорости звука.

9.1.5. Стабилизация пули

Стабилизация пули является необходимым условием прямолинейности траектории движения пули и высокой точности стрельбы.

Способность пули, рассматриваемой как тело вращения, к стабилизации на траектории означает способность пули сохранять совпадение вектора скорости с продольной осью пули в условиях воздействия дестабилизирующих факторов. Существуют три основных способа стабилизации пули на траектории:

стабилизация за счет высокоскоростного осесимметричного вращения пули;