1.3 Эксплуатационные требования предъявляемые к сердечникам бронебойных пуль

При назначении эксплуатационных требований, целесообразно рассмотреть различные этапы, потому как на каждом из них сердечник ведёт себя по-разному. В процессе функционирования сердечника можно выделить три характерных этапа:

1) движение пули внутри канала ствола;

2) движение пули по траектории;

3) действие по преграде и за ней.

1) На первом этапе можно столкнуться с возможностью поперечного разрыва оболочки пули при движении её в канале ствола. Сердечник с головной частью оболочки вылетает отдельно, а корпус пули остаётся в стволе. Оружие выходит из строя. Разрыв оболочки является результатом, прежде всего осевого смещения элементов под действием давления пороховых газов через отверстие в хвостовой части при врезании пули в нарезы канала ствола.

Основное влияние на возможное смещение сердечника, оказывают размеры отверстия хвостовой части, интенсивность нарастания и величина максимального давления пороховых газов, плотность монтажа элементов пули и надёжность их закрепления, усилие врезания пули в нарезы канала ствола.

Применительно к конструкции сердечника, наличие шероховатой поверхности (fтр>0,18), снижает вероятность его смещения.

2) Второй этап влияет на рассеивание пуль. Неблагоприятные условия для кучной стрельбы создаются при усложнении конструкции пуль и увеличении количества внутренних элементов. Особо следует обратить внимание на наличие разностенности у оболочек, пиростаканов, свинцовых рубашек, которая определяет эксцентриситет положения центра масс относительно геометрической оси. Перераспределение масс элементов и наличие эксцентриситета являются причиной возникновения и действие радиальной силы, увеличивающей радиус прецессии и приводящей к ухудшению кучности.

Биение вершины пули может изменить угол нутации и существенно дестабилизировать пулю.

Особого внимания требует вопрос о взаимовлиянии допусков на линейные диаметральные размеры и комплексное воздействие на динамичность пули и её стабилизации.

Чтобы устранить выше указанные неблагоприятные моменты необходимо ввести требования на прочность и плотность монтажа, введения желаемых допусков на размеры и форму сердечника.

Пули с большей поперечной нагрузкой имеют лучшую кучность.

3) На третьем этапе бронебойная пуля специального действия (оснащенная бронебойным сердечником) обеспечивает поражение защищённого противника и его техники.

Особенности бронепробивного действия определяются специфическими свойствами брони, а также конструкцией, массой и скоростью пули, формой, массой и твёрдостью бронебойного сердечника.

К материалам сердечника предъявляются следующие требования:

- высокая твёрдость в готовом изделии;

- достаточная вязкость;

- большая плотность.

Бронебойные сердечники изготавливают из высококачественной инструментальной углеродистой и легированной стали с обеспечением твёрдости 64...67 HRC, либо для повышения бронепробиваемости из металлокерамических твердых сплавов 87-90 HRC . Необходимо избегать появления остаточных напряжений в готовых сердечниках, так как это может привести к преждевременному разрушению сердечника.

Основным ограничением к широкому применению сердечников из металлокерамики является их высокая стоимость.

Повышение активной массы сердечника возможно за счёт расположения за сердечником свинцового балласта или применения полуоболочечных пуль с выступающим сердечником.

Конструктивно бронебойные пули простого действия выполняются с учётом определённых весовых и размерных соотношений. Относительный вес сердечника принят для существующих образцов qc/qп = 0,55...0,60, относительный диаметр сердечника dc/dп=0,15...0,85. Большие значения этих соотношений соответствуют крупным стрелковым калибрам. Бронепробивное действие наиболее эффективно в сочетании с зажигательным или трассирующим действиями комбинированных пуль. Поэтому, например, для бронебойно-зажигательных пуль со стальным сердечником qc/qп = 0,60...0,65, с металлокерамическим qc/qп = 0,75...0,85 при одинаковом, как и для бронебойных пуль простого действия, соотношении диаметров сердечника и пули.

Размеры и конфигурация головной части бронебойных сердечников играют существенную роль при пробитии бронезащиты. Обычно головная часть сердечника образуется радиусом Rc=2,0...3,0dc, при более острой головной части существует риск скола вершины сердечника, что помешает пробитию преграды. Чтобы избежать рикошетирования, вершину сердечника заостряют в виде конуса или, наоборот, притупляют с образованием боковой грани (рис. 1.6). Ввиду огромных ударных нагрузок необходимо избегать наличия резких переходов, граней и поднутрений на сердечниках, в противном случае вероятно их разрушение при встрече с преградой.

Длина сердечника под ведущей частью пули h=2,0...2,3dc и имеет небольшую конусность с сужением к хвостовой части, что облегчает бронепробитие.

Геометрические характеристики эксплуатационных свойств:

· диаметр сердечника dс=(0.8…0.85)d;

· длина сердечника под ведущей частью пули h=2,0...2,3dc;

· головная часть сердечника образуется радиусом Rc=2,0...3,0dc;

· относительный диаметр сердечника dc/dп=0,15...0,85;

· допуска на размеры;

· шероховатость (fтр>0,18);

· заострение вершины в виде конуса или, притупление с образованием боковой грани;

· исключение резких переходов, граней и поднутрений;

· введение небольшой конусности с сужением к хвостовой части;

Физические характеристики эксплуатационных свойств:

· высокая твёрдость в готовом изделии (HRC 64..67, HRC 87…90);

· достаточная вязкость ( 1кгс*м/см2 );

· относительно высокая плотность (7800кг/м3, 14700 кг/м3).

Механические характеристики эксплуатационных свойств:

· обеспечение высокой твёрдости головной части с постепенным снижением её по длине в направлении к хвостовой части;

· обеспечение высокого предела упругости в цилиндрической части;

1.4 Обзор научно-технической литературы

Процесс внедрения жесткого индентора в пластическую плиту и ее пробивание при динамическом нагружении, имеющий весьма важное значение, исследуют длительное время с целью выявления закономерностей и разработки методики расчета его параметров. В большинстве работ исследуется процесс внедрения сердечника по нормали к поверхности плиты. Общий случай процесса внедрения и пробивания (т.е. внедрения и пробивание под разными углами «встречи») изучен недостаточно. Отсутствие исследовательских работ можно объяснить исключительной сложностью рассматриваемого явления.

Соударение двух тел сопровождается разнообразными процессами, возникновение и относительная роль которых зависят почти исключительно от формы и физических характеристик объектов, а также, что более существенно, от скорости соударения.

Удар отличается от статического или быстрого нагружения тем, что силы, действующие на точку контакта, прикладываются и удаляются в очень короткий промежуток времени, в результате чего возникают волны напряжения, которые затем распространяются на всю систему.

В случаях, когда за время взаимодействия упругие волны успевают многократно пробегать в прямом и обратном направлениях, усредненная картина напряженного состояния может быть удовлетворительно описана исходя из уравнений равновесия с подстановкой в них динамических характеристик материалов. Такой метод решения динамических задач обычно называют квазистатическим.