1.1.1. Постріл і його періоди

Пострілом називається викидання кулі (гранати) з каналу ствола зброї енергією газів, які утворюються при згоранні порохового заряду. Постріл відбувається в дуже короткий проміжок часу (0,001-0,06 с). При цьому утворюється велика кількість газів та виділяється багато тепла.

Так, наприклад, пороховий заряд зразка 1943 р. масою 1,6г згорає при пострілі за 0,0012 с та створює при вибуху 1,6¹ л газів, тобто по об’єму приблизно у 1000 разів більше, ніж було вибухової речовини до пострілу. Температура порохових газів досягає 2500-3000 ^оС.

Порох містить в собі велику енергію. Заряд масою 1,45г виштовхує з каналу ствола автомата АК-74 кулю масою 3,4 грама з швидкістю 900 м/с (3374 км/год) та вистрілює її на відстань 3150м. Потужність пострілу більше 2100 к.с., тобто більше потужності паровозу. Однак, паровоз свою потужність (~2000 к.с.) віддає неперервно, секунда за секундою, година за годиною, а зброя досягає своєї потужності за малі частки секунди.

Явища, які виникають при пострілі

Від удару ударника по капсулю зачиненого в патроннику патрона відбувається вибух ударного складу. Полум’я від капсуля через затравочні отвори на дні гільзи проникає до порохового заряду та запалює його. При згоранні порохового (бойового) заряду утворюється велика кількість сильно нагрітих газів (до 3000 ^оС), які створюють в каналі ствола високий тиск на дно кулі, дно та стінки гільзи, а також на стінки ствола та затвор.

Під тиском порохових газів куля зміщується зі свого місця та врізається оболонкою в нарізи каналу ствола. Тиск газів, який потрібен для цього, називається тиском форсування.

Оскільки нарізи проходять по стінкам ствола гвинтоподібно (в’ються зліва вгору направо), то куля, врізаючись в них, набуває обертального руху, порох продовжує горіти, при цьому збільшується кількість газів та їх об’єм. Куля просувається по каналу ствола з неперервно зростаючою швидкістю та виштовхується назовні за напрямком осі каналу ствола².

Від тиску газів на стінки гільзи та ствола відбувається їх розтягування, і гільза, щільно притискаючись до патронника, перешкоджає прориву порохових газів в сторону затвору. Одночасно при пострілі тиск газів на дно гільзи викликає рух зброї (ствола) назад, а також виникає коливальний рух (вібрація) ствола та відбувається його нагрівання.

Розпалені гази та частки незгорілого пороху, які витікають з каналу ствола слідом за кулею, при пострілі разом з повітрям породжують полум’я та ударну хвилю; остання є джерелом звуку при пострілі.

При згоранні порохового заряду, приблизно 25-35 % енергії, яка виділяється, йде на надання кулі поступального руху (основна робота); 15-25% енергії – на виконання другорядних робіт (врізання та подолання тертя кулі при русі по каналу ствола; нагрівання стінок ствола, гільзи та кулі; переміщення рухомих частин зброї, газоподібної та незгорілої частин пороху); близько 40% енергії не використовується та губиться після вильоту кулі з каналу ствола.

Періоди пострілу

Постріл триває дуже короткий проміжок часу (0,001 – 0,06с). При пострілі розрізняють 4 послідовних періоди:

• Попередній;

• Перший чи основний;

• Другий;

• Третій, або період післядії газів;

Попередній період триває від початку горіння порохового заряду до повного врізання оболонки кулі в нарізи ствола. Протягом цього періоду в каналі ствола створюється тиск газів, необхідних для того аби зсунути кулю з місця та подолати опір її оболонки врізанню в нарізи ствола. Цей тиск називається тиском форсування; він досягає 250-500 кг/см² (300 кг/см² у стрілкової зброї під патрони зразка 1943 р.) в залежності від конструкції нарізів, ваги кулі та міцності її оболонки.

Перший, чи основний період триває від початку руху кулі до моменту повного згорання порохового заряду. В цей період горіння порохового заряду відбувається в об’ємі, що швидко змінюється. На початку періоду , коли швидкість руху кулі по каналу ствола ще невелика, кількість газів росте швидше, ніж об’єм закулевого простору (простір між дном кулі та дном гільзи), тиск газів швидко підвищується та досягає найбільшої величини (наприклад, у стрілецької зброї під патрони зразка 1943 р.- 2800 кг/см²)³. Цей тиск створюється у стрілецькій зброї при проходженні кулею 4-6 см шляху. Потім, внаслідок швидкого збільшення швидкості руху кулі об’єм закульного простору збільшується швидше, ніж приток нових газів, тиск починає знижуватися, в кінці періоду він дорівнює приблизно 2/3 максимального тиску. Швидкість руху кулі постійно зростає і наприкінці періоду досягає приблизно ¾ початкової швидкості. Пороховий заряд повністю згорає до того, як куля вилетить з каналу ствола.

Другий період триває від моменту повного згорання порохового заряду до моменту вильоту кулі з каналу ствола. З початком цього періоду приток порохових газів зупиняється, однак сильно стиснуті та нагріті гази розширюються та спричиняють тиск на кулю, збільшуючи швидкість її руху . Зниження тиску в другому періоді відбувається досить швидко і біля дульного зрізу – дульний тиск – складає у різних зразків зброї 300-900 кг/см². Швидкість кулі в момент вильоту її з каналу ствола (дульна швидкість) трохи менше початкової швидкості.

У деяких видів стрілецької зброї, особливо коротко-ствольних (наприклад, пістолет Макарова), другий період відсутній, оскільки повного згорання порохового заряду до моменту вильоту кулі з каналу ствола фактично не відбувається.

Третій період, або період післядії газів триває від моменту вильоту кулі з каналу ствола до моменту зупинки дії порохових газів на кулю (10-15 см від ствола). Протягом цього періоду порохові гази, витікаючі з каналу ствола з швидкістю 1200-2000 м/с, продовжують діяти на кулю та передають їй додаткову швидкість. Найбільшої (максимальної) швидкості куля досягає в кінці третього періоду на відстані кількох десятків сантиметрів від дульного ствола. Розпалені гази, що витікають з каналу ствола слідом за кулею, при зустрічі з повітрям утворюють полум’я та ударну хвилю, яка являється джерелом звуку при пострілі.

Третій період закінчується в той момент, коли тиск порохових газів на дно кулі буде врівноважений опором повітря.

Рис. 1. Періоди пострілу.