Деформация охотничьих свинцовых пуль при стрельбе

Предметом исследований деформации были распространенные среди охотников пули «Спутник», «Майера», «Кировчанка», «Вятка», изготовленные в соответствии с ТУ 221 РСФСР 0362—80. Практика показывает, что несмотря на самое тщательное снаряжение заметно сократить рассеивание пуль при стрельбе из гладкоствольного охотничьего оружия не удается, поэтому предпринимались и продолжают предприниматься попытки уменьшить разброс пуль повышением их устойчивости при полете по траектории.

Добиться этого пытаются в основном двумя способами. Первый состоит в том, чтобы придать пуле стреловидность, но в пули, длина которой почти равна диаметру, создать сколько-нибудь заметную стреловидность невозможно. Стремление во что бы то ни стало добиться стреловидности привело к появлению подкалиберных пуль, у которых длина увеличена за счет уменьшения диаметра. Типичным образцом такой пули является «Кировчанка».

Второй способ предусматривает обеспечение устойчивости за счет гироскопического момента, возникающего при быстром вращении пули, тоесть используется способ, примененный в нарезном оружии, в котором пуля приобретает вращательное движение благодаря нарезам, имеющимся в канале ствола и, вылетая из него уже обладает гироскопической устойчивостью.

В гладком канале ствола пуля не может приобрести вращательное движение и поэтому, вылетев из него, устойчивостью но обладает. Чтобы привести пулю во вращение, разработчики пуль, называемых турбинными, на наружных поверхностях и внутри сквозных каналов располагают под углом к продольной оси выступающие ребра (лопасти), которые под воздействием встречного потока воздуха должны привести пулю во вращательное движение.

Деформация охотничьих свинцовых пуль до и после выстрела. Таблица 1. Обмер пуль

Бесполезность для этой цели наружных ребер очевидна, так как отбрасываемый в стороны головной частью летящей пули воздушный поток никакого воздействия на ребра, находящиеся в аэродинамической тени, оказать не может. Об эффективности лопастей, расположенных в сквозных внутренних каналах (круглых или кольцевых), без специальных исследований сказать что-либо определенное нельзя. Пуля, вылетающая из нарезного ствола и обладающая гироскопической устойчивостью, в период последействия не испытывает такого влияния факторов, возмущающих ее положение в пространстве, как пуля, вылетающая из гладкого ствола.

Напоминаю, что период последействия — это период от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия на пулю пороховых газов. Вслед за пулей из нарезного ствола вылетают только пороховые газы, в то время как за пулей, покидающей гладкий ствол ружья, вылетают пыжи и прокладки, удар которых в хвостовую часть пули в период последействия, непостоянный по силе и беспорядочный по направлению, дестабилизирует и без того неустойчивое положение пули в пространстве.

Таблица 2. Результаты отстрелов пуль «Спутник» и Майера.

Поэтому пули после выстрела из гладкого ствола часто летят кувырком, о чем свидетельствуют пробоины на мишенях. Мы рассмотрели проблему неустойчивого полета по траектории, не принимая во внимание осложнения, которые вносит в рассматриваемый вопрос деформация пуль, происходящая во время выстрела. Величина деформации зависит от многих факторов, в том числе: от баллистических характеристик патронов; от способности пули противостоять инерционным перегрузкам, возникающим при ускорении; от конструкции патрона, в том числе от обтюрирующих способностей пыжей и их амортизационных свойств, определяющих быстроту развития ускорения пули в первый период выстрела. На фотографиях 1 и 2 показаны пули в том виде, как они выглядят до и после выстрелов.

Образцы деформированных пуль были получены в результате стрельб в конце зимы по глубокому и рыхлому снегу. Путь торможения пуль в снегу был примерно 30—70 м. Весной с таянием снега пули опустились на грунт и были подобраны.

Таким образом, эти образцы не имеют никаких дополнительных повреждений после вылета из ствола. Образец, воспроизведенный на фото 3, получен в результате торможения пуль после выстрела из ствола длиной 200мм в среде из поролона и разрыхленных марлевых обрезков. В соответствии с величиной деформации оценим способность представленных образцов противостоять перегрузкам, возникающим во время выстрелов. Пулю Майера можно рассматривать как трубу переменного сечения, передняя часть которой для придания стреловидности сделана более массивной, чем задняя.

1. Пуля Майера до и после выстрела из ствола цилиндрической сверловки длинной 695 мм.

Это позволило при общей длине пули 21,7мм расположить ее центр тяжести на расстоянии 9,1мм от переднего торца, то есть чуть ближе геометрического центра. В результате перегрузки, превышающей в первый период выстрела 45000g, потяжелевшее во столько же раз тело пули осело на более тонкую и ослабленную хвостовую часть.

Свинец под такой перегрузкой заполнил межреберные впадины наружной поверхности, так что получилась гладкая цилиндрическая поверхность с волнистой бахромой на заднем торце. Внутреннее отверстие превратилось в почти глухой конус с остатками ребер в виде морщинистых складок неопределенной формы. Длина пули уменьшилась до 13,5мм, т. е. на 38%. В результате происшедшего перераспределения массы центр тяжести сместился назад и оказался на расстоянии 5,5 мм от заднего торца. Пуля приобрела обратную стреловидность и самую невыгодную аэродинамическую форму, при которой неизбежно ее перевертывание и полет кувырком.

В данном случае патрон с пулей Майера был снаряжен так: на заряд «Сокола» 2,5г досылался полиэтиленовый пыж с обтюратором, затем два войлочных пыжа общей толщиной 20мм, плотная прокладка толщиной 1,5мм и пуля. Относительная деформация пули в этом случае составила 22%, центр массы расположился на расстоянии 8,4 мм от заднего торца, при длине пули 16,8 мм. Сквозной канал значительно сузился, особенно в задней части.

2. Пуля «Кировчанка» до и после выстрела из ствола цилиндрической сверловки длинной 695 мм.

В некоторых случаях прокладка меньшего диаметра, установленная под пулей, оказалась прочно завальцованной выступившими концами ребер и закрыла центральный канал. Пуля «Кировчанка», находившаяся в контейнере, выполнявшем роль жесткого корсета, сохранила подобие первоначальной формы, но деформация лишила ее основного достоинства — стреловидности. Часть свинца переместилась из головной части в хвостовую, вытолкнув из нее пластмассовый вкладыш, тоесть у пули появилась обратная стреловидность, при которой неизбежно переворачивание и последующее кувыркание.

Превращение, которое происходит с пулей «Вятка», хорошо видно на фотографии 3. Она полностью теряет первоначальный вид и становится похожей на пулю Фостера с остатками ребер. Пуля «Спутник» потеряла форму правильного шара, в поперечном сечении ее размер стал равен диаметру канала ствола. Несимметричность формы деформированной пули «Спутник» создают предпосылки к отклонению ее с баллистической траектории в любую сторону, но, несмотря на это, форма пули по сравнению с предыдущими осталась более обтекаемой, и поэтому, вызывая меньшее сопротивление воздуха, она дольше сохраняет запас кинетической энергии, полученный в результате выстрела. Оценивать степень деформации будем по значению Д₀₁, показывающему величину относительной деформации пуль в продольном направлении, в процентах от первоначального размера (см. табл. 1).

Сравнивая пули по степени полученной деформации, мы видим, что чем пространственней конструкция, тем значительней деформация. Объясняется это тем, что удлиненные пули имеют более высокую поперечную нагрузку и поэтому легче деформируются. Во время исследований степени полученной деформации при стрельбе патронами с различными баллистическими характеристиками определялась зависимость начальных скоростей и поперечников рассеивания пуль от величины деформации. Наиболее полные исследования в этом направлении были выполнены с пулями «Спутник» и Майера, для чего использовались специально снаряженные патроны, развивающие среднее максимальное давление пороховых газов в патронниках стволов от 470 до 1144,5кгс/см².

Одинаково снаряженные с каждым типом пули патроны подвергались следующим испытаниям: 1 — стрельба из баллистического ствола серией из 10 выстрелов для определения среднего максимального давления (Рмакс. ср)и скорости полета пули в 10 метрах от дульного среза (V _10ср); 2 — стрельба из ружейных стволов серией из 10 выстрелов для определения V_10cp; здесь и в других случаях стрельба производилась из стволов длиной 695 мм (цилиндр) и 725мм (чок 0,8 мм); 3 — по два выстрела из стволов длиной 200 мм в среду из поролона с марлевыми обрезками для получения образцов пуль со степенью деформации, характерной для данного снаряжения; 4 — стрельба по мишени, установленной на дистанции 50 м тремя сериями по пять выстрелов в каждой для определения среднего поперечника рассеивания пуль.

Двойное определение V_10cp производилось с целью установить, какое влияние на величину начальной скорости может оказать разница в размерах каналов баллистических и ружейных стволов.

3. Пуля «Вятка»до и после выстрела  из ствола длинной 200 мм.

Баллистический ствол 12 калибра имеет канал строго цилиндрической формы диаметром 18,53мм, а ружейный канал того же калибра имеет диаметр от 18,2 до 18,4мм. Кроме того, канал а готовом стволе имеет небольшую (в пределах допуска) конусность. Выбор ствола длиной 200 мм был сделан после проведения специальных исследований, в результате которых было установлено, что процесс деформации пули практически заканчивается на пути в канале длиной 150— 200мм.

Дальше деформации от перегрузки не наблюдается, она может происходить только в результате трения о стенки канала и при прохождении дульных сужений, если они имеются. Стрельбы показали, что увеличение давления пороховых газов во всех случаях сопровождается ростом V,0ep и степени деформации. Следует обратить внимание, что при одинаковых зарядах и способах снаряжения во время стрельбы пулями «Спутник» давление и скорость выше, а относительная деформация ниже, чем при выстрелах пулями Майера.

Пули Майера и «Вятка» после выстрелов

 патронами обычного снаряжения.

Это наглядно видно в таблице 2. При равных условиях меньшую относительную деформацию имеет «Спутник», наиболее же легко деформируемой пулей оказалась пуля Майера, хотя, принимая во внимание величину поперечной нагрузки, должна быть «Кировчанка». Ей, однако, помогает сохранять форму контейнер, внутри которого она находится во время движения в канале ствола.

Под воздействием сил деформации все пули, какую бы форму они первоначально не имели, стремятся принять форму цилиндра. В зависимости от жесткости пыжей, баллистические характеристики патронов, снаряженных «Кировчанкой», изменялись следующим образом: 1 — при «мягком» снаряжении Рмакс.ср=778кгс/сма, V10ср.= s 478м/с; 2 — при «жестком» снаряжении Pмакс.= 1150кгс/см², W10cp=518 м/с. Величина рассеивания пуль в обоих случаях была большей, свыше 1000 мм.

Пули Майера и «Вятка» после выстрелов патронами с применением крахмала.

Большинство пробоин в мишени боковые. При жестком снаряжении перегрузка оказалась настолько большей, что свинец стек в нижнюю часть контейнера, вытолкнув его вперед. Пуля превратилась в бесформенную болванку, диаметр которой равен диаметру канала ствола. Контейнер при такой перегрузке оказался абсолютно бесполезным.

Эксперименты показали, что во всех случаях величина деформации и начальной скорости находится в прямой зависимости от максимального давления газов. Установить же зависимость величины рассеивания пуль от какого-либо внутрибаллистического параметра или от степени деформации не удается даже при самом тщательном анализе. В ряде случаев значительно деформированные пули показали кучность более высокую, чем малодеформированные, в других — наоборот. Так, пуля «Спутник» при 2,2г «Сокола» имела деформацию 7%; поперечник рассеивания при цилиндре был 347мм, при чоке — 405мм. Та же пуля при 3,2г пороха имела деформацию 11%, а поперечник рассеивания соответственно 330 и 390мм. У «Кировчанки» же поперечник рассевания возрастал по мере увеличения навески «Сокола» с 2,2 до 3,0г, с 342 до 500мм при  стрельбе  из цилиндра.

При стрельбе патронами, снаряженными порохом «Сокол», пули «Спутник» и Майера давали при стволе цилиндрической сверловки поперечник рассеивания меньший, чем при стволе сверловки чок. С целью более полной проверки влияния деформации пуль на их рассеивание был использован способ, примененный для уменьшения деформации дроби. Пули «Спутник», Майера и «Вятка» были снаряжены в патроны с использованием крахмала, который засыпался перед завальцовкой в свободное пространство между телом пули и стенками гильзы.

Оказалось, что пули патронов с крахмалом в большей степени сохранили первоначальный вид (см. 4 и 5). Снаряжение патронов с пулями «Спутник» производилось двумя способами, отличавшимися тем, что в одном случае на войлочные пыжи под пулю были положены прокладки из плотного картона толщиной 1,5мм, а в другом нет.

Применялись заряды в 2,5 и 2,7г пороха «Сокол». После выстрелов патронами с прокладкой под пулей, помещенной в крахмал, отмечена меньшая деформация в сравнении с патроном, у которого прокладка отсутствовала. Мы ознакомили вас с некоторыми результатами исследований деформируемых, свинцовых пуль. Пуль стальных, медных и других мало или совсем не деформируемых в этой работе не касались.