CC BY
94
Борисова Анжелика Юрьевна, канд. техн. наук, доц., зам. зав. кафедрой, ivts. tulgu@rambler.ru, Россия, Москва, Московский государственный строительный университет
REQUIREMENTS TO UNDERWATER SMALL-ARMS SYSTEMS AND THEIR ROLE IN EVALUATION OF WEAPON COMBATEFFECIENCYLEVEL
N.E. Starikov, A. Y. Vyaznikov, A. Y. Borisova
The main requirements for this type of weapon are developed according to the analysis of underwater small-arms, and their effect on combat use is evaluated.
Key words: fire efficiency, operation, ergonomics, rate of fire, power, firing accuracy, reliability
Starikov Nikolay Evgenievich, Prof. Dr. - Ing., Professor of Department, ivts. tulgu @rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Vyaznikov Alexander Yurievich, serviceman, ivts. tulgu @rambler. ru, Russia, Moscow, Military Unit № 25953
Borisova Anzhelika Yurievna, candidate of technical sciences, Associate Professor, Deputy Head of Department, ivts. tulgu @rambler.ru, Russia, Moscow, Moscow State University of Civil Engineering
УДК 623.9
ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ДВИЖЕНИЕ ОРУЖИЯ В СИСТЕМЕ «ПЛОВЕЦ-ОРУЖИЕ» ПРИ СТРЕЛЬБЕ ПОД ВОДОЙ
В. А. Шаманов, С.В. Чубарыкин, Р. А. Бреус, А.В. Васильев
Установлены характер и степень влияния пространственного движения оружия, обусловленного отдачей, на условия деятельности пловца в системе «Пловец-оружие» и эффективность боевого использования подводного стрелкового оружия при стрельбе под водой.
Ключевые слова: эффективность стрельбы, система «Стрелок-оружие», отдача, ствол, пороховые газы, исходное положение.
Выработка и обоснование требований к автоматическому подводному стрелковому оружию (АПСО) будет наиболее качественной, если сначала провести анализ условий эксплуатации данного вида вооружения. Это вполне закономерно, поскольку при погружении под воду человек (пловец - стрелок) сталкивается с целым рядом специфических особенностей [1].
Во-первых, пловец испытывает большое нервно-психологическое напряжение в силу как необычности окружающей водной среды, так и понижения видимости на глубине, невозможности речевого общения, и самое главное, в силу зависимости жизнедеятельности пловца от исправности и целостности снаряжения (акваланг, маска). Во-вторых, боевой пловец в воде не имеет привычной твердой опоры, как на суше, и находится во взвешенном состоянии. Свое необходимое положение он поддерживает только за счет движения отдельных частей тела (рук, ног, головы).
В свою очередь, необычностью водной среды определены и соответствующие положения для стрельбы. Если исходить из того, что пловцы снабжены ластами или моноластой и под водой передвигаются в основном при помощи движений ног, то в зависимости от складывающейся тактической ситуации они соответственно могут менять направление своего движения, то есть всплывать (погружаться) вертикально вверх (вниз) или под каким-либо углом по отношению к поверхности воды, уплывать от наблюдателя или, наоборот, плыть к нему.
Исходя из сказанного, наиболее характерными положениями для стрельбы являются:
- лежа на плаву или с опорой на грунт (на груди или на спине);
- сидя с опорой на грунт или на плаву;
- стоя с опорой на грунт или на плаву.
Если при этом пловец вооружен автоматом, то он может находиться у маски (прицельная стрельба) или у бедра (стрельба направленным огнем) с упором приклада в плечо или без упора, с опорой локтей в колена или без опоры (для положения сидя). При этом, как показывает практика, во всех случаях стрельба наиболее эффективна из неподвижных положений, то есть, как и при стрельбе на суше. Подтверждением сказанному могут служить результаты стрельбы из 5,66-мм автомата АПС. В частности, из полученных результатов следует, что самым неустойчивым, а соответственно и менее результативным является положение для стрельбы «сидя на плаву». Это объясняется тем, что боевой пловец, находясь в безопорном положении и образуя с оружием единую биомеханическую систему «Пловец - оружие» («П - О») при выстреле совершает сложные пространственные перемещения как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.
Таким образом, особенности водной среды оказывают существенное влияние на условия стрельбы, и это необходимо учитывать не только при оценке эффективности стрельбы под водой из образцов АПСО, но и при формировании тактико-технических требований к ним на этапах разработки.
В свою очередь, меткость стрельбы, характеризующая среднее отклонение центра группирования точек попадания пуль от точки прицеливания, зависит не только от искусства и натренированности стрелка (плов-
ца), но и в значительной степени от устойчивости как образца оружия в системе «П-О», так и всей системы «П-О» в целом.
Целью данного анализа является установление характера и степени влияния пространственного движения оружия, обусловленного отдачей, на условия деятельности пловца в системе («П-О») и качество боевого использования автоматического подводного стрелкового оружия (АПСО) при стрельбе под водой.
Результаты исследований могут способствовать более рациональному обоснованию характеристик данного оружия и эргономической его оценке уже на стадии проектирования. Они же будут способствовать и выработке конструктивных мероприятий, направленных на решение задачи повышения динамической устойчивости системы «П-О» при стрельбе, а соответственно и меткости стрельбы.
Вполне закономерно, что при встрече с противником главная задача для боевого пловца заключается в том, чтобы при минимальной затрате времени произвести прицельный выстрел - если цель одиночная, или вести прицельную стрельбу с переносом огня - если цель групповая. Однако, как показывает опыт боевого использования АПСО, дефицит времени всегда имеет место, поскольку его величина зависит от конкретной ситуации, в которой боевой пловец применяет оружие.
Установлено, что вероятность попадания пули в цель пропорциональна скорострельности. А это значит, что определение степени влияния динамики (пространственного движения) оружия в системе «П-О» является одной из важнейших задач.
Если представить в первом приближении образец АПСО свободным телом, а его движение в прямоугольной системе координат как совокупность независимых плоскопараллельных движений и полагать, что характеристики колебания ствола оружия постоянные для каждого выстрела, то можно считать, что отклонения оси канала ствола от приданного до стрельбы положения в пространстве сопровождаются соответствующими отклонениями траекторий полета пуль и рассеиванием точек попадания.
При этом смещение точки попадания пропорционально углу и дальности стрельбы. Скорость же поворота оружия в вертикальной и горизонтальной плоскостях к моменту очередного выстрела способствует увеличению рассеивания траекторий в очереди выстрелов.
Следует учитывать и тот факт, что оружие не является свободным телом в пространстве, тем более в водной среде. В практике его применения при стрельбе на образец оружия накладываются связи, обусловленные способами его удержания, исходным положением при стрельбе, а также наличием или отсутствием опоры для пловца.
Для теоретической оценки степени влияния пространственного движения оружия на эффективность стрельбы под водой с учетом особен-
ностей водной среды воспользуемся таким критерием, как среднее ожидаемое время на выполнение боевой задачи Т.
Расчетная величина данного критерия определяется временем на подготовку стрельбы и временем на ее производство и в общем виде может быть представлена следующим образом:
Т = ¿пц +
/ „60 пс
¿ЗЦ + ¿нав + (пБ - Ч^ + + ^УЗпСР3
С, (1)
где ¿пц - время поиска цели, с; ¿зц - время закрытия цели газовой сферой, с; ¿нав - время наводки, с; п$ - темп стрельбы, выстр./мин; ¿3 - среднее время заряжания (перезаряжания), с; Е - емкость магазина, патр.; ¿уз - среднее время устранения задержки, с; рз - вероятность появления задержки стрельбы; с - число очередей.
Из представленного выражения следует, что все члены, заключенные в квадратные скобки, зависят от конструктивных параметров образца оружия. Не зависит от оружия лишь время поиска цели ¿пц , которое определяется тренированностью боевого пловца и условиями видимости в воде.
Что же касается времени наводки ¿нав, то для обычного стрелкового оружия оно включает в себя время на установку прицела, прикладку и прицеливание. Для случая стрельбы под водой из АПСО численное значение ¿нав дополнительно определяется временем восстановления тела пловца в системе «П-О» в исходное положение.
Время заряжания ¿3 характеризует быстроту смены магазина и зависит как от совершенства оружия, так и навыков пловца. При этом следует иметь в виду, что на величину данной характеристики оказывают влияние и такие внешние условия, как температура воды, наличие рукавиц.
Другим немаловажным критерием оценки эффективности стрельбы является критерий, предложенный В.А. Малиновским, - боевая скорострельность
*=тг-60-т • (2)
— + — + —
Б Ыт Е
где ¿н - время наводки оружия (прицеливания); Б - длина очереди; Ыт -темп стрельбы; ¿3 - время заряжания оружия; Е - емкость магазина.
Однако данное выражение предполагает кратковременную стрельбу на суше и при полном безотказном действии оружия. Для случая стрельбы из АПСО под водой необходимо учитывать степень воздействия на условия прицеливания газовой сферы, то есть время закрытия цели, а также и другие моменты, например, ¿уз - среднее время устранения задержки; т -
среднее число выстрелов до появления задержки; ¿см - время снаряжения
магазина (обоймы).
С учетом сказанного выражение (2) примет следующий вид:
60
мб =-:—. (3)
Н + _60 + ^ + М + *ПЦ
5 А^ Е т кБ В отличие от случая стрельбы на суше при стрельбе под водой пространственные движения и пловца, и оружия отличаются большей сложностью его геометрии, неустановившимся режимом, недостаточной стабильностью изменения его характеристик [2, 3].
Для оценки степени влияния перемещений оружия и уровня подготовленности пловца на эффективность стрельбы был проведен натурный эксперимент на специализированной базе Тульского АИИ и Санкт-Петербургского военного института физической культуры.
Эксперимент предусматривал проведение стрельб из различных исходных положений по мишеням, располагающимся на различных дальностях. При этом стрельбы проводились как без ограничения времени на выполнение огневой задачи, так и с временным ограничением. В результате были установлены три этапа проведения эксперимента:
первый этап - стрельба тремя выстрелами без ограничения времени на прицеливание;
второй этап - стрельба с ограничением времени до 20 с на серию; третий этап - темповая стрельба (10 с на очередь из 3 выстрелов; всего две очереди).
Величина временного ограничения на втором этапе определена по результатам обработки материалов скоростной киносъемки процесса выстрела в воде, оценки времени, отводимого на возврат оружия в исходное положение и на основании предварительного хронометрирования выполнения заданного упражнения.
Величина временного ограничения на третьем этапе определена на основании предварительного хронометрирования серий и отдельных выстрелов для различной категории пловцов как минимальная, практически возможная для производства очереди из трех выстрелов. При такой стрельбе происходит наложение возмущенного движения оружия в системе «П-О» на процесс прицеливания, то есть движение (мышечное сопротивление) программируется при помощи наложения на управляемый объект некоторой удерживающей, управляющей связи.
С целью предотвращения ошибки измерений каждое упражнение повторялись трижды из следующих положений: стоя на плаву с упором и без упора приклада в плечо; лежа на плаву с упором и без упора приклада в плечо; сидя на плаву с упором и без упора приклада в плечо.
Для учета влияния уровня подготовленности пловцов была проведена следующая их градация:
- первая группа - военнослужащие, имеющие отличный уровень подготовки как в стрельбе, так и в физическом отношении;
- вторая группа - хорошо подготовленные военнослужащие;
- третья группа - удовлетворительно подготовленные военнослужащие, то есть имеющие начальные навыки.
Оценка результатов стрельбы проводилась по средней частоте попадания в мишень.
Из анализа результатов, полученных в ходе экспериментов, следует, что наибольшая средняя частота попадания одним выстрелом наблюдается при стрельбе без ограничения времени независимо от исходного положения. Несколько меньшие показатели наблюдаются при темповой стрельбе. Например, если при стрельбе одиночными выстрелами без ограничения времени на прицеливание из положения стоя на плаву с упором приклада в плечо рср = 0,8, то при стрельбе с ограничением по времени рср = 0,56, а
при темповой стрельбе рср = 0,29 отношение срединных показателей рср
соответственно составляет 1,6 и 3,4.
На результаты стрельбы под водой оказывают влияние и такие факторы, как исходное положение и использование приклада. Так, если при стрельбе одиночными выстрелами из положения стоя на плаву рср = 0,88,
то при стрельбе из положения лежа на плаву рср = 0,85, а из положения сидя на плаву рср = 0,65 . При стрельбе же очередями из данных положений рСр соответственно составили 0,28; 0,24 и 0,26.
Отсутствие упора приклада в плечо при стрельбе из всех положений способствует снижению рср примерно на 10... 15 %.
Таким образом, вследствие динамического воздействия оружия на пловца, образующих единую систему «П-О», происходит ее пространственное перемещение, что существенно сказывается на эффективности ведения стрельбы и особенно в случаях, когда имеет место ограничение по времени. Данный факт определяется не столько психологическим напряжением пловца, сколько недостатком времени на прицеливание. При интенсивной стрельбе пловец не успевает возвратиться в исходное положение, а соответственно и хорошо прицелиться.
Для подтверждения степени влияния оружия на величину перемещения тела пловца при стрельбе под водой был проведен дополнительный эксперимент, суть которого заключалась в том, что при стрельбе из положения стоя на плаву, в одном случае пловец спиной опирался на вертикальную неподвижную стенку, а в другом случае данная опора отсутствовала.
Установлено, что процесс выстрела в воде из АПСО, как и при
стрельбе на суше из обычных образцов стрелкового оружия, также связан с силовым воздействием оружия на стрелка. То есть условия функционирования пловца в системе «П-О» в значительной степени определяются именно уровнем воздействия на него оружия.
Важным является и такой вывод, что вследствие наличия сопротивления воды движению тела пловца и образцу оружия в пространстве в момент выстрела величина их перемещений в сравнении со стрельбой на суше, несколько меньше. В то же время данный факт способствует увеличению времени восстановления тела пловца и образца оружия в исходное состояние. Увеличению времени восстановления системы в исходное положение способствует и отсутствие привычной опоры для пловца.
Для установления качественной связи времени восстановления оружия в исходное положение /в от величины угла его отклонения, в данном случае фтах, проведем анализ данных, отображающих результаты стрельбы очередями из различных положений с использованием и без использования приклада.
Из анализа полученных данных следует, что самым неустойчивым положением для стрельбы под водой является положение сидя на плаву. Последнее объясняется тем, что сила сопротивления движению тела пловца в пространстве наименьшая по сравнению со стрельбой из положений стоя на плаву. В то же время положение сидя на плаву является и наиболее неудобным для ведения прицельной стрельбы (с точки зрения возможности корректировки своего положения в пространстве с помощью ног).
При стрельбе лежа на плаву угловых перемещений тела пловца в пространстве практически нет, но в то же время имеет место наибольшее перемещение тела пловца вдоль его продольной оси.
Использование приклада во всех случаях, хотя и способствует повышению точности стрельбы, но в то же время способствует и увеличению перемещений тела пловца вследствие жесткой связи между образцом оружия и телом пловца. В результате время восстановления оружия в исходное положение увеличивается, а боевая скорострельность уменьшается.
Таким образом, зависимость /в = f(/в) можно представить в виде
следующего выражения:
/в = к ■ фтах,
где к - коэффициент согласования.
Коэффициент к зависит от многих факторов. Это, прежде всего, баллистические и конструктивные параметры образца оружия, антропометрические характеристики пловца. Существенное влияние на его величину оказывает также вид огня, исходное положение при стрельбе, уровень подготовленности пловца. Экспериментальным путем установлено, что для случая стрельбы под водой из огнестрельного оружия, автоматика которого работает на принципе отвода пороховых газов, величина коэф-
фициента k примерно составляет 28... 30.
Как следует из полученных результатов, при подводном выстреле образец оружия также перемещается и в горизонтальной плоскости, но величина его углового перемещения в данной плоскости значительно меньше по сравнению с перемещением оружия в вертикальной плоскости.
Список литературы
1. Бернштейн Н.А. К вопросу о природе и динамике координационной функции // Сборник исследований по кафедре психологии. М.: МГУ, 1945. 112 с.
2. Коренев Г.В. Введение в механику человека. М.: Наука. 1974.
143 с.
3. Кутергин В. А. Инструмент анализа и оптимизации стрелкового автоматического оружия по критерию максимальной динамической устойчивости системы «Стрелок - оружие». Ижевск: ИжМИ, 1982. 360 с.
Шаманов Владимир Анатольевич, канд. социолог. наук, военнослужащий, ivts. tulgu @rambler. ru, Россия, Москва, в/ч 25953,
Чубарыкин Сергей Викторович, военнослужащий, ivts. tulgu@rambler.ru, Россия, Тула, в/ч 55599,
Бреус Роман Александрович, военнослужащий, ivts. tulgu@rambler.ru, Россия, Тула, в/ч 55599,
Васильев Андрей Вячеславович, военнослужащий, ivts. tulgu@rambler.ru, Россия, Тула, в/ч 55599,
WEAPON SPA TIAL MOTION IN «SWIMMER- WEAPON» SYSTEM DURING
UNDERWA TER FIRING
V.A Shamanov, S. V. Chubaryikin, R.A. Breus., A. V. Vasilyev
Nature of weapon spatial motion stipulated by recoil and its influence on a swimmer in «swimmer-weapon» system, as well as efficiency of underwater weapon during underwater firing are established.
Key words: fire efficiency, shooter-weapon system, recoil, barrel, powder gases, initial position.
Shamanov Vladimir Anatolievich, candidate of sociological sciences, serviceman, ivts. tulgu @rambler. ru, Russia, Moscow, Military Unit № 25953,
Chubaryikin Sergey Viktorovich, serviceman, ivts. tulgu@rambler.ru, Russia, Tula, Military Unit № 55599,
Breus Roman Aleksandrovich, serviceman, ivts. tulgu@rambler.ru, Russia, Tula, Military Unit № 55599,
Vasilyev Andrey Vyacheslavovich, serviceman, ivts. tulgu@rambler.ru, Russia, Tula, Military Unit № 55599
