CC BY
213
УДК 678.9
ВЛИЯНИЯ ВОДЫ В КАНАЛЕ СТВОЛА НА ЦЕЛОСТНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ОБРАЗЦА ОРУЖИЯ И ПАТРОНА
В. А. Шаманов, С.В. Чубарыкин, Р. А. Бреус, А.В. Васильев
Рассматриваются условия, при которых возможно попадание воды в канал ствола, зависимость ее объема (массы) от калибра ствола, его состояния (сухой, смазанный, наличие нагара), а также положения оружия в пространстве.
Ключевые слова: водобоязнь, канал ствола, водяная пробка, затвор, раздутие ствола, пуля, кучность стрельбы, пороховые газы, продувка, патронник.
В настоящее время развитие стрелкового оружия сопровождается проявлением таких тенденций, как усложнение техники, актуализация решаемых им задач и повышение ответственности действий обслуживающего (использующего) его личного состава. При этом возрастает не только «цена ошибки» обслуживающего персонала, но и возникают ситуации, когда стрелок не в состоянии эффективно использовать оружие вследствие недостаточности таких показателей надежности комплексов, как безотказность, сохраняемость и долговечность.
При эксплуатации образцов оружия малого калибра, таких, например, как 5,45-мм автомат АК74, ручной пулемет РПК74, установлено, что при пребывании данного оружия под дождем или после преодоления водных преград в канал ствола попадает вода, которая (если оружие заряжено, то есть в патроннике находится патрон) не выливается из него не только при опускании дульным срезом ствола вниз, но и при встряхивании. Выявленный недостаток получил название «водобоязни» и выражается в том, что наличие воды в канале ствола в момент выстрела приводит к резкому повышению давления пороховых газов, а соответственно и к выходу оружия из строя, прежде всего из-за поломок деталей узла запирания и появления трудноустранимых задержек.
В свою очередь, имеет место и такой факт, что наличие в канале ствола данного калибра даже незначительного количества воды приводит к отклонению пуль от нормальной траектории и их демонтажу.
Тем не менее, данный недостаток как недопустимый первое время не рассматривался. Лишь в 1972 году, когда в ходе проведения полигонных и войсковых испытаний автомата АК74 стало окончательно ясным, что стрельба с водой в канале ствола является опасной для стрелка, указанный выше недостаток перешел в категорию недопустимых.
При этом, в соответствии со статьей 57 Руководства службы по 5,45-мм автоматам Калашникова АК74, АК74М, АКС74, АКС74У, АК74Н,
АК74Н1 и т. д., 5,45-мм ручным пулеметам Калашникова РПК74, РПК74М, РПКС74, РПК74Н, РПК74Н1 и т. д. в случае попадания в канал ствола воды следует перед началом стрельбы оттянуть затворную раму с затвором назад при положении автомата (пулемета) дульной частью ствола вниз и несколько раз встряхнуть его.
Это в полной мере относится и к аналогичным образцам оружия зарубежных стран. Так, в американском журнале "Guns Ammo" сказано, что в образцах стрелкового оружия 5,6-мм калибра и меньше вследствие капиллярности канала ствола наблюдается тенденция к конденсации влаги. Это значит, что при наличии в канале ствола винтовки М16 даже небольшого количества воды резко повышается давление пороховых газов при выстреле. В то же время простым встряхиванием винтовки удалить воду из канала ствола практически нельзя. Она вытечет сама, если ствол дульной частью наклонить вниз и слегка открыть затвор. Поэтому многие американские солдаты для избежания попадания воды и ее накопления в канале ствола винтовки в сырое время года используют специальные дульные чехлы.
Таким образом, проблема «водобоязни» для образцов оружия малого калибра как у нас, так и за рубежом имеет место и вполне закономерно, так как при эксплуатации они (образцы оружия) становятся опасными для обращения.
В процессе эксплуатации оружия попадание воды в канал ствола возможно при самых различных обстоятельствах, например, при преодолении водных преград, при пребывании под дождем, при отпотевании оружия и патронов.
Проведенные наблюдения показали, что при преодолении водной преграды и последующего извлечении из воды заряженного 5,45-мм автомата АК74 водяная пробка образуется в дульной части канала ствола, объем которой определяется положением тела автомата относительно горизонта. Так, при горизонтальном положении автомата и углах возвышения или склонения 3.. .5 о объем водяной пробки примерно составляет (0,3...2,0)10~6 м3, независимо от состояния канала ствола (сухой или смазанный). При углах возвышения и снижения 45 и 90 о объем водяной пробки значительно больше и составляет (4...6)10~6 м3.
Если при преодолении водной преграды автомат был не заряженным, то после его извлечения из воды и последующего заряжания (через 5.7 с) в канале ствола также образуется водяная пробка, объем которой примерно равен (0,9...2,0)10~6 м3, причем независимо от положения автомата в пространстве и состояния канала ствола [1].
Что же касается воды, находящейся в газовой камере, то при встряхивании автомата она часто не удаляется из неё и остается в газовой камере, а при последующем заряжании автомата истекает в канал ствола и об-
165
разует пробку.
Если подвергнуть замочке (погружению в воду) оружие большего калибра, например 7,62-мм автомат Калашникова АКМ или 7,62-мм снайперскую винтовку Драгунова СВД, то можно отметить следующее. При погружении в воду образцов, когда они занимают горизонтальное положение или имеют угол возвышения, канал ствола заполняется водой полностью. При наличии угла склонения водой заполняется примерно половина длины канала ствола. Для автомата АКМ это приблизительно составляет 10,510-6 м3, при полном объеме канала ствола - 1810-6 м3.
При извлечении оружия такого калибра из воды оставшаяся ее часть собирается в нижней части канала ствола - если оружие имеет угол возвышения или выливается через дульное отверстие - если оружие имеет угол склонения. При горизонтальном положении оружия часть воды истекает из канала ствола, а часть остается в канале ствола и разливается по всей его длине. Водяная пробка в канале ствола, калибр которого 7,62 мм, не образуется. Тем не менее, раздутие ствола возможно, если оружие имеет небольшой угол склонения (порядка 1.. .2 о). Вода при этом собирается у дульного среза большой каплей, но наружу не истекает.
Количество воды, попавшей в ствол при пребывании оружия под дождем, во многом зависит от положения оружия, интенсивности дождя и времени пребывания оружия под дождем.
Однако при рассмотрении данного вопроса следует отметить тот факт, что практически все образцы стрелкового оружия имеют дульные устройства и соответственно при пребывании под дождем вода попадает сначала в полость дульного устройства, а потом уже в канал ствола. Это в полной мере характерно, в частности, и для 5,45-мм автомата Калашникова АК74. По мере накопления воды в полости дульного тормоза-компенсатора она в дальнейшем перетекает в канал ствола и образует либо водяную пробку в дульной его части, либо стекает по его стенкам до дна и собирается у дна, постепенно заполняя канал ствола. Так, после 30 минутного пребывания 5,45-мм автомата АК74 под дождем в вертикальном положении, интенсивность которого 4.5 мм/мин, в канале ствола собирается вода до 6,5.10-6 м-3.
При пребывании автомата Калашникова АК74 под дождем в горизонтальном положении вода, перетекая из полости дульного тормоза-компенсатора в канал ствола, первое время скапливается в передней (дульной) его части в виде отдельных капель, не перекрывающих поперечное сечение канала ствола. Однако после 30 минут пребывания автомата в данном положении под дождем в дульной части канала ствола образуется пробка.
Водяная пробка в канале ствола может образоваться и при резком
переводе автомата из горизонтального положения в вертикальное положение.
Немаловажным является и тот факт, что вода в канал ствола при нахождении оружия на дожде может попасть не только через дульную часть ствола, но и через газовую камеру, через газоотводный канал, в частности. При этом вода располагается мелкими каплями на дне газоотводного канала и последующем перезаряжании автомата или придании ему угла склонения порядка 20...30 о перетекает в канал ствола, образуя водяную пробку.
В автомате Калашникова АКМ, калибр которого 7,62 мм, при пребывании под дождем вода также сначала собирается в полости компенсатора, а затем из него перетекает в канал ствола. При этом, если автомат занимает вертикальное положение дульным срезом вверх, то вода стекает по стенкам канала ствола, образуя мелкие капли по всей его длине и скапливается у дна. За 30 минут пребывания автомата под дождем в таком положении в канале ствола может скопиться воды объемом до 1010-6 м3.
Если автомат АКМ при пребывании под дождем занимает горизонтальное положение, то, как правило, в дульной части канала ствола образуется одна крупная капля воды и мелкие капли воды в районе газоотводного отверстия.
При небольших углах возвышения автомата вода стекает ко дну канала ствола. Крупные капли остаются лишь в районе газоотводного отверстия. При углах склонения автомата в дульной части канала ствола образуются мелкие капли.
Если после пребывания автомата АКМ под дождем произвести его перезаряжание, то наблюдается слив воды в канал ствола из газовой камеры.
Если подвергнуть пребыванию под дождем 5,56-мм американскую автоматическую винтовку М16А1, то налицо следующий факт. При вертикальном положении винтовок (дульной частью ствола вверх) и при больших углах возвышения вода скапливается на дне канала ствола. После 30 минутного пребывания под дождем возможно образование пробки объемом до (5...6)10~6 м3. В свою очередь, при горизонтальном положении винтовок и малых углах возвышения и склонения (порядка 10 о) вода собирается в дульной части канала ствола в виде отдельных капель, не перекрывающих его поперечное сечение.
Отпотевание оружия - если автомат АК74 поле пребывания, например, на улице с отрицательной температурой занести в помещение, где температура, наоборот, положительная, то спустя некоторое время его детали покрываются каплями воды. Что же касается канала ствола, то появление капель воды в его полости не наблюдается. Для подтверждения ска-
занного оружие (5,45-мм автоматы АК74 и АКС74У) сначала выдерживалось в течение 3 часов при температуре минус 50о, а затем при температуре плюс 20 о до момента его отпотевания. Вода в канале стволов обоих образцов оружия не появлялась.
Для оценки влияния воды в канале ствола на целостность элементов патрона (на пулю и гильзу) стрельба производилась с водой в канале ствола определенной дозировки по пулеулавливателю.
Установлено, что выстрел с водой в канале ствола из 5,45-мм автомата АК74 серийными патронами небезопасен для стрелка, так как может сопровождаться разрушением гильзы и прорывом пороховых газов в ствольную коробку, заклиниванием подвижных частей автоматики.
Наиболее частыми дефектами гильз, образующихся при стрельбе с водой в канале ствола, являются такие, как выштамповка капсюля-воспламенителя из гнезда гильзы, раздутие донной части гильзы, в том числе и с появлением сквозных поперечных трещин на ее корпусе. Данные дефекты могут являться не только предпосылкой для разрушения донной части гильзы, но и сопутствовать явлениям, выводящим автомат из строя (рис. 1).
Причиной образования данного дефекта гильзы является остаточная деформация, которая становится возможной вследствие резкого повышения давления пороховых газов в канале ствола в момент выстрела. В результате гильза плотно прижимается к дну и боковым стенкам чашечки затвора, перештамповывается по их профилю и заполняет проточку в боковой стенке чашечки со стороны выреза под отражатель.
Рис. 1. Виды разрушения донной части гильз
Выштамповка кружочка металла из капсюля-воспламенителя. При равенстве диаметров отверстия в затворе под боек и кружочка металла последний попадает через вышеуказанное отверстие в полость канала хвостовой части затвора, заклинивая тем самым ударник. Образовавшаяся задержка при стрельбе также считается трудноустранимой, поскольку необ-
ходима разборка автомата и, в частности, затвора с последующей его чисткой.
Если стрельба производится очередями, то имеющие место дефекты гильзы характерны только для гильз от первых выстрелов в очереди [2].
Результаты осмотра пуль.
При стрельбе 5,45-мм патронами 7Н6 со стальным сердечником при наличии в канале ствола воды наблюдаются смятие и изгиб головной части пули (перед сердечником), образование трещин. Величина деформации у различных пуль не одинакова и определяется как количеством воды, так и местом ее расположения по длине канала ствола (рис. 2, а). Как правило, смятие головной части носит односторонний характер, что делает пулю несимметричной формы. Длина отпечатков нарезов на ведущей части пули всегда больше со стороны, противоположной вмятине.
В то же время имеют место и срывы пуль с нарезов.
При стрельбе из автомата АК74 патронами 7Т3 (пуля трассирующая) с водой в дульной части канала ствола вследствие особенностей конструкции пули часть пуль подверглась разделению (головная часть с сердечником + хвостовая часть с шашкой трассирующего состава), другая часть пуль имела сильно выраженную деформацию головной части (рис. 2, б). При этом длина отпечатков нарезов на ведущей части пуль с одной ее стороны по отношению к другой стороне также имеет различную длину.
а б
Рис. 2. Деформация пуль 5,45-мм патронов: а - 7Н6 со стальным сердечником; б - 7Т3 с трассером
При стрельбе из 7,62-мм автомата АКМ патронами обр. 43 года с пулей со стальным сердечником и наличием в дульной части канала ствола воды объемом порядка 0,210-6 м3, деформации, существенно меняющей форму пули, не наблюдается. Тем не менее, длина участка ведущей части пули с отпечатками нарезов со стороны, противоположной стороне, взаимодействующей с водой, в момент ее движения по каналу ствола при выстреле, увеличивается (рис. 3 а).
а б
Рис. 3. Деформация пуль 7,62-мм патронов обр. 43 г: а - со стальным сердечником; б - с трассером
Трассирующая пуля 7,62-мм патрона обр. 43 года при аналогичных условиях выстрела подвержена более значительному разрушению по сравнению с пулей со стальным сердечником и в то же время подвержена значительно меньшему разрушению, чем трассирующие пули 5,45-мм патрона 7Т3 (рис. 3, б). Однако отмечается, что все-таки головная часть пули деформируется и изгибается в сторону, противоположную непосредственному месту соударения пули с водой. Место изгиба определяется местом соединения стаканчика с трассирующим составом и сердечником.
При стрельбе 7,62-мм винтовочными патронами с пулей со стальным сердечником из снайперской винтовки Драгунова СВД с водой в дульной части канала ствола пули деформируются незначительно. Образуются незначительные вмятины лишь в месте перехода от оживальной части к цилиндрической (рис. 4, а). Более значительно деформируется головная часть трассирующих пуль (рис. 4, б).
а б в
Рис. 4. Деформация пуль 7,62-мм винтовочных патронов: а - со стальным сердечником; б - с трассером; в - бронебойных Б-32
Результаты стрельбы из американской 5,56-мм автоматической винтовки М16А1 патронами М193 (сердечник пули свинцовый) и М196
(пуля трассирующая) отображены на рис. 5. Данные результаты показывают, что наличие в дульной части канала ствола воды приводит при стрельбе патронами М193 к значительной деформации пули и ее разделению на две части по линии накатки на ведущей части. Поверхность пули волнистая.
При стрельбе из винтовки патронами с трассирующей пулей последние также деформируются и разделяются на две части (головная часть со свинцовым сердечником + хвостовая часть с шашкой трассирующего состава). Если хвостовая часть при этом остается цилиндрической, то головная часть деформирована (сплющена) и имеет волнообразную поверхность. Налицо также и разность в длине участков с отпечатками нарезов.
Таким образом, минимальное влияние воды в канале ствола при выстреле оказывается на пули со стальным сердечником 7,62-мм патрона обр. 43 года и 7,62-мм винтовочного патрона. Данные пули в момент взаимодействия с водой в канале ствола практически не меняют своей формы. Однако некоторый перекос этих пуль относительно продольной оси канала ствола имеет место, что приводит к увеличению угла нутации при их вылете из ствола, а соответственно и к увеличению рассеивания выстрелов.
5,45-мм пули со стальным сердечником патронов 7Н6 по прочности значительно уступают аналогичным пулям 7,62-мм патронов. Наличие пустоты в головной части пули патрона 7Н6 способствует как увеличению степени ее деформации, так и изгибу и как конечный результат - более частому сходу с траектории.
а б
Рис. 5. Деформация пуль 5,56-мм патронов: а - М193 с пулей со свинцовым сердечником; б - М196 с трассирующей пулей
5,56-мм патроны М193 с пулей со стальным сердечником с точки зрения возможности стрельбы с водой в канале ствола еще более опасны, чем 5,45-мм отечественные патроны. Они разрушаются и деформируются даже при наличии в канале ствола незначительного количества воды.
Следует отметить также, что для патронов всех калибров трасси-
рующие пули значительно уступают по прочности пулям со стальным сердечникам.
Для определения влияния воды в канале ствола на устойчивость пули на траектории, на меткость (точность + кучность) стрельбы были проведены стрельбы со станка на дальность 100 м из 5,45-мм автоматов АК74, АКС74У и 7,62-мм автомата АКМ. Вода в канал ствола вводилась в дозированных объемах и на различном расстоянии от дульного среза.
Из анализа полученных результатов следует.
Наличие воды в канале ствола независимо от ее объема и места нахождения в канале ствола всегда способствует отклонению пуль от нормальной траектории, а часто и сходу ее с траектории вообще. Данный факт присущ всем образцам оружия, подвергнувшимся аналогичным испытаниям (АК74, АКС74У, АКМ).
В то же время, отклонение пуль от траектории имеет место лишь при стрельбе одиночными выстрелами или при первом выстреле в очереди.
Влияние воды в канале ствола тем значительнее, чем ближе она располагается к дульному срезу ствола.
Важной закономерностью является также и то, что при стрельбе из всех образцов оружия трассирующие пули более подвержены влиянию воды в канале ствола, чем пули со стальным сердечником. При стрельбе в таких условиях патрон с трассирующей пулей часто становится просто не эффективным.
Основной причиной отклонения пуль от нормальной траектории при стрельбе с водой в канале ствола является изменение начальных условий вылета пули из канала ствола. Это, в свою очередь, обусловлено тем, что в момент встречи (удара) пули с водой в канале ствола она, имея большую поступательную скорость, не только деформируется (изменяет свою форму, особенно головной части), но и перекашивается в канале ствола.
В свою очередь, сравнение результатов стрельб с водой в канале ствола из 5,45-мм автоматов АК74 и АКС74У с результатами стрельб из 7,62-мм автомата АКМ показывает, что наименьшее отклонение пуль от нормальной траектории характерно для автомата АКМ.
Пули со стальным сердечником 7,62-мм патронов обр. 43 года при ударе о воду в канале ствола практически не изменяют своей формы и сохраняют свою устойчивость на траектории при любом количестве воды в канале ствола.
Для обеспечения демонтажа пули со стальным сердечником 5,45мм патрона 7Н6 тоже требуются определенные условия, определяемые сочетанием таких случайных параметров, как состояние канала ствола, объем (количество) воды в канале ствола, место (расстояние) ее нахождение от дульного среза. А это значит, что вероятность разрушения или демонтажа пули со стальным сердечником 5,45-мм патрона 7Н6 в реальных условиях достаточно мала, хотя и возможна.
Тем не менее, если сравнить прочностные характеристики пуль со стальным сердечником и прочностные характеристики трассирующих пуль обоих калибров, то случаи демонтажа трассирующих пуль имеют место значительно чаще, особенно 5,45-мм патронов 7Т3.
Как правило, разрушение 5,45-мм трассирующей пули патрона 7Т3 при выстреле с водой происходит тогда, когда она (вода) находится от дульного среза на расстоянии, не превышающем 15010"3 м. При расположении воды в канале ствола на расстоянии от дульного среза более 15010"3 м случаев демонтажа трассирующих пуль патронов 7Т3 практически не наблюдается.
Это в полной мере присуще и для трассирующих пуль 7,62-мм патронов обр. 43 г. Тем не менее, при стрельба с водой в канале ствола такими патронами пуля получает значительную деформацию, что приводит к ее последующему разрушению при соударении даже с легкой преградой. А это значит, что вода в канале ствола существенно снижает пробивное и проникающее действия трассирующих пуль.
Что же касается 5,56-мм американских пуль патронов М193 со свинцовым сердечником и трассирующих 5,56-мм пуль патронов М196, в сравнении с аналогичными 5,45-мм пулями отечественных патронов, то они подвергаются разрушению при меньшем количестве воды в канале ствола. Например, при объеме воды, соответствующем 1-2 каплям (из пипетки), пули американских патронов М193 и М196 разрушаются на 23 фрагмента (части) при большинстве выстрелов. При большем объеме воды в дульной части канала ствола демонтаж данных пуль происходит при каждом выстреле.
Список литературы
1. Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. М.: Воениздат, 1963.
2. Тычков А.В. Прочность и живучесть ствола // Братишка. Вып. 7. 2009. С. 16-20.
Шаманов Владимир Анатольевич, канд. социол. наук, военнослужащий, ы1ги@,гатЫег. ги, Россия, Москва, в/ч 25953,
Чубарыкин Сергей Викторович, военнослужащий, /¡¡¡хиагатЫег. ги, Россия, Тула, в/ч 55599,
Бреус Роман Александрович, военнослужащий, ¡\'/*. tulgua ramhler.ru, Россия, Тула, в/ч 55599,
Васильев Андрей Вячеславович, военнослужащий, /и^и@,гатЫег.ги, Россия, Тула, в/ч 55599.
EFFECT OF WA TER IN THE BORE ON WEAPON AND CA TRIDGE STRUCTURAL
ELEMENTS INTEGRITY
V.A. Shamanov, S. V. Chubaryikin, R.A. Breus, A. V. Vasilyev
Conditions of water ingress into the bore, water volume (weight) variation versus barrel caliber and condition (dry, lubricated, with residue), as well as weapon position in space are observed.
Key words: hydrophobia, bore, gully trap, bolt, barrel swell, bullet, accuracy, powder gases, blow off, chamber.
Shamanov Vladimir Аnatolievich, candidate of sociological sciences, serviceman, ivts. tulguarambler. ru, Russia, Moscow, Military Unit № 25953,
Chubaryikin Sergey Viktorovich, serviceman, ivts. [email protected], Russia, Tula, Military Unit № 55599,
Breus Roman Aleksandrovich, serviceman, ivts. [email protected], Russia, Tula, Military Unit № 55599,
Vasilyev Andrey Vyacheslavovich, serviceman, ivts. tulgu@rambler. ru, Russia, Tula, Military Unit № 55599.
УДК 539.30
МОДЕЛИ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ЯВЛЕНИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ УДАРНИКОВ НА ПАНЕЛИ БРОНЕЖИЛЕТА
Н.Н. Кузьмин, А.В. Черноземцев, А.П. Рыбаков
Рассмотрена методология применения различных моделей твердого тела к описанию процесса взаимодействия ударника и панели бронежилета, особенности ударной адиабаты в области давлений, соответствующих скорости соударения до километра в секунду. Каждый участок ударной адиабаты обуславливает выбор модели твердого тела.
Ключевые слова: ударник, панель бронежилета, ударная адиабата, упругая волна, упругопластическая волна, гидродинамическая волна.
Панели бронежилетов предназначены для защиты от воздействия либо для уменьшения результатов воздействия ударников самой различной формы из различных материалов и с различными скоростями. В качестве ударников могут быть самые разнообразные предметы: осколки боеприпасов, корпусов каких-либо устройств; пули стрелкового оружия; обычные
