На главную страницу
ПРИНАДЛЕЖНОСТИ > «Воздушный патрон», часть 2

(вторая проба пера для заинтересованных читателей)

1. Введение.
Некоторые ответы на некоторые вопросы


     В первых строках второй пробы пера мы считаем необходимым ответить на ряд вопросов, возникших у наших читателей по предыдущему нашему материалу.

     Возможно, в предыдущем материале мы недостаточно ясно отразили свои суждения, и у читателя возникла мысль, что мы ратуем за пневматику только на основе эйр–картриджа. Это не так. Мы не пытались устраивать дискуссию на тему «Какой вид пневматики самый лучший»  –  газобаллонный, поршневой, пневматика на основе эйр-картриджа и т.п., так как это все равно, что спорить о том, что лучше  –  автомат Калашникова или слоновый штуцер: каждый вид пневматики имеет свои достоинства и недостатки, а также своих приверженцев.

     В то же время устраивать соревнование между «чистой» пневматикой и «гибридным» оружием, например, на основе «гильзы с пулькой + капсюль» мы также не будем –  это напоминает соревнование между арбалетом и пистолетом. Отметим, что на наш взгляд оружие на основе гильзы с пулькой и капсюлем (например, американская фирма «Лох Левен индастриз» выпускает целые наборы, позволяющие переоборудовать боевое оружие в пневматику  –  гильзы с капсюлем, вкладные стволики и т.д.) все-таки ближе к огнестрельному оружию, чем к чисто пневматическому; это тема отдельного разговора.

     Однако, вернемся к эйр-картриджу. Действительно, себестоимость изготовления «воздушного патрона» может быть больше, чем огнестрельного, но «воздушный патрон»  –  многоразовый, и это себя оправдывает. Кроме того, если сделать патрон достаточно надежным (а это можно сделать!), то он может храниться «вечно» в заряженном состоянии (для него в силу новой конструкции даже лучше пребывать со сжатым воздухом внутри) и обеспечивать весьма стабильную стрельбу.

     При изготовлении эйр-картриджа вполне достаточен 7-й класс точности (и то только для изготовления клапана простой конфигурации); переделывать патроны, имеющиеся в продаже, не следует.

     Чем закачивать воздух? Специальным насосом, например, типа Slim Jim Pump фирмы Куно Мельхер КГ. Проблем с изготовлением ручного или ножного насоса при наличии какого-либо станочного оборудования нет. Из чего стрелять? Например, из револьвера любой конструкции, но, естественно, под какой-либо калибр пневматики и с барабаном, размер которого соответствует размеру эйр-картриджа (в револьвере желательно иметь возвратный курок).

     Конструкцию патрона мы не считаем пока целесообразным приводить. Вот если бы нашлась какая-нибудь заинтересованная российская фирма, тогда...

     Некоторые газодинамические расчеты приводим далее.

     Для заинтересованных читателей. Мы очень рады любым вашим отзывам. Постараемся постепенно написать обо всем, что знаем в настоящее время в этой интереснейшей области, в основном на теоретическом уровне, так как для полномасштабной практики у нас не хватает ни сил, ни средств.

     В своих опусах мы не будем ограничиваться допустимыми характеристиками (энергией пули, калибром) пневматики, разрешенной законодательством к свободной продаже или к продаже по специальному разрешению.

     Ну, и наконец, добавим, что все наши изыскания базируются на газовой динамике, баллистике, механике.

     О чем бы мы хотели написать в дальнейшем (последовательность изложения не обязательно будет соответствовать приведенному примерному перечню вопросов):  –  от чего зависит скорость пули;
 –  определение траекторных характеристик пули;
 –  определение скорости пули в «домашних» условиях;
 –  как обеспечить устойчивость пули в полете;
     (точность и кучность стрельбы);
 –  как рассчитать необходимую прочность емкости;
     со сжатым газом;
 –  определение необходимой крутизны нарезов ствола;
 –  как просто рассчитать пружину (в т.ч., «газовую»)
     для поршневой пневматики;
 –  пневматика с коническим стволом;
 –  как определить время нахождения пули в стволе;
 –  газобаллонная пневматика с компенсацией давления;
 –  какие газы можно использовать в пневматике;
 –  есть ли «предел» для пневматики;
 –  какие пули лучше;
 –  пружинно-компрессионно-поршневая пневматика;
 –  ударно-компрессионная пневматика;
 –  как рассчитать оптимальную конструкцию курка;
 –  тепловая пневматика и другое.

2. От чего зависит скорость пули
(общие замечания о воздушной пневматике)


     Известно, что в пневматике (как, впрочем, и в огнестрельном оружии) движение пули в стволе происходит под действием расширяющегося воздуха, перетекающего в ствол из камеры (каморы) пневматики. Чтобы воздух расширялся, к нему нужно подвести энергию, например, путем его сжатия (поршнем, предварительной закачкой, ударной волной), подогрева и т.п. Не вдаваясь пока в дебри газовой динамики, отметим, что скорость пули в первую очередь определяется скоростью звука в воздухе, а также показателем адиабаты, коэффициентом полезного действия пневматики, соотношением между массой пули и массой расширяющегося воздуха и еще некоторыми коэффициентами. Скорость звука в воздухе зависит от его температуры. Что из этого следует? А следует то, что пневматика, как известно, в жаркий день (летом) стреляет лучше, чем в холодный (зимой). А что еще? Пусть мы стреляем с использованием определенного объема сжатого воздуха при заданном давлении (задана масса воздуха в этом объеме).

     Эти условия мы можем получить, накачав предварительно в этот объем воздух до заданного давления, или путем быстрого сжатия, например, поршнем воздуха до такого же определенного объема и заданного давления (масса сжатого воздуха везде одинакова). Тогда во втором случае мы получим скорость пули больше, чем в первом: при быстром сжатии воздуха (почти адиабатический процесс с минимальной теплопередачей) температура его возрастает, возрастает скорость звука, т.е. и скорость пули при последующем выстреле. Это одно из положительных качеств поршневой пневматики.

     Коэффициент полезного действия пневматики определяется (без большой погрешности) соотношением объемов каморы и ствола и показателем адиабаты воздуха.

     Общий очевидный вывод из всего сказанного: для достижения большой скорости пули нужно увеличивать к. п. д. пневматики (увеличивать отношение объема ствола к объему каморы, но до определенного предела, т. к. трение будет давать больший эффект, чем давление воздуха на пулю), иметь как можно большую массу воздуха в каморе (увеличивать его давление), повышать температуру воздуха.

     При проектировании пневматики (например, с накачкой, на основе эйр-картриджа) базируются на величине достигаемого рабочего давления воздуха, габаритах пневматики, ее калибра, массе пули.

3. Результаты некоторых расчетов

     На рисунке приведены графики зависимости дульной скорости пули пневматики от объема каморы и длины ствола при 0о С применительно к калибру 4,5 мм, давлению 200 атм, массе пули 0,5 г. Графики получены с помощью газодинамических расчетов с учетом трения и теплопередачи.

     Так, для «пистолетных стволов» (l ст=100...250 мм, условно) целесообразно выбрать объем каморы W0=2,5 см3; для «винтовочных стволов» (l ст=300...400 мм, условно)  –  W0=4 см3. На наш взгляд, эти значения объема являются оптимальными по скорости пули и габаритам каморы. Можно взять W0=2,5 cм3 как для пистолетов, так и для винтовок (унифицированный объем), правда, с учетом снижения скорости пули при стрельбе из винтовки. Полученные зависимости могут быть использованы, например, при конструировании однозарядной пневматики с накачкой или пневматики на основе эйр-картриджей. Все зависит от того, что нужно  –  максимальная скорость, но и большие габариты, или приемлемая скорость и небольшие габариты и т.п.

     В общем, исходя из требуемых значений массы пули, калибра, длины ствола, дульной скорости можно получить такие же зависимости и на их основе выбрать квазиоптимальные параметры пневматики (о том, как рассчитать параметры поршневой пневматики  –  как-нибудь в следующий раз).

     Между прочим, лет 15 назад у нас в стране было практически невозможно достать какую-нибудь пневматическую стрелялку, а пострелять ох как хотелось! Пришлось делать самому (Ю.Д.). Первый пистолет был поршневой на основе демпфера от пишущей машинки «Консул», тяжелый и страшный. Стрелял он весьма посредственно (100 м/с) 4-мм шариками от подшипника, но это был «мой пистолет» и он стрелял! Затем был изготовлен уже достаточно симпатичный пистолетик с накачкой, очень похожий на «Люгер». Он, естественно, стрелял получше теми же шариками от подшипника (150-170 м/с), но был все-таки спроектирован неоптимально. Ну, а затем «пневматический голод» на рынке свободного оружия был утолен! А сколько сейчас всего продается  –  и не счесть! Но это так, к слову.

Ученые офицеры и большие приверженцы пневматики
Юрий Даньшов и Александр Белоусов.
Все права незащищены.


 

Пистолеты
Винтовки
Форум "Винтовки"
Форум "Пистолеты"
Форум "Охота"

© Copyright Network Factory 1999-2011, аll rights reserved.