На главную страницу
ПИСТОЛЕТЫ > Физика СО2 пистолета в цифрах и на пальцах. Мифы и реальность

    Просматривая форумы и конференции по пневматике, обнаруживаешь огромное количество вопросов по СО2 пистолетам и большое количество данных, не соответствующих действительности. После прямого общения с обладателями СО оружия и продавцами пневматики (не всеми) картина становится просто занимательной.

    Типичный пример: оружейный магазин г. В. Новгород, покупатель задает вопрос по пистолету "Дрозд": "При каждой следующей очереди скорость шариков будет снижаться?". Продавец - конечно, ведь газа в баллончике становится меньше.

    Когда слышишь подобные высказывания "специалистов", появляется желание присоединится к братству писателей и рассказчиков.

    С этого и начнём.

    Почему скорость шариков не будет снижаться.

    Главной движущей силой в СО2 оружии является углекислый газ или СО2. Т.е. в баллончике независимо от национальной принадлежности содержится углекислый газ в сжиженном состоянии. Отечественный баллончик имеет объём 10 куб. см., в полностью снаряженном состоянии в нём содержится 8 грамм углекислого газа в сжиженном состоянии. Если в вашем баллончике газа 7 грамм, то это типичный недолив. Жидкая фракция газа в полностью снаряженном баллончике занимает 80% объёма баллончика, 20% объёма занимает газообразная фракция, давление газа в которой зависит от температуры баллончика или, для большинства случаев, от температуры окружающего воздуха. Именно этот сжатый газ и используется при стрельбе. При расходовании порции сжатого газа происходит мгновенный переход газа из жидкой фракции в газообразную - и давление в баллончике восстанавливается. И до тех пор, пока в баллончике есть жидкая фракция, давление газа можно считать постоянным. Именно этот эффект автостабилизации давления и позволяет применять углекислый газ в СО2 оружии, в том числе и спортивном. После израсходования жидкой фракции в баллончике ещё будет находиться 10 куб. см сжатого газа, это и есть тот остаток, который рекомендуется сбрасывать холостым отстрелом перед снятием баллончика, т.к. если просто открутить баллончик, то при быстром выходе газа манжеты уплотнений подвергнутся переохлаждению и их скорее всего придётся заменить во избежании утечек газа при дальнейшей эксплуатации.

    Теперь определим, какой мы имеем боезапас. Один литр СО2 при атмосферном давлении весит 1,98 г. Т.е. из 8 грамм сжиженного газа можно получить 4 литра или 4000 куб. см газа при давлении в 1 атмосферу. Если заглянуть в учебник физики для 10 класса, то там можно найти упоминание о двух чудаках, которые лет так 300 назад придумали закон, он так и называется в их честь - "закон Бойля-Мариотта". А сказано в нём следующее - для данной массы газа при неизменной температуре произведение объёма на давление есть величина постоянная. Именно благодаря им, этим скромным парням Бойлю и Мариотту, мы можем при комнатной температуре получить из нашего баллончика 66 куб. см газа при давлении 60 атмосфер, от этого количества надо отнять 10 куб. см объёма баллончика, это те самые 10-20 конечных хлопков, о которых уже упоминалось. Из оставшихся 56 куб. см и складываются наши полноценные выстрелы, т.е. те, которые происходят, пока в баллончике есть жидкая фракция газа, и давление в нём будет постоянно от выстрела к выстрелу.

    Теперь просто на пальцах определим, сколько же газа требуется на один выстрел. Здесь можно исходить из того, что дульное давление, т.е. давление, когда пулька вылетает из ствола, должно составлять 20-40% от максимального. Зная длину ствола, рассчитываем его объём и получаем, что для ствола в 15 см объём порции будет примерно 1,5 куб. см. Наш боезапас в этом случае составит около 40 выстрелов.

    Из того же "закона Бойля-Мариотта" следует, что при 0*С и давлении в баллончике 30 атм. выстрелов у нас будет вдвое больше, так как газа мы получим уже не 66 куб. см, а 132 куб. см, но, соответственно, и мощность каждого выстрела будет вдвое меньше… Поэтому менять в холодное время баллончики после отстрела двух клипов, чтобы поддержать силу боя, так же глупо, как если заправить полный бак автомобиля на 600 км, через 200 км слить оставшийся бензин на землю и опять залить полный бак.

    Итак, вы установили баллончик в пистолет. Что же происходит в момент выстрела? И почему при быстрой стрельбе скорость пулек все-таки падает? А дело в том, что на переход порции газа из жидкой фазы в газообразную требуется энергия, и температура в баллончике при этом несколько падает, т.е., соответственно, и давление новой порции газа будет меньше, чем предыдущей. И так с каждым выстрелом. Чтобы избежать снижения скорости пулек, достаточно просто увеличить интервалы между выстрелами настолько, чтобы баллончик успевал восстанавливать свою температуру до температуры воздуха.

    Т.е. мощность от выстрела к выстрелу падает вовсе не потому, что газ не успевает перейти из одного состояния в другое, как считают некоторые авторы, и большой дозатор пистолета не является спасением от этого эффекта. А по большому счету, никакие эти дозаторы и не большие, их объём равен объёму оптимальной для данного изделия порции газа. Но это уже совсем другая история.

    Теперь перейдем к такому животрепещущему вопросу, как скорость пульки, от чего она зависит. Тут надо уяснить, что при выстреле газ выполняет работу по разгону пульки в канале ствола. Заглянув во всё тот же учебник физики, можно увидеть, что величина этой работы, а значит, и скорость пульки зависят от трёх составляющих. Во-первых, это давление газа, которое, как уже известно, в нашем случае зависит от температуры воздуха. Во-вторых, это объём порции газа, величина которой зависит от времени открытия клапана-отсечки, которое, в свою очередь, зависит от соотношения жёсткости боевой и клапанной пружин. И в-третьих, это длина ствола, т.е. путь, на протяжении которого газ совершает работу по разгону пульки.

    Отсюда получаем, что при одинаковой температуре и оптимальной для каждого ствола порции газа, переиначивая Наполеона, можно сказать, что победа будет на стороне более длинных стволов. Кто мне не верит, может посмотреть на характеристики СО2 винтовок.

    А теперь для любителей поспорить на тему, какой пистолет лучше. Сравнивать можно пистолеты только с одинаковой длиной ствола. МР-654 всегда будет уступать Скифу, а он, в свою очередь, будет уступать МР-651, и все будут проигрывать Кросману со стволом 20 см по точности и мощности. Конечно, при условии, что сравниваемые образцы исправны и оптимизированы.

    Возвращаясь к вышесказанному, замечу, что оптимальная порция газа - это та, при которой достигается достаточно высокая скорость пульки при приемлемом расходе газа. Есть ещё максимальная порция, при которой достигается максимально возможная для данного конкретного ствола скорость.

    Для примера: если при оптимальной порции вы имеете скорость пульки 110 м/с и газа хватает на 40-45 выстрелов, то при максимальной порции скорость пульки будет 116-117 м/с, но газа хватит уже на 25-28 выстрелов, причём дальнейшее форсирование практически ничего не даст, кроме сотрясания воздуха. А вот если при оптимальной порции просто поставить более длинный ствол, например, 20 см вместо 15 см, то можно получить прибавку к скорости на 15-20 м/с, т.е. значительно больше, чем при любом форсировании.

    В статье "Воздушный патрон, часть 2" есть графики зависимости скорости пульки от объёма дозы газа на один выстрел, для разной длины ствола. Все соотношения в этих графиках справедливы и для углекислого газа. Давление для удобства можно взять 50 атм., тогда значения на шкале скорости пулек можно просто уменьшить вдвое, все остальное без изменений.

    Для любителей считать: чтобы увеличить скорость пульки в два раза (энергию, соответственно, в 4 раза), надо или поднять давление в 4 раза, или увеличить длину ствола в 4 раза. Во втором случае, естественно, требуется увеличить порцию газа и оптимизировать её.

    Вроде и всё. Какие будут вопросы?

Fagot

 

Пистолеты
Форум "Пистолеты"

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