ДРОБОВОЙ ВЫСТРЕЛ: ЧТО ОПРЕДЕЛЯЕТ ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ
В этом материале будет подробнее рассмотрено формирование дробового снаряда («снопа») на начальном участке траектории.
Растяжка дробового снаряда («снопа») определяется взаимодействием дробин с набегающим потоком воздуха, взаимодействием дробин в снаряде между собой и деформацией дробин при движении по каналу ствола.
В 1980-е гг Н. Л. Изметинский и Л. Е. Михайлов провели ряд экспериментов по исследованию процессов формирования дробового «снопа» в дульной части ствола и непосредственно после вылета из ствола. Результаты публиковались в журнале «Охота и охотничье хозяйство» в 1982 – 1986 гг (№№ 5, 9, 1982, № 11, 1986), а затем были собраны в книге «Ижевские ружья. Ижевское оружие. Т. 1. Ижевск: УдГУ, 1995.
Они установили:
Основной причиной деформации дроби являются инерционные нагрузки в начале движения (на участке 20 – 25 мм) дробового снаряда. Ускорение дробового снаряда составляет более 47000 g (g – ускорение свободного падения). За счет этого доля поврежденных дробин составляет 75 – 82%. Воздействие инерционных нагрузок хорошо заметно также на фотоснимках выстрелянных пуль. Пуля Майера – пуля турбинного типа, пуля «Кировчанка» - подкалиберная пуля, пуля «Вятка» - калиберная пуля – независимо от типа пули все после вылета из канала ствола имеют значительную деформацию.
Рис. 1. Пуля Майера. 1а – до выстрела, 2а – после выстрела.
Рис. 2. Пуля «Кировчанка». 3а – до выстрела, 3б – после выстрела.
Рис. 3. Пуля «Кировчанка» в 1,5 м от дульного среза; на фото видны половинки поддона и сама пуля (выделена прямоугольником).
Рис. 4. Пуля «Вятка». 3а – до выстрела, 3б – после выстрела.
Формирование дробового «снопа» происходит в периоде последействия, где имеет место взаимодействие истекающего из ствола порохового газа, воздуха, самих дробин и пыжа/пыжа-концентратора.
При выстреле из ствола со сверловкой «цилиндр» лепестки пыжа-концентратора начинают раскрываться под действием набегающего потока воздуха, как только лепестки выходят за дульный срез.
Рис. 5. Момент выхода дробового снаряда из канала ствола со сверловкой «цилиндр». С – набегающий поток воздуха, Г – головная волна.
После того, как пыж-концентратор полностью выйдет из канала ствола, лепестки разворачиваются полностью, и он продолжает полет уже вперед задней частью, напоминая волан бадминтона. Полет пыжа-концентратора продолжается до 30 – 40 м.
Рис. 6. Дробовой снаряд в конце периода последействия пороховых газов.
На теневой фотографии дробового снаряда в 3 м от дульного среза ствола со сверловкой «цилиндр» видно разделение снаряда на головную часть («ядро») и «хвост». При этом ударная волна, образующаяся перед «ядром» дробового снаряда, и волна перед «хвостом» отличаются углом расхождения ветвей, что говорит о разных скоростях полета. «Хвост» имеет скорость выше, чем «ядро» за счет того, что находится в зоне разрежения, и дробины «хвоста» внедряются в «ядро», при этом «ядро» и «хвост» меняются местами.
Рис. 7. Дробовой снаряд в 3 м от дульного среза, сверловка «цилиндр» (теневая фотография). Отчетливо видны «ядро» снаряда и разные углы расхождения ударной волны у головной и хвостовой частей снаряда.
Рис. 8. Дробовой снаряд в 6 м от дульного среза, сверловка «цилиндр».
Основная причина рассеивания дроби при выстреле из ствола со сверловкой «цилиндр» - непосредственное воздействие пыжа в период последействия пороховых газов. Его длительность и интенсивность зависят от величины дульного давления.
При стрельбе из ствола с сильным дульным сужением (1,2 мм – сверловка «усиленный чок») периферийные дробины снаряда при входе в дульное сужение получают смещение к центру и взаимодействуют как друг с другом, так и с центральной частью снаряда. При этом головные дробины получают дополнительное ускорение.
Рис. 9. Формирование дробового снопа в дульном сужении «усиленный чок». А – показывает схему приращения скорости дроби.
Рис. 10. Дробовой снаряд в 3 м от дульного среза, сверловка «усиленный чок».
Рис. 11. Дробовой снаряд в 6 м от дульного среза, сверловка «усиленный чок».
Пыж-контейнер, наоборот, тормозится в дульном сужении. Вследствие этого пыж значительно отстает от дробового снаряда и не оказывает влияние на формирование дробового «снопа». При стрельбе из ствола со сверловкой «цилиндр» пыж существенно влияет на формирование дробового «снопа».
Изменение параметров дробового «снопа» на траектории вблизи дульного среза представлено в таблице 1 (примечание: «объем» подсчитан при допущении, что «сноп» в поперечном сечении представляет окружность).
Таблица 1. Дробовой «сноп» при разных сверловках
Данные таблицы 1 показывают, что взаимодействие дробин с воздушной средой ведет уменьшению степени растяжки дробового «снопа» за счет увеличения рассеивания.
Деформация дроби существенно влияет как на характер осыпи, так и на эффективность стрельбы. Изметинский и Михайлов проводили оценку осыпи и пробивного действия стрельбой по листу 4-мм фанеры размером 150 х 150 см на дистанции 35 м. сравнивались три варианта: стрельба патронами, снаряженными только деформированной дробью, стрельба обычными патронами и стрельба патронами с пересыпкой дробового снаряда крахмалом (хорошо известный охотникам прием для улучшения боя ружья).
Параметры снаряжения:
- Дробь № 5 – масса дроби 32 г, количество дробин 195, порох «Сокол» 2,15 г
- Дробь № 7 – масса дроби 36 г, количество дробин 337, порох «Сокол» 2,25 г
- При добавке крахмала масса дроби уменьшалась на 2 г, соответственно уменьшалось и количество дробин: 180 дробин № 5 и 317 дробин № 7
Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2. Параметры боя ружья при разных вариантах снаряжения
Результаты убедительно показывают:
Большим количеством деформированных дробин объясняется то, что в охотничьем обиходе называют «ружье живит по дичи»: при видимых признаках попадания (летящие перья) дичь уходит от охотника.
Поэтому увеличение заряда пороха не приводит к повышению «резкости боя»: повышение максимального давления вызывает увеличение деформации дроби.
Кирилл Мартино в серии публикаций в «Российской охотничьей газете» (2001 г., №№ 45 – 50) пишет:
«Кому из охотников не хотелось достичь эффективности дробового выстрела на дальних дистанциях. Недостаточность информации толкает иногда некоторых стрелков на ложный путь - на увеличение массы метательного заряда (пороха) с целью достичь большей скорости полета дроби (а значит, дальности и резкости, по их разумению). Этот путь ошибочен».
При этом он опирается на результаты экспериментов, проводившихся в ЦКИБе, а также на результаты Изметинского и Михайлова, приведенные выше.
Подтвержденными способами снижения деформации (а, следовательно, и повышения эффективности дробового выстрела) являются:
- использование хороших амортизирующих пыжей,
- пересыпка дроби сыпучим материалом,
- использование твердой дроби с применением контейнера.
О пересыпке дроби сыпучим материалом (мукой, костяной мукой, опилками) как способе повышения кучности боя дробью дискутировали в конце XIX – начале XX столетия такие авторитетные авторы как В. В. Гринер («Ружье», опубликовано в русском переводе в 1887 г.), «Гражданский инженер» («Современное дробовое охотничье ружье (Практическое руководство для ружейных охотников)». – М., 1913). Гринер считал этот прием бесполезным в ружьях с чоковой сверловкой; «Гражданский инженер» вообще отрицал его эффективность. Но современные исследования (ЦКИБ, Ижмех) дали положительные результаты.
Мягкая и твердая охотничья дробь отличаются содержанием сурьмы. ОТ (охотничья твердая) содержит 1,5 – 3,0% сурьмы (сурьмянистого свинца); ОМ (охотничья мягкая) – до 1,5% сурьмы. Твердость дроби ОТ составляет не менее 13 кг/мм2, дроби ОМ – не менее 6 кг/мм2.
Фирма «Техкрим» производит дробовые патроны под маркой «Жирный гусь» с твердой омедненной дробью (средняя твердость 23,1 кг/мм2) с добавкой в дробовой снаряд пробковой крошки. Об особенностях конструкции патрона и результатах тестирования есть публикации в оружейной периодике («Калашников», 2017, № 9, «Русский охотничий журнал», 2019, март).
Рис. 12. Патрон «Жирный гусь» производства «Техкрим» в разрезе.