Физические эффекты, с которыми сталкиваются сухопутные войска. Основы внешней баллистики, вращение пули и деривация

В настоящем пособии обобщен опыт реальной работы снайперов в различных условиях, а также подробно представлены разделы по материальной части отечественного снайперского оружия и устройству оптических прицелов, технике практической стрельбы, пристрелке снайперских винтовок, винтовочной баллистике и маскировке на местности. Разделы по снайперской тактике в боевых условиях составлены с учетом опыта снайперов Великой Отечественной войны, афганской кампании, а также действий снайперов в современных горячих точках на территории СНГ и Европы. Разделы по теории стрелкового снайперского оружия, боеприпасов и ремонту оружия позволяют расширить технический кругозор практического снайпера и объясняют причины промахов, связанных с работой оружия и неправильным уходом за ним.

Книга предназначена для подготовки снайперов непосредственно в частях и подразделениях, в контртеррористических подразделениях, органах правопорядка и для охотников-промысловиков.

Вследствие одновременного воздействия на пулю вращательного движения, придающего ей устойчивое положение в полете, и сопротивления воздуха, стремящегося опрокинуть пулю головной частью назад, ось пули отклоняется от направления полета в сторону вращения. В результате этого пуля встречает сопротивление воздуха больше одной своей стороной и поэтому отклоняется от плоскости стрельбы все больше и больше в сторону вращения. Такое отклонение вращающейся пули в сторону от плоскости стрельбы называется деривацией. Это довольно сложный физический процесс. Деривация возрастает непропорционально расстоянию полета пули, вследствие чего последняя забирает все больше и больше в сторону и ее траектория в плане представляет собой кривую линию (схема 66, табл. 7). При правой нарезке ствола деривация уводит пулю в правую сторону, при левой - в левую.

Схема 66. Деривация

Таблица 7

На дистанциях стрельбы до 300 метров включительно деривация не имеет практического значения. Особенно это характерно для винтовки СВД, у которой оптический прицел ПСО-1 специально смещен влево на 1,5 см Ствол при этом слегка развернут влево и пули слегка (на 1 см) уходят левее. Принципиального значения это не имеет. На дистанции 300 метров силой деривации пули возвращаются в точку прицеливания, то есть по центру. И уже на дистанции 400 метров пули начинают основательно уводиться вправо, поэтому, чтобы не крутить горизонтальный маховик, цельтесь противнику в левый (от вас) глаз (схема 67). Деривацией пулю уведет на 3- 4 см вправо, и она попадет противнику в переносицу. На дистанции 500 метров цельтесь противнику в левую (от вас) сторону головы между глазом и ухом (схема 68) - это и будет приблизительно 6-7 см. На дистанции 600 метров - в левый (от вас) обрез головы противника (схема 69). Деривация уведет пулю вправо на 11-12 см. На дистанции 700 метров возьмите видимый просвет между точкой прицеливания и левым краем головы, где-то над центром погона на плече противника (схема 70). На 800 метров - дать поправку маховиком горизонтальных поправок на 0,3 тысячной (сетку подать вправо, среднюю точку попадания переместить влево), на 900 метров - 0,5 тысячной, на 1000 метров - 0,6 тысячной.

Чем выше угол места цели, тем меньше деривация. У стволов различных видов оружия шаг нарезов различный, следовательно, различной будет и деривация.

Баллистика изучает метание снаряда (пули) из ствольного оружия. Баллистику делят на внутреннюю, которая изучает явления происходящие в стволе в момент выстрела, и внешнюю, объясняющую поведение пули после вылета из ствола.

Основы внешней баллистики

Знание внешней баллистики (далее баллистики) позволяет стрелку еще до выстрела с достаточной для практического применения точностью знать, куда попадет пуля. На точность выстрела влияет масса взаимосвязанных факторов: динамическое взаимодействие деталей и частей оружия между собой и телом стрелка, газа и пули, пули со стенками канала ствола, пули с окружающей средой после вылета из ствола и многое другое.

После вылета из ствола пуля летит не по прямой, а по так называемой баллистической траектории, близкой к параболе. Иногда на малых дистанциях стрельбы отклонением траектории от прямолинейной можно пренебречь, однако на больших и предельных дистанциях стрельбы (что характерно для охоты) знание законов баллистики абсолютно необходимо.

Заметим, что пневматическое оружие обычно придает легкой пуле небольшую или среднюю скорость (от 100 до 380 м/с), поэтому искривление траектории полета пули от разных воздействий значительнее, чем для огнестрельного оружия.

На пулю, вылетевшую из ствола с определенной скоростью, в полете действуют две основные силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Действие силы тяжести направлено вниз, оно заставляет пулю непрерывно снижаться. Действие силы сопротивления воздуха направлено навстречу движению пули, оно заставляет пулю непрерывно снижать скорость полета. Все это приводит к отклонению траектории вниз.

Для повышения устойчивости пули в полете на поверхности канала ствола нарезного оружия имеются спиральные канавки (нарезы), которые придают пуле вращательное движение и тем самым предотвращают ее кувыркание в полете.

Вследствие вращения пули в полете

Вследствие вращения пули в полете, сила сопротивления воздуха действует неравномерно на разные части пули. В результате пуля встречает большее сопротивление воздуха одной из сторон и в полете все больше и больше отклоняется от плоскости стрельбы в сторону своего вращения. Это явление называется деривацией . Действие деривации неравномерно и усиливается к концу траектории.

Мощные пневматические винтовки могут придать пуле начальную скорость выше звуковой (до 360-380 м/с). Скорость звука в воздухе не постоянна (зависит от атмосферных условий, высоты над уровнем моря и т.д.), но ее можно принять равной 330-335 м/с. Легкие пули для пневматики с малой поперечной нагрузкой испытывают сильные возмущения и отклоняются от своей траектории, преодолевая звуковой барьер. Поэтому целесообразно стрелять более тяжелыми пулями с начальной скоростью приближающейся к скорости звука.

На траекторию полета пули также влияют метеоусловия - ветер, температура, влажность и давление воздуха.

Ветер считается слабым при его скорости 2 м/c, средним (умеренным) - при 4 м/c, сильным - при 8 м/c. Боковой умеренный ветер, действующий под углом 90° к траектории, уже весьма значительно влияет на легкую и "малоскоростную" пулю, выпущенную из пневматического оружия. Воздействие ветра той же силы, но дующего под острым углом к траектории - 45° и менее - вызывает вдвое меньшее отклонение пули.

Ветер, дующий вдоль траектории в ту или иную сторону, замедляет или ускоряет скорость пули, что нужно учитывать при стрельбе по движущейся цели. На охоте скорость ветра можно оценить с приемлемой точностью при помощи носового платка: если взять платок за два угла то при слабом ветре он будет слегка колыхаться, при умеренном - отклоняться на 45°, а при сильном - развиваться горизонтально поверхности земли.

Нормальными метеоусловиями считаются: температура воздуха - плюс 15°С, влажность - 50%, давление - 750 мм ртутного столба. Превышение температуры воздуха над нормальной приводит к повышению траектории на той же дистанции, а понижение температуры - к понижению траектории. Повышенная влажность приводит к понижению траектории, а пониженная - к повышению траектории. Напомним, что атмосферное давление изменяется не только от погоды, но и от высоты над уровнем моря - чем выше давление, тем ниже траектория.

Для каждого "дальнобойного" оружия и боеприпаса существуют свои таблицы поправок, позволяющие учитывать влияние метеоусловий, деривации, взаиморасположение стрелка и цели по высоте, скорости пули и других факторов на траекторию полета пули. К сожалению, для пневматического оружия подобные таблицы не публикуются, поэтому любители стрелять на предельные дистанции или в малоразмерные цели вынуждены составлять такие таблицы сами - их полнота и точность являются залогом успеха на охоте или соревнованиях.

При оценке результатов стрельбы нужно помнить, что на пулю с момента выстрела и до конца ее полета действуют некоторые случайные (не учитываемые) факторы, что приводит к небольшим отклонениям траектории полета пули от выстрела к выстрелу. Поэтому даже в "идеальных" условиях (например, при жестком закреплении оружия в станке, постоянстве внешних условий и т.п.) попадания пуль в цель имеют вид овала, сгущающегося к центру. Такие случайные отклонения называются девиацией . Формула ее расчета приведена ниже в этом разделе.

А теперь рассмотрим траекторию полета пули и ее элементы (см. рисунок 1).

Прямая линия, представляющая продолжение оси канала ствола до выстрела, называется линией выстрела. Прямая линия, являющаяся продолжением оси ствола при вылете из него пули, называется линией бросания. Из-за колебаний ствола его положение в момент выстрела и в момент вылета пули из ствола будет отличаться на угол вылета.

В результате действия силы тяжести и силы сопротивления воздуха пуля летит не по линии бросания, а по неравномерно изогнутой кривой, проходящей ниже линии бросания.

Началом траектории является точка вылета. Горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета, называется горизонтом оружия. Вертикальная плоскость, проходящая через точку вылета по линии бросания, называется плоскостью стрельбы.

Чтобы добросить пулю до любой точки на горизонте оружия, необходимо линию бросания направить выше горизонта. Угол, составленный линией выстрела и горизонтом оружия, называется углом возвышения. Угол, составленный линией бросания и горизонтом оружия, называется углом бросания.

Точка пересечения траектории с горизонтом оружия называется (табличной) точкой падения. Расстояние по горизонту от точки вылета до (табличной) точки падения называется горизонтальной дальностью. Угол между касательной к траектории в точке падения и горизонтом оружия называется (табличным) углом падения.

Самая высокая точка траектории над горизонтом оружия называется вершиной траектории, а расстояние от горизонта оружия до вершины траектории - высотой траектории. Вершина траектории делит траекторию на две неравные части: восходящую ветвь - более длинную и пологую и нисходящую ветвь - более короткую и крутую.

Рассматривая положение цели относительно стрелка, можно выделить три ситуации :

Стрелок и цель расположены на одном уровне.
- стрелок расположен ниже цели (стреляет вверх под углом).
- стрелок расположен выше цели (стреляет вниз под углом).

Для того, чтобы направить пулю в цель, необходимо придать оси канала ствола определенное положение в вертикальной и горизонтальной плоскости. Придание нужного направления оси канала ствола в горизонтальной плоскости называется горизонтальной наводкой, а придание направления в вертикальной плоскости - вертикальной наводкой.

Вертикальная и горизонтальная наводка производится с помощью прицельных приспособлений. Механические прицельные приспособления нарезного оружия состоят из мушки и целика (или диоптра).

Прямая линия, соединяющая середину прорези целика с вершиной мушки, называется прицельной линией.

Наводка стрелкового оружия с помощью прицельных приспособлений осуществляется не от горизонта оружия, а относительно расположения цели . В связи с этим элементы наводки и траектории получают следующие обозначения (см. рисунок 2).

Точка, по которой наводится оружие, называется точкой прицеливания. Прямая линия, соединяющая глаз стрелка, середину прорези целика, вершину мушки и точку прицеливания, называется линией прицеливания.

Угол, образованный линией прицеливания и линией выстрела, называется углом прицеливания. Этот угол при наводке получается путем установки прорези прицела (или мушки) по высоте, соответствующей дальности стрельбы.

Точка пересечения нисходящей ветви траектории с линией прицеливания называется точкой падения. Расстояние от точки вылета до точки падения называется прицельной дальностью. Угол между касательной к траектории в точке падения и линией прицеливания называется углом падения.

При расположении оружия и цели на одинаковой высоте линия прицеливания совпадает с горизонтом оружия, а угол прицеливания - с углом возвышения. При расположении цели выше или ниже горизонта оружия между линией прицеливания и линией горизонта образуется угол места цели. Угол места цели считается положительным , если цель находится выше горизонта оружия и отрицательным , если цель находится ниже горизонта оружия.

Угол места цели и угол прицеливания вместе составляют угол возвышения. При отрицательном угле места цели линия выстрела может быть направлена ниже горизонта оружия; в этом случае угол возвышения становится отрицательным и называется углом склонения.

В своем конце траектория пули пересекается либо с целью (преградой), либо с поверхностью земли. Точка пересечения траектории с целью (преградой) или поверхностью земли называется точкой встречи. От угла, под каким пуля попадает в цель (преграду) или в землю, их механических характеристик, материала пули зависит возможность рикошета. Расстояние от точки вылета до точки встречи называется действительной дальностью. Выстрел, при котором траектория не поднимается над линией прицеливания выше цели на всем протяжении прицельной дальности, называется прямым выстрелом.

Из всего вышесказанного ясно, что до начала практической стрельбы оружие нужно пристрелять (иначе - привести к нормальному бою). Пристрелку следует проводить с тем же боеприпасом и в тех же условиях, какие будут характерны при последующих стрельбах. Обязательно нужно учитывать размер цели, позицию стрельбы (лежа, с колена, стоя, из неустойчивых положений), даже толщину одежды (при пристрелке винтовки).

Линия прицеливания, проходящая от глаза стрелка через вершину мушки, верхний обрез целика и цель, является прямой линией в то время как траектория полета пули неравномерно искривленная книзу линия. Линия прицеливания расположена выше ствола на 2-3 см в случае открытого прицела и гораздо выше в случае оптического.

В простейшем случае, если линия прицеливания горизонтальна, траектория пули дважды пересекает линию прицеливания: на восходящей и нисходящей части траектории. Оружие обычно пристреливают (настраивают прицельные приспособления) на горизонтальное расстояние, на котором нисходящая часть траектории пересекает линию прицеливания.

Может показаться, что существуют всего две дистанции до цели - там, где траектория пересекает линию прицеливания - на которых гарантируется попадание. Так спортивная стрельба производится на фиксированной дистанции 10 метров, на которой траекторию полета пули можно считать прямолинейной.

Для практической стрельбы (например, охоты) обычно дальности стрельбы значительно больше и приходится учитывать кривизну траектории. Но здесь играет стрелку играет на руку тот факт, что размеры цели (убойного места) по высоте в этом случае может достигать 5-10 см и более. Если подобрать такую горизонтальную дальность пристрелки оружия, что высота траектории на дистанции не превысит высоты цели (так называемый прямой выстрел), то целясь под обрез цели, мы сможем поражать ее на всем протяжении дистанции стрельбы.

Дальность прямого выстрела, на которой высота траектории не поднимается над линией прицеливания выше высоты цели, весьма важная характеристика любого оружия, определяющая пологость траектории.
Точкой прицеливания обычно выбирают нижний обрез мишени или ее центр. Более удобно целиться под обрез, когда вся цель видна при прицеливании.

При стрельбе обычно приходится вводить вертикальные поправки, если:

размер цели меньше, чем обычно.
дистанция стрельбы превышает дистанцию пристрелки оружия.
дистанция стрельбы ближе, чем первая точка пересечения траектории с линией прицеливания (характерно для стрельбы с оптическим прицелом).

Горизонтальные поправки обычно приходится вводить в процессе стрельбы в ветреную погоду или при стрельбе по движущейся цели. Обычно поправки для открытых прицелов вводятся путем стрельбы с упреждением (выносом точки прицеливания вправо или влево от цели), а не подстройкой прицельных приспособлений.

Схема 66. Деривация

Таблица 7

Следует учесть, что тяжелые пули меньше отклоняются деривацией, и отклонение это будет тем меньше, чем больше вес пули такого же калибра. Так, тяжелые пули спортивных патронов калибра 7,62 массой 13,4 г отклоняются в 1,5 меньше, чем легкие пули, а на дистанции 1000 м и далее - в 2 раза меньше.

Деривация

Вследствие вращательного движения пули траектория её в воздухе не лежит в плоскости стрельбы, а отклоняется в сторону её вращения (рис. 15). Отклонение пули от плоскости стрельбы называется деривацией.

Рисунок 12 - Отклонение траектории от плоскости стрельбы - деривация

Сущность деривации заключается в следующем. Вследствие кривизны траектории направление касательной к ней непрерывно меняется. Происходит, как говорят, понижение касательной. В этом случае отклонение вершины пули вверх от касательной при коническом движении оси пули получается большим, чем вниз. Соответственно опрокидывающий момент, действующий вверх, будет больше, чем в противоположенную сторону. При правом вращении пули вершина её отклоняется вправо больше, чем влево. Воздух действует больше на левую часть пули и вызывает отклонение пули вправо. Это отклонение пули и является деривацией.

Для того чтобы была деривация, необходимы следующие условия:

- понижение касательной к траектории;

- опрокидывающий момент;

- вращательное движение пули.

Если хоть одно из этих условий отсутствует, то деривации не будет. Например, деривации не будет при стрельбе вертикально вверх (отсутствует опрокидывающий момент), при стрельбе из миномёта (отсутствует вращение мины).

При прочих равных условиях деривация тем меньше, чем меньше понижение касательной, т.е. чем настильнее траектория. С этой точки зрения настильная траектория является более выгодной.

Величина деривации непропорциональна дальности стрельбы. При малых дальностях она незначительна, а при больших достигает большой величины. Ниже приведены величины деривации лёгкой пули образца 1908 г. При стрельбе из винтовки образца 1891/30 гг. на различные дистанции (таб. 4).

Та блица 4 - Величины деривации

Дистанция, м
Деривация, м

Величина деривации при стрельбе на различные дальности указывается в таблицах стрельбы. При стрельбе из стрелкового оружия на большие дальности деривация учитывается смещением целика или выносом точки прицеливания в сторону, противоположенную деривации. В некоторых прицелах деривация учитывается автоматически.

Устойчивость пули при полёте и факторы, определяющие устойчивость

Для того чтобы пуля была устойчива в полёте, ей необходимо придать определённую скорость вращения. Если скорость вращения будет меньше некоторого предела, то пуля опрокинется под действием опрокидывающего момента, так как инерция вращения пули окажется недостаточной для придания её устойчивости. Необходимая для устойчивости крутизна нарезов зависит от начальной скорости пули и её устройства. При теоретическом определении необходимой крутизны нарезов обычно пользуются формулой Н.А Забудского:

где? - длина хода нарезов в калибрах;б - коэффициент (для современных пуль принимают (б?0,7);

где A - полярный момент инерции, ;

g - ускорение тяжести, см/ вес пули;

коэффициент веса пули,

экваториальный момент инерции,

расстояние между центром сопротивления воздуха и центром тяжести пули в калибрах,

где z1 - расстояние между центром тяжести пули и основанием головной части в калибрах;

H - высота головной части в калибрах;

функция, определяемая опытным путём.

Значения в зависимости от V0 даны в таб. 4. Из двух пуль более устойчивая будет та, у которой выше формула Забудского позволяет судить о фактах, влияющих на устойчивость пули.

Задача. Определить длину хода нарезов винтовки образца 1891/30 гг. под пулю образца 1908 г. с размерами, указанными на рис. 16. Полярный момент инерции экваториальный момент инерции вес пули начальная скорость;

Решение. Находим значение величин, входящих в формулу Забудского, для определения длины хода нарезов:

Рисунок 13 - Расположение ЦТ и ЦС легкой пули образца 1908 г.

калибра; (19)

калибра; (20)

По таб. 4 определяем:

Таблица 5 - Значения в зависимости от V0

Подставляем найденные значения в формулу Забудского

калибра. (23)

Длина хода нарезов в линейных величинах или округляя,

Основные свойства траектории в воздухе.

Траектория имеет вид пространственной кривой (влияние деривации), в плане она представляется кривой (рис. 14), выпуклость которой обращена к плоскости стрельбы; вершина траектории находится ближе к точке падения; угол падения больше угла бросания; угол наибольшей дальности не равен.

Рисунок 14 - Проекция траектории на горизонтальную плоскость

Для абсолютного большинства оружия угол наибольшей дальности меньше. Только для оружия крупного калибра с большой начальной скоростью угол наибольшей дальности больше Для стрелкового оружия угол наибольшей дальности находится в пределах

Скорость падения меньше начальной скорости. Так как точка вылета и точка падения находится на одинаковой высоте, работа силы тяжести при перемещении пули из одной точки в другую равна нулю, и сила тяжести не изменяет энергии пули, сопротивление же воздуха уменьшает энергию пули, поэтому она в точке падения будет меньше, чем в точек вылета. Следовательно, и скорость в точке падения будет меньше, чем в точке вылета.

Рисунок 15 - Влияние силы тяжести на силу сопротивления воздуха

В точке 1 силы направлены против движения и уменьшают скорость пули. В точке 2 (вершина траектории) проекция силы на касательную равна нулю, а сила направлена против движения пули. Эта сила сообщает пуле отрицательное ускорении. При движении через вершину траектории скорость пули продолжает уменьшаться. В некоторой точку 3 проекция силы тяжести становится равной силе Это значит, что ускорение пули становится равным нулю, т.е. скорость ей перестаёт уменьшаться. При дальнейшем движении пули проекция силы тяжести может стать больше проекции силы сопротивления воздуха, и тогда скорость пули будет увеличиваться. При стрельбе из стрелкового оружия обычно скорость пули уменьшается на всём протяжении траектории, и наименьшая скорость получается в точке встречи с целью.

Время полёта пули по восходящей ветви траектории меньше времени полёта по нисходящей, поэтому скорость пули по восходящей ветви значительно больше, чем скорость по нисходящей ветви траектории.

Рассеивание пуль при стрельбе

Рассмотрим явление, которое нельзя отнести к баллистике, но оно в какой-то степени связанно с ней.

Если мы будем вести огонь по мишени, обеспечив точность и однообразие производства выстрелов, то обнаружим, что каждая пуля, пролетев по своей траектории, будет иметь свою пробоину. Более того, при очень большом числе выстрелов эти пробоины будут располагаться, подчиняясь какой-то закономерности, независимо от того, будем мы стрелять по вертикальной цели или по площади.

Рисунок 16 - - на вертикальной плоскости; б - на горизонтальной плоскости; средняя траектория обозначена пунктирной линией; СТП - средняя точка попадания; ЕВ, - горизонтальная (поперечная) ось рассеивания; ББ, - вертикальная (продольная) ось рассеивания

Как показывают исследования, площадь рассеивания имеет форму эллипса на горизонтальной плоскости и круга на вертикальной.

Оси рассеивания - это взаимно перпендикулярные линии, проведенные через центр рассеивания (среднюю точку попадания).

Отклонение - это расстояние от точки встречи (пробоины) до осей рассеивания.

Причины, вызывающие рассеива ние пуль, могут быть сведены в три группы.

Первая группа - это причины, вызывающие разнообразие начальных скоростей:

- разнообразие в весе боевых зарядов и пуль, в форме и размерах пуль и гильз, в качестве пороха и т.д. как результат неточностей (допусков) при их изготовлении;

- разнообразие температур зарядов, зависящее от температур воздуха и неодинакового времени нахождения патрона в нагретом при стрельбе стволе;

- разнообразие в степени нагрева и в качественном состоянии ствола. Совокупность этих причин вызывает колебание начальных скоростей, а следовательно, и дальностей полета пуль, т.е. приводят к рассеиванию по дальности и зависят в основном от боеприпасов.

Вторая группа - причины, вызывающие разнообразие углов бросания и направления стрельбы: разнообразие в горизонтальной и вертикальной наводке оружия (ошибки в прицеливании); разнообразие углов вылета и боковых смещений оружия, получаемых в неоднообразной изготовке и использовании упоров, неплавного спуска курка;

Естественное рассеивание.

Любой человек знает, что не бывает абсолютно одинаковых элементов (деталей) при их достаточной внешней схожести. Это относится и оружию с боеприпасами. Пули, пороховой заряд, гильзы, капсюли имеют отличающиеся друг от друга геометрические, массовые и др. характеристики, хотя и весьма незначительные. Поэтому при стрельбе из одного и того же оружия даже при самом тщательном прицеливании, жестком закреплении оружия на специальных пристрелочных станках каждая пуля имеет свою траекторию и оставляет в мишени свою пробоину. Это явление называется естественным рассеиванием пуль. Совокупность таких траекторий называют снопом траекторий, а площадь, на которой располагаются пробоины в мишени, - площадью рассеивания.

Если площадь рассеивания разделить двумя взаимно перпендикулярными осями так, чтобы слева и справа, сверху и снизу от них находилось по 50% пробоин, то точка пересечения этих осей будет средней точки попадания (СТП), а траектория пули, проходящая через эту точку, будет средней траекторией. С точки зрения физики, если каждую пробоину в мишени считать материальной точной, то СТП является центром их тяжести.

При достаточно большом числе выстрелов все пробоины в мишени будут располагаться вокруг СТП, и чем они будут ближе, тем лучше кучность. Для оценки кучности стрелкового оружия чаще всего применяются характеристики R100, R50 и П ср , о которых было сказано выше. Практически СТП можно определить при малом числе выстрелов путем последовательного определения центров тяжести пробоин.

Опытным путем установлено, что для проверки боя оружия одиночными выстрелами вполне достаточно четырех патронов. Поэтому на заводе приведение к нормальному бою проводится сериями по четыре выстрела. Таких серий может быть произведённое несколько - до получения требуемого по ТУ результата. Для каждого типа образцов эти требования устанавливаются в технических условиях следующим образом. Для каждой серии определяется положение СТП. Делается это так: - две ближайшие пробоины соединяются прямой линией, которая делится пополам, затем получается точка соединения с третьей пробоиной и эта прямая делится уже на три части. Ближе к первой точке и отмечается как СТП1 для трех точек. Далее полученная точка соединяется прямой с четвертой пробоиной, которая уже делится на четыре части. На расстоянии ј длины от точки СТП1 и будет находиться общий центр тяжести пробоин, или СТП;

- пробоины соединяются попарно прямыми линиями, которые делятся пополам, через полученные точки проводится новая линия, которая также делится пополам. Полученная точка и есть СТП;

- пробоины соединяются внешним образом так, чтобы образовался четырехугольник, затем в нем проводятся диагонали через противоположные вершины. Пересечение диагоналей и даст положение СТП.

- Наложение координат. Зависит от расстояния и размеров цели. СТП вычисляется таким образом, складываются все координаты по Y, по X и делится на количество пробоин.

Первый способ самый точный и наиболее применяемый.

Степень приближения найденной СТП к точке, в которую велось прицеливание (ТП), или её ещё называют контрольной точкой, характеризует точность стрельбы.

Приведение оружия к нормальному бою. После окончательной сборки оружия одним из важнейших видов испытаний является оценка кучности и точности стрельбы. Процесс достижения требуемой кучности и точности стрельбы в соответствии с техническими условиями на образец и есть проведение оружия к нормальному бою.

Первым этапом приведения к нормальному бою является определение кучности стрельбы. За характеристику рассеивания принято максимальное расстояние между наиболее удаленными друг от друга пробоинами. Это рассеивание измеряется линейкой по наиболее удаленным точкам этих пробоин (ожогов) с точностью до 0,5 мм. Для охотничьего оружия стрельба проводится сериями по четыре выстрела, для спортивного - по десять выстрелов. Стрельба ведется в условиях заводской испытательной станции со специального пристрелочного станка.

Если кучность удовлетворительная, то переходят ко второму этапу - обеспечению требуемой точности путём изменения положений целика или мушки с целью обеспечения наименьшего отклонения СТП от ТП.

После серии выстрелов определяется положение СТП одним из методов (чаще первым - он более точный), затем линейкой определяется величина отклонения СТП от СТП сравнивается с требуемой. По результатам первого измерения в охотничьем оружии сдвигается мушка, в спортивном - диоптр. Затем проводится вторая серия, определяется положение нового СТП и, если его положение не укладывается в требования, вновь проводится коррекция прицельных устройств. И так до выполнения требований.

Заметим, что для каждого вида оружия: пистолет, винтовка, карабин, - приведение к нормальному бою проводится на собственной определенной дистанции, наиболее эффективной для выполнения поставленных задач. Например, для пистолетов - 25 м, малокалиберных винтовок - 50 м, охотничьих карабинов - 100 м.

Для охотничьих карабинов достижение требуемой точности обеспечивается изменением положением мушки: при завинчивании мушки СТП смещается вверх, а при вывинчивании - вниз, при смещении мушки вправо СТП смещается влево, и наоборот.

В спортивном оружии, где в основном применяются диоптрические прицелы, достижение требуемой точности обеспечивается перемещением основания диоптра в гнезде кронштейна с помощь микрометрических винтов. При этом на барабанчиках прицела нанесены буквы: Л - влево, П - вправо, В-вверх, Н - вниз, которые обозначают направление перемещение диоптра и совпадают с направлением перемещения СТП, что изначально упрощает приведение оружия к нормальному бою и его пристрелку. После приведения спортивного оружия к нормальному бою положение ползуна диоптра и самих барабанчиков отмечается в паспорте.

Пристрелка оружия.

При стрельбе из одного и того же оружия, приведенного к нормальному бою, результаты у разных стрелков (охотников, спортсменов) будут различными. Это объясняется прежде всего различием антропометрических данных, остротой зрения, положение тела на огневой позиции (изготовкой), навыками обращения с оружием и т.п. Кроме того, на результатах стрельбы сказались и условия стрельбы: температура воздуха, ветер, освещенность, правильное определение дистанции и установка прицела и др. Поэтому для учета условий стрельбы и своих особенностей каждый стрелок проводит накануне охоты или соревнований пристрелку своего личного оружия.

Под пристрелкой понимают проведение предварительной стрельбы из личного оружия с целью корректировки положения СТП относительно ТП для достижения минимального отклонения при данных условиях стрельбы и способах изготовки стрельбы и способах изготовки стрелка на огневой позиции.

Для спортивного оружия стрельба ведется сериями по десять выстрелов, для охотничьего - по четыре. Пристрелку желательно проводить теми же патронами, которые потом будут использованы для выполнения упражнений в пулевой стрельбе или охоте.

Пристрелка с оптических прицелов.

Охотничье оружие, как правило, предусматривает применение оптических прицелов самых различных конструкций, которые выпускаются различными предприятиями и фирмами. Поэтому после тщательного изучения особенностей прицелов их необходимо пристрелять, даже если установлены на карабинах, имеющих нормальный бой. Перед пристрелкой прицелы, прежде всего, необходимо надежно закрепить на оружии, установив в удобном положении для глаза.

Методика пристрелки такая же, как и приведение оружия к нормальному бою. Если отклонение СТП от ТП после первой серии выстрелов неудовлетворительно, то следует, введя поправки советующими маховичками, провести вторую серию, а если потребуется, и третью. После достижения удовлетворительного положения СТП относительно ТП следует ослабить винты крепления шкал на установочных барабанчиках и осторожно повернуть их так, чтобы цифра «0» совместилась с неподвижными указателями (рисками), не допуская при этом поворота самих барабанчиков, после чего винты затянуть.

Чтобы избежать нарушения пристрелки, полезно помнить, что оптический прицел лучше не отделять от кронштейна, а положение кронштейна на ствольной коробке заменить рисками. Полезно так же знать, что установочные барабанчики оптических прицелов могут поворачиваться в одном направлении больше, чем на один полный оборот, и, следовательно, может появиться «ложный нуль». Что бы этого не случилось, не вращайте без надобности барабанчики после пристрелки. Оберегайте результаты пристрелки. Если пристрелка будет проводиться не в условиях тира, то прежде всего следует выбирать безопасное место в поле, лесу и принять все меры предосторожности. Затем отметить требуемую дистанцию и установить мишень в виде листка чистой бумаги с черным кругом в качестве точки прицеливания (ТП), так, чтобы после опадения пуль в нее они оставались бы в земле, досках и т.п., не могли лететь дальше или срикошетить. Убедившись в правильности своего выбора и обеспечении требуемой безопасности, можно приступать к пристрелке.

Третья группа - это причины, вызывающие разнообразие условий полета пули:

- разнообразие в атмосферных условиях, особенно в направлении и скорости ветра;

- разнообразие в весе, форме и размерах пуль, приводящее к колебаниям силы сопротивления воздуха, а отсюда - и дальности полета пули. Все эти причины зависят в основном от внешних условий стрельбы и от боеприпасов. Они приводят к увеличению рассеивания по дальности и по боковому направлению.

Рассеивание пуль подчиняется нормальному закону случайных ошибок. В отношении к рассеиванию пуль его называют законом рассеивания, и он гласит: при достаточно большом числе выстрелов, произведенных в возможно одинаковых условиях, рассеивание пуль неравномерно, симметрично и небеспредельное.

На рисунке это отчетливо видно. Точки встречи располагаются гуще к центру рассеивания и реже к краям площади рассеивания, т.е. неравномерно. Число точек встречи по обе стороны от осей рассеивания, заключающихся в равных по абсолютной величине пределах (полосах), одинаково, и каждому отклонению от центра рассеивания в одну сторону отвечает такое же по величине отклонение в противоположную сторону, т.е. симметрично. И, наконец, точки занимают ограниченную площадь, т.е. небеспредельное.

В заключение дадим несколько определений, связанных с баллистикой и рассеиванием пуль.

Точность стрельбы характеризуется степенью совмещения эллипса рассеивания пуль с щелью. Она зависит как от объективного фактора - свойств оружейного комплекса, т.е. оружия и боеприпасов, так и от субъективного, самого стреляющего.

Кучность стрельбы представляет собой свойства оружейного комплекса группировать точки попадания на малой площади. Это объективный фактор, не зависящий от стрелка.

Исследования внешней баллистики показали - пули у цели располагаются по эллипсу, вытянутому вдоль траектории полета. На его характеристики влияют:

- колебания начальной скорости пули;

- колебания в весе пули;

- ветер.

Отклонение траектории по высоте в зависимости от изменения начальной скорости полета пули можно определить по формуле

где F - сила первоначальной скорости;

c - баллистический коэффициент, зависящий от веса пули;

и c - угол падения;

g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения.

Подсчеты позволили сделать вывод: чем больше настильность траектории на данной дистанции, тем меньше влияют колебания начальной скорости пули на рассеивание траектории.

Влияние изменения веса пули на рассеивание траектории определяется из зависимости

где с - баллистический коэффициент, зависящий от веса пули.

Подсчеты по этой формуле показывают, чем настильнее траектория, тем меньше Ду. С изменением веса пули изменяется всегда и начальная скорость пули.

Отсюда можно сделать заключение, чтобы было меньше влияние колебаний веса пули и ее начальной скорости, необходимо стремиться к таким баллистическим данным, которые приводили бы к наиболее настильной траектории.

Ветер влияет как на дальность полета, так и на боковое отклонение пули. Оно наиболее существенно сказывается при стрельбе из оружия малого калибра, изменение дальности определяется по формуле рассчитываем боковое отклонение.

Боковое отклонение по оси Х

где v - скорость ветра;

щ - угол, составленный направлением ветра с плоскостью стрельбы;

Т - время полета;

х - дистанция.

Боковое отклонение по оси Z

где Т - время полета.

Расположение центра тяжести относительно оси канала ствола влияет на отклонение ствола от приданного ему положения.

2.3 Конструкторские расчеты

Физические эффекты присутствуют в нашей жизни повсюду; иногда они заметны невооруженному глазу, а порой их можно обнаружить лишь с помощью специального оборудования. «Лента.ру» уже рассматривала наиболее интересные явления, с которыми сталкиваются военные пилоты и моряки. Теперь настала очередь сухопутных войск.

Деривация

При подготовке снайперов бойцам объясняют, что после выстрела пуля отклоняется не только вниз под действием силы тяжести, но и в сторону. Причем способствует этому, помимо возможного бокового ветра, так называемая деривация. После выстрела из нарезного оружия на пулю действуют силы вращательного движения и сопротивления воздуха. При этом вращающаяся пуля или снаряд представляют собой гироскоп, который под действием набегаюшего потока воздуха начинает отклоняться перпендикулярно его плоскости. При этом поворот происходит в сторону вращения. Это означает, что направление смещения траектории пули совпадает с направлением нарезки ствола; в большинстве стран нарезка выполнена по часовой стрелке по спирали ─ значит, пуля отклоняется вправо. Такое отклонение и называется деривацией.

Деривационное отклонение пули

При стрельбе на большие дистанции, на которых деривация становится наиболее заметной (для снайперской винтовки СВД этот параметр составляет до 60 сантиметров при стрельбе по цели на дистанции в 1 километр), стрелков учат учитывать отклонение пули. Многие современные прицелы для стрелкового оружия конструктивно учитывают деривацию. В частности, ПСО-1 для СВД специально монтируется так, чтобы после выстрела пуля уходила несколько левее. В артиллерии же это явление либо закладывается в таблицы стрельбы, либо также учитывается конструктивно.

Эффект Магнуса

Непосредственно с вращением пули или снаряда связано еще одно физическое явление, которое называется эффект Магнуса. Этот эффект проявляется при ведении огня при боковом ветре. Его особенность заключается в том, что с той стороны пули, где вращение совпадает с направлением обтекающего потока воздуха, скорость движения воздуха возрастает, а с противоположной — уменьшается. В итоге возникает разница давлений с разных сторон пули, из-за чего появляется сила, направленная перпендикулярно движению газового потока и отклоняющая боеприпас в сторону.

На практике это означает, что при боковом ветре слева пулю начинает сносить несколько вверх, и наоборот. Поскольку на небольших дистанциях эффект Магнуса заметного влияния на траекторию полета пули не оказывает, его как правило не учитывают. Однако, стрелки, подготовленные для поражения целей на значительных дистанциях, как правило пользуются специальным прибором - анемометром, измеряющим скорость ветра.

В начале января 2013 года американская компания Tracking Point представила компьютеризованный снайперский комплекс PGF, оборудованный цифровым прицелом. Комплекс работает на базе операционной системы Linux и оборудован модулем Wi-Fi. Снайперская система позволяет значительно повысить точность стрельбы за счет автоматического слежения за перемещением цели, а также учета деривации и эффекта Магнуса. При нажатии спускового крючка выстрел производится не сразу. Сначала компьютер перейдет в боевую готовность и потребует вручную скорректировать прицел. Выстрел будет произведен, когда перекрестие прицела совпадет с целью.

Акустический удар

Иногда на поле боя бойцам доводится слышать громкий хлопок. Это означает, что мимо прошла пуля, которая летит на скорости, превышающей скорость звука. Бывает, что и после того, как над головой пролетит самолет, боец вдруг слышит звук, напоминающий взрыв. Это явление называется акустическим ударом. Суть его заключается в том, что летящий объект создает впереди и позади себя серию волн. При полете на сверхзвуковой скорости эти волны сталкиваются друг с другом, сжимаясь в одну ударную волну, движущуюся на скорости звука.

Образование акустической волны происходит постоянно - это означает, что объект, летящий быстрее скорости звука, оставляет за собой конусообразный акустический след. Размеры конуса зависят от высоты и скорости полета объекта - пули или самолета. Поскольку объект летит быстрее звука, а ударная волна движется со скоростью звука, боец на земле слышит хлопок или взрыв уже тогда, когда пуля или самолет отлетели от него на значительное расстояние. Хлопок происходит из-за резкой смены давления на фронте акустической волны.

В среднем давление акустического удара составляет около пяти тысяч паскалей. В начале 1970-х годов во время военного конфликта с Сирией и Египтом Израиль использовал акустический удар в качестве одного из методов психологического воздействия. В 1969 году ВВС Израиля получили от США истребители F-4 Phantom II, способные совершать полеты на скорости, в два раза превышающей скорость звука. На этих машинах израильские летчики выполняли сверхзвуковые полеты над вражескими городами на малых высотах.

Свисток Гальтона

Современные военные научились использовать для своих целей и другие виды звуковых колебаний. Например, не слышимый для человеческого уха ультразвук, с помощью которого можно дрессировать животных и отдавать им различные команды. Для получения ультразвука используется так называемый свисток Гальтона - акустическое устройство, которое способно генерировать звуковые колебания. Частота колебаний, как правило, составляет 170 килогерц, однако существуют и свистки, позволяющие получать инфразвук с частотой колебаний от 0,001 до 16 герц.

Конструкция свистка Гальтона может различаться. Обычно он представляет собой полый цилиндр со встроенным клином и расположенным рядом с ним акустическим резонатором. Воздушный поток в этом устройстве рассекается клином-«губой», в результате чего возникают колебания, частота которых зависит от размера «губы» и сопла. Как правило, военные кинологи используют свистки Гальтона при проведении боевых операций, когда собакам необходимо отдавать «неслышные» приказы, чтобы не выдать свое местоположение. Военные кавалеристы также иногда используют такие свистки.

Схема свистка Гальтона с изменяемой частотой звука

Конструкция свистка Гальтона с кольцевым соплом и регулируемым объемом резонатора. 1 ─ сопло; 2 ─ кольцевая щель сопла; 3 ─ резонатор; 4 ─ регулировочный поршень.

Свисток Гальтона

Гидродинамический клин

Военным водителям, как и обычным гражданским автомобилистам, знаком эффект потери управления машиной на мокрой поверхности при езде на большой скорости. Речь идет об аквапланировании - явлении, при котором при проезде автомобиля по луже возникает так называемый гидродинамический клин между твердой поверхностью и шиной. Фактически это означает, что на скорости колеса автомобиля в луже начинают буквально всплывать.

При попадании быстро едущего автомобиля в лужу под колесами резко увеличивается давление воды и сопротивление движению. Шина в этом случае не успевает вовремя удалять воду из под колеса, в результате чего под ним образуется водяная пленка толщиной в несколько миллиметров. Машина при этом теряет управление. В среднем, эффект аквапланирования проявляется на мокрых участках дороги при движении на скорости в 70-100 километров в час. Для борьбы с аквапланированием используются шины с особым глубоким рисунком протектора.