Что такое оживальная часть пули
Оживало
Оживальная форма (также «оживало», от фр. ogive/augive ) — обтекаемая двух- или трёхмерная форма, промежуточная между конусом и эллипсоидом. В русском языке термин употребляется обычно при описании формы крыльев самолёта, снарядов и пуль, а также изредка в архитектуре.
Содержание
Характеристика формы
Классическая оживальная форма («оживало Кармана») образована дугами двух окружностей (см. рисунок; в трёхмерном случае используется вращение этих дуг). «Остроту» формы при этом можно охарактеризовать отношением радиуса окружностей к максимальному диаметру (калибру в случае снаряда/пули). Чем больше это отношение, тем «острее» выглядит тело. Для пуль отношение обычно лежит в пределах от 4 до 10 (типично около 6); для снарядов доходит до 16.
Применение
Применение оживальной формы для тел, движущихся в воздушной среде, началось в XIX веке; до этого артиллерийские снаряды и пули обычно имели сферическую форму. Среди преимуществ оживальной формы перед другими (конической и полусферической/эллиптической) указываются:
В архитектуре
Арки и окна оживальной формы, традиционные в готической архитектуре, в русской литературе называются «стрельчатыми».
Вопросы формы
Иногда по-европейски, иногда по-американски
Сначала мы займемся величиной, которая называется поперечной нагрузкой, а также поперечной плотностью. Поперечной нагрузкой называется отношение массы пули к площади поперечного сечения пули. Поперечная нагрузка выражает, сколько граммов приходится на квадратный сантиметр в зависимости от массы пули. Наряду с формой пули и скоростью пули, поперечная нагрузка значительно влияет на способность пули преодолевать сопротивление воздуха. Чем меньше масса пули по отношению к калибру, и, следовательно, чем меньше поперечная нагрузка, тем больше сопротивление воздуха оказывает тормозящее воздействие.
В результате по сравнению с более тяжелой пулей одинакового калибра и с одинаковой формой головной части может получиться менее настильная траектория. Соответственно, уменьшаются энергия у цели, глубина проникновения и пробивная способность. Для достижения дальнего выстрела в рамках других важных для траектории факторов в основном стремятся к высокой поперечной нагрузке. Конечно, возможности конструктивного оформления ограничены шагом нарезов, процессом нарастания давления газов и действием пули по цели. Можно исходить из того, что при одинаковом калибре более тяжелая пуля на дальней дистанции при попадании в цель обладает большей скоростью, чем более легкая пуля такого же калибра и с той же формой головной части.
Важный фактор для ВС
Собственно говоря, ВС является устаревшей альтернативой для функции сопротивления воздуха или функции лобового сопротивления (CW), которую обычно используют для оценки аэродинамики автомобилей и которая тоже играет важную роль для нахождения ВС.
В сущности, сегодня ВС еще находит применение только для пуль, что в основном объясняет то, что американцы работают с ним при указании своих характеристик пуль. На практике ВС является очень хорошим вспомогательным средством, если дело идет о выборе патрона, а также о переснаряжении патронов.
Даже новичку ясно, что пуля с удлиненной головной частью лучше пронизывает набегающий поток воздуха, чем чисто цилиндрическая пуля, у которой на лобовой стороне создается большая поверхность для сопротивления воздуху. Зато форма дна пули у сверхзвуковых винтовочных пуль играет существенно более незначительную роль, чем это отчасти воспринимается стрелками. Корма подводной лодки или кормовая часть торпеды уменьшают диаметр задней части, на которую действует кормовой подсос.
Так как все-таки давление на вершинку пули в области сверхзвуковых скоростей огромное, то торможение, возникающее в районе ее донной части, то есть донное сопротивление, действительно практически не играет значительной роли. Из-за внезапного уплотнения воздуха пуля создает такого же рода волны, как это делает быстро плывущий корабль в воде. При этом различают головную и донную волны. Решающее значение для формы и размеров волн имеют скорость, а также форма пули.
Что происходит при полете пули?
Позади дна пули образуется сильно разреженное пространство, в которое устремляется воздух, уплотненный вершинкой пули и пронесшийся по поверхности оболочки пули. Поэтому и в донной части возникает сильное сопротивление воздуха. Суммарное сопротивление воздуха складывается из давления, действующего фронтально на головную часть пули, и подсоса, возникающего в донной части пули. Трение воздуха по боковой поверхности оболочки пули у небольших охотничьих и целевых спортивных пуль, которые применяются в наших винтовках, ввиду экстремально короткого времени полета не играет никакой значительной роли и поэтому им можно пренебречь.
Оживальная часть пули, как важный фактор
Решающее значение для фактора формы имеет размер радиуса оживала пули. Обычно его выражают в калибрах и, таким образом, получают радиус головной части пули. Если оживальная часть переходит в цилиндрическую ведущую часть пули плавно без углового участка, то мы говорим о тангенциальном оживале. Если оживальная часть образует с цилиндрической частью угол, то ее называют секущим оживалом. Преобладающая часть матчевых пуль, например, Lapua Scenar или Sierra Matchking, имеют тангенциальную оживальную часть.
Теоретически еще меньшим сопротивление воздуха, чем известные матчевые пули с далеко вытянутой вершинкой могли бы еще обладать только пули с формой головной части типа Haack, но это не подходит для коммерческого изготовления оболочечных пуль и, вероятно, не реализуемо. Оживальная часть пуль типа Haack была разработана математиком Вольфгангом Хааком (Wolfgang Haack, 1902-1994) в 1940-е годы для военных целей, как идеальная форма для тел с пониженным сопротивлением воздуха при сверхзвуковых скоростях.
Собственно, чтобы проверить все эти факторы, нужно понести значительные расходы и при этом, вероятно, нужно было бы еще учитывать довольно высокий фактор выносливости. На практике за нас эту проблему принимают на себя производители пуль и указывают баллистический коэффициент. Все же при этом нужно учитывать, что со стороны производителя эти данные зачастую возможно рассчитаны несколько «оптимистично».
ВС ничего не говорит о поражающем действии пули по цели. Однако именно раневое действие пули самый важный фактор в охотничьей практике. Следовательно, при производстве винтовочных патронов для охоты ВС только одна из важных величин. Особое значение он может иметь только для патронов с высокой настильностью траектории. Однако при этом постоянно приходится искать компромисс между поражающим действием по цели и ВС. Следовательно, при охоте пуля с высоким ВС не неизбежно лучше, чем пуля с более низким ВС.
Ханс Хайгель (Hans J. Heigel)
Перевод Николая Ежова
DWJ, №4/12
Пули. Форма пули.
Со временем установился остроконечный, несколько облегченный тип пули. Траектория полета таких пуль из-за уменьшения массы и повышения за счет этого начальной скорости оказалась более отлогой (настильной) в начале полета и более крутой в конце. Остроконечные пули (так называемой оживальной формы), обладающие большой скоростью полета, проявили способность распространять силу удара по кругу в стороны, повысив тем самым свое поражающее (разрушающее) действие.
Чем больше длина пули, тем больше ее поперечная нагрузка (поперечная нагрузка определяется как отношение массы к единице площади поперечного сечения), тем выше такие показатели, как сохранение энергии на траектории, отлогость траектории, энергия.
При сверхзвуковых скоростях для сохранения скорости пули оптимальной является удлиненная головная часть, а форма хвостовой части большого значения не имеет. При дозвуковых скоростях полета, когда основной причиной сопротивления воздуха является образование
разреженного пространства и завихрений, выгодны снаряды с удлиненной и суженной хвостовой частью.
Внешне можно выделить три основные части пули:
головную, ведущую и донную (хвостовую).
Головная часть пули, выбирается из условия получения наибольшей дальности и устойчивости ее полета. Она может быть остроконечной или тупоголовой. Это зависит от скорости ее полета. Чем больше скорость, тем более острая у нее головная часть. В этом нетрудно убедиться, если внимательно посмотреть на пистолетные (короткие и часто уплощенные в головной части) и винтовочные (более продолговатые и чаще заостренные) пули. В головной части пули можно выделить носик — самый верхний кончик пули, который может быть в той или иной степени уплощен. Диаметр носика (meplat) является одной из характеристик при расчете гироскопической стабильности пули.
Оживальная (ogive) или собственно головная часть пули по степени кривизны поверхности может быть тангенциальной (Tangent ogive), секантной (Secant ogive) или конической (Conical ogive). Плечо (shoulder) — переход между головной и ведущей частями пули. Выражено у остроконечных пуль с конической оживальной и цилиндрической ведущими частями типа Spire Point и не выражено у торпедообразных пуль типа Spitzer Point.
Донная часть (bottom) пули обеспечивает определенное аэродинамическое качество и может быть в виде цилиндра или конуса (тип Boat tail — лодочная корма) с плоским дном. Длина ее не превышает калибра.
Каннелюра (cannelure) — поперечная кольцевая канавка с гладкой или рифленой поверхностью на ведущей части пули, служащая для закрепления и фиксации пули в дульце гильзы. Фиксация предотвращает смещение пули, вдавливание пули в гильзу под действием отдачи или Напряжения подающей пружины в случае подствольного трубчатого магазина. Обычно каннелюра имеет вид симметричной канавки, только у пули Pro-Amm онав виде скошенного надреза. У целевых пуль каннелюра обычно отсутствует, поскольку она несколько ухудшает баллистику, а для однозарядных целевых винтовок прочная фиксация пули не обязательна.
Пятка пули (heel) — угол, образованный основанием и боковой стенкой. Одни пули имеют закругленную пятку, другие имеют почти квадратную. Пуля с закругленной пяткой вставляется в дульце гильзы и извлекается из него легче. Величина радиуса закругления может входить в некоторые баллистические расчеты.
Основание пули (base) может быть плоским, вогнутым и конусовидным. У полуоболочечных пуль (Soft Point, SP) и пуль с пуль с пустотой в головной части (Hollow Point, HP) основание закрыто оболочкой, у цельнооболочечных пуль (Full Metal Jacket, FMJ) со стороны незакрытого оболочкой основания виден сердечник.
Что такое оживальная часть пули
(Октябрь 1992)
Оживала пуль и контакт с пульным входом
Бенчрест стрелки разработали множество интересных и полезных инструментов для стрелков, думающих категориями кучности. Большинство из этих инструментов име-ют прекрасное качество и обеспечивают необходимые функции с превосходной воспроиз-водимостью. Тем не менее, каждый инструмент должен использоваться в рамках техниче-ской пригодности этого инструмента.
Очень часто многие из точных инструментов используются вне пределов своих возможностей. Чаще всего технические детали того, как работает инструмент, не до конца понимаются стрелком, который может вывести инструмент из строя.
Одним из наиболее неправильно используемых и недопонимаемых инструментов в процессе снаряжения патронов являются компараторы пуль. Эти инструменты имеют удачную конструкцию и могут очень удобно использоваться при сортировке пуль и про-верке снаряженных патронов. Они часто не правильно используются стрелками, которые считают, что если они однажды определили длину патрона от оживала пули до донца гильзы при помощи компаратора, то все их последующие заряды с различными пулями можно устанавливать по этому самому размеру. Это не верно.
Имеющийся угол в компа-раторе оживала пуль должен соответствовать данному углу пульного входа в винтовке, для того, чтобы использовать инструмент для определения установочного размера для двух различных пуль с разными формами оживал.
Угол пульного входа и оживало пули вместе определяют точку, в которой происходит контакт пули с полями в винтовке. Если угол пульного входа винтовки не соответствует оживалу пули, то компаратор может быть использован только для сравнения пуль с одинаковыми оживалами одной относительно другой, чтобы повторять установку посадочной матрицы для конкретной пули.
Становится довольно понятно, почему компаратор не может быть использован для регулировки посадочных матриц и заряженных патронов для различных брэндов (различ-ных оживал) пуль для винтовки, которая имеет угол пульного входа отличный от угла вхождения компаратора. Это не означает, что компаратор становится бесполезным.
На самом деле, наоборот. Компараторы очень полезны для определения различий размеров от оживала до донца пуль или для определения разницы между посаженными в патроны пу-лями при использовании определенной матрицы и пули.
Я использую компараторы по-стоянно для этих целей и также использую один для установки глубины посадки пули для моей винтовки 7БР, из которой я стреляю по силуэтам, так как и винтовка и компаратор имеют одинаковый угол.
Теперь давайте выясним, почему угол включения и оживало пули играют такую важную роль в определении регулировки заряженного патрона. Оживала пуль, с которы-ми мы обычно имеем дело, показываются в радиусах, которые умножаются на диаметр пули, и могут иметь как касательные, так и пересекающиеся оживала.
Точка контакта оживала пули и полей нарезов винтовки определяется из радиуса оживала и угла пульного входа. Пульный вход в винтовке составляет прямую линию, про-веденную от свободного диаметра канала ствола до диаметра канала ствола, и он обозна-чается в виде угла.
Чаще всего угол пульного входа дается по его половинному значению включаемого угла пульного входа, что непосредственно дает нам угол между пульным входом и свободным диаметром канала ствола (См. Рисунок 1).
В Таблице 2 приведены данные по диаметрам пуль с различными ожива-лами в точке контакта с полями нарезов, которые даны в соответствии с приведенными углами пульных входов. Таблица 3 показывает расстояния от основного диаметра пули до точки контакта для пуль с различными касательными оживалами и пульных входов с раз-личными углами.
Пули с пересекающимися оживалами могут быть рассчитаны подобным образом. Область, для которой разрабатывались пересекающиеся оживала, это обеспечение воз-можности иметь оживало с существенно пологой дугой, так что точка контакта пули с нарезами переходила в место соединения пульного входа и главного диаметра пули.
Это могло получаться, когда точка контакта пули с нарезами находилась на касательной к углу пульного входа приходилась на ту часть дуги, которая располагалась выше основного диаметра пули.
В заключение хочу сказать, что приведенная выше информация показывает, что лучше всего использовать инструменты для переснаряжения, такие как компараторы пуль, тогда, когда понимаете основную техническую концепцию, которая ограничивает воз-можности инструмента.
Что такое оживальная часть пули
Пуля является поражающим элементом. Дальность ее полета зависит от удельного веса материала, из которого она сделана.
Кроме того, этот материал должен быть пластичным для врезания в нарезы ствола. Таким материалом является свинец, который применяется для изготовления пуль уже несколько столетий. Но мягкая свинцовая пуля при увеличении порохового заряда и давления в стволе срывается с нарезов. Начальная скорость сплошной свинцовой пули винтовки Бердана не превышала 420-430 м/с, и для свинцовой пули это был предел. Поэтому свинцовую пулю стали заключать в оболочку из более прочного материала, вернее, в эту прочную оболочку стали заливать расплавленный свинец. Такие пули раньше называли двухслойными. При двухслойном устройстве пуля сохраняла возможно больший вес и имела сравнительно прочную оболочку.
Оболочка пули, изготовленная из более прочного, чем наполнявший ее свинец, материала, не давала пуле срываться с нарезов при сильных давлениях внутри ствола и позволяла резко увеличить начальную скорость пули. Более того, при прочной оболочке пуля меньше деформировалась при попадании в цель и этим улучшалось ее пробивное (прошивное) действие.
Материал, из которого изготавливается оболочка пули, должен быть достаточно пластичным, чтобы пуля могла врезаться в нарезы, и достаточно прочным, чтобы пуля при движении по нарезам с них не сорвалась. Кроме того, материал оболочки пули должен иметь как можно меньший коэффициент трения, чтобы меньше изнашивать стенки ствола и обладать стойкостью против ржавления.
Пули с мельхиоровой оболочкой выпускались в дореволюционной России. Во время Первой мировой войны при отсутствии никеля оболочки пуль были вынуждены изготавливать из латуни. В гражданскую войну и красные, и белые делали боеприпасы из чего придется. Автору приходилось видеть патроны выпусков тех лет с оболочками пуль из латуни, толстой меди и мягкой стали.
В Советском Союзе пули с мельхиоровой оболочкой выпускали до 1930 г. В 1930 г. взамен мельхиора для изготовления оболочек начали применять малоуглеродистую мягкую сталь, плакированную (покрытую) томпаком. Таким образом, оболочка пули стала биметаллической.
Томпак представляет собой сплав 89-91% меди и 9-11% цинка. Его толщина в биметаллической оболочке пули составляет 4-6% от толщины стенки оболочки. Биметаллическая оболочка пули с томпаковым покрытием в основном удовлетворяла предъявляемым требованиям, хотя и несколько уступала оболочкам мельхиоровым.
В связи с тем, что изготовление томпакового покрытия требует дефицитных цветных металлов, перед войной в СССР освоили производство оболочек из холоднокатаных малоуглеродистых сталей. Оболочки эти покрывали тонким слоем меди или латуни электролитическим или контактным способом.
Материал сердечника в современных пулях обладает достаточной мягкостью для облегчения врезания пули в нарезы и имеет достаточно высокую температуру плавления. Для этого используется сплав свинца и сурьмы в соотношении 98-99% свинца и 1-2% сурьмы. Примесь сурьмы делает свинцовый сердечник несколько прочнее и повышает температуру его плавления.
Вышеописанная пуля, имеющая оболочку и свинцовый сердечник (заливку), называется обыкновенной. Среди обыкновенных пуль встречаются сплошные, например французская сплошная томпаковая пуля (схема 113), французская удлиненная сплошная алюминиевая пуля (4 на схеме 114), а также облегченные со стальным сердечником. Появление в обыкновенных пулях стального сердечника вызвано требованием удешевления конструкции пули путем уменьшения количества свинца и уменьшения деформации пули в целях увеличения пробивного действия. Между оболочкой пули и стальным сердечником находится свинцовая рубашка для облегчения врезания в нарезы.
Схема 113 Французская сплошная томпаковая пуля
Схема 114. Обыкновенные пули:
До сих пор в применении встречаются пули старого изготовления. Имеются легкие пули образца 1908 г. с мельхиоровой оболочкой без кольцевой накатки для фиксации пули в гильзе (схема 115) и легкая пуля образца 1908-1930 гг. со сталь-вой, плакированной томпаком оболочкой, имеющая кольцевую накатку для лучшего закрепления пули в дульце гильзы при сборке патрона (А на схеме 114).
Схема 115. Легкая пуля образца 1908 г. без накатки
В конструкции пули различают головную, ведущую и хвостовую части (схема 116).
Схема 116. функциональные части пули образца 1930 г.:
Головная часть современной винтовочной пули имеет коническую вытянутую форму. Чем больше скорость пули, тем
Данные винтовочных патронов калибра 7,62 мм, производившихся в СССР в разное время
С точки зрения меткости стрельбы длину ведущей части невыгодно брать менее одного диаметра канала ствола по канавкам нарезов. Пули меньшей длины, чем диаметр канала ствола по нарезам, дают больший разброс.
Рациональное соотношение между длиной ведущей части пули и диаметром канала ствола по канавкам нарезов выбирается также в зависимости от материала оболочки пули. Пули с более мягким материалом оболочки, чем сталь, могут иметь длину ведущей части несколько большую, чем диаметр ствола по нарезам. Эта величина может быть не более чем на 0,02 калибра по нарезам.
Крепление пули в гильзе осуществляется путем завальцовки или обжима дульца гильзы в кольцевую накатку пули, которая делается обычно ближе к переднему концу ведущей части. Дульце стальных гильз, завальцованных в накатку, не будет «снимать стружку» и деформировать патронник при подаче в него патрона.
Хвостовая часть пули может быть плоской (как у легкой пули образца 1908 г.) или обтекаемой (как у тяжелой пули образца 1930 г.) (см. схему 116).