Какое давление в патроне

Максимальное давление в гладкоствольном ружье

Величина максимального давления (Рмах) пороховых газов во взаимосвязи c начальной скоростью снаряда определяют показатели качества выстрела, для дробовой осыпи – резкость, равномерность, постоянство боя и кучность в той степени, на сколько это может зависеть от патрона. От него зависит срок службы и надежность при эксплуатации ружья.

Есть два официальных метода измерения Рмах:

пьезо — основывается на пьезоэлектрическом эффекте. При сжатии некоторых кристаллов на их боковых поверхностях возникает разность потенциалов, пропорциональная усилию сжатия. Им пользуются производители патронов и оружия в большинстве стран;
крешерный метод — по деформации медного цилиндра, для оружия изготовленного в СССР и РФ применяется до сей поры испытательные патроны с давлением определенным крешерным методом.
Используется так же метод измерения давления в стволе тензо датчиком, который реагирует на изменение размеров ствола под действием давления пороховых газов. Это метод позволяет измерять давление без сверления специального отверстия в патроне, как это предусмотрено при испытании в баллистическом стволе. Тензодатчик может быть установлен на любое ружье. Тензодатчик по точности измерений не уступает пьезо.

Промышленностью выпускается комплекты оборудования с тензодатчиком, позволяющие на основе любого ружья в сочетании с хронографами создать мобильный баллистический измерительный комплекс.

Фотоматериал предоставлен автором

Крешеный метод фиксирует только величину Рмах, в то время как пьезо- и тензодатчики позволяют измерять давление на всем протяжении ствола.

ПМК и ГОСТ предусматривают разные величины Рмах в зависимости от способа измерения.

Это вносит некоторую путаницу, производители патронов при их маркировке указывают Рмах по пьезо методу измерения.
Для не магнум ружей 12 калибра среднее максимальное экспуатационное давление измеренное крешерным методом 60МПа соответствует 74 МПа если давление измеряется пьезо или тензо датчиком. Для магнум ружей 90 МПа (креш) или 104 МПа (пьезо).

Те страны, которые являются членами ПМК — Постоянной Международной Комиссии по испытанию ручного огнестрельного оружия Брюссельской Конвенции, имеют одинаковые условия испытания охотничьего оружия. В соответствии с решением ПМК испытательные патроны должны иметь среднее максимальное давление пороховых газов на 30% больше среднего максимального давления пороховых газов эксплуатационных патронов.

Рмах измеряется датчиком, установленным на расстоянии 25-30 мм от казенного среза.

С 1984 г. в СССР изменены условия проверки на прочность гладкоствольных ружей, согласно ГОСТ 23746-79 «Оружие спортивное и охотничье. Параметрические ряды калибров оружия и патронов к нему».

Ружья, предназначенные для стрельбы патронами со средним значением максимального давления пороховых газов в канале ствола, не превышающим 65 МПа (калибры 10 и 12), 68 МПа (калибр 16) и 72 МПа (калибры 20, 28 и 32), подвергают испытаниям патронами, имеющими среднее значение максимального давления пороховых газов для 10-го и 12-го калибров — 84,5 МПа, для 16-го — 68 МПа 918, для 20, 28-го и 32-го калибров — 68 МПа 969 кгс/см2, на стволы и коробку ружья наносят клеймо — букву П в круге — (П)

Если же оружие изготавливается для стрельбы патронами увеличенной мощности со средним значением максимального давления пороховых газов, равным 90 МПа, все ружья с длиной патронника 76 и 89 мм, то для его испытания применяют патроны со средним значением максимального давления пороховых газов, равным 120 МПа. В этом случае на стволы и коробку ружья наносят клеймо, состоящее из буквы П в двойном круге — О)

Кроме того, при вышеописанных испытаниях на прочность оружия делают еще один дополнительный выстрел вторым патроном со средним значением промежуточного давления пороховых газов в 162 мм от казенного среза ствола не менее 50 МПа.
С.М. Шейнин пишет, что для обеспечения требований ПМК возникли трудность по созданию испытательного патрона для второго выстрела т.к. советская промышленность не выпускала порохов такой степени прогрессивности позволяющие получить такие высокие давления в сечении 162 мм. Патроны удалось создать на основе пороха Барс.

Некоторые производители испытывают свои ружья давлением, превышающим требования ПМК. Так Фабарм испытывает давлением 1630 бар, а Браунинг 1730 бар . Метод измерения давления пьезо. Информация о величине испытательного давления наносится на стволы и ствольную коробку.

Требования ПМК и ГОСТ касающиеся патронов, распространяются только на патроны выпускаемые промышленностью.

Современные гладкоствольные ружья обладают значительным запасом прочности.

Главный конструктор Ижевского механического завода Н. Л. Изметинский сообщал об испытаниях ружей ИЖ-54 12 калибра и ИЖ- 58 16 калибра. Стреляли патронами, в которых постепенно увеличивали вес заряда пороха Сокол до 6г. Вес снаряда дроби при этом оставался неизменным 35 г в 12 калибре и 30 г в шестнадцатом. После чего никаких повреждений и изменений в ружьях обнаружено не было. Только при увеличении навески пороха Сокол до 7 г при весе дроби 35 г в обоих стволах ИЖ-54 были зафиксированы раздутия. Давление при этом было выше 2000 бар, т.е. более чем в три раза превышало давление нормального патрона.

Однако из этого не следует делать вывод о возможности применении таких навесок при снаряжении патронов для охоты.

Без специального оборудования, баллистического ствола определить максимальное давление не возможно. Рмах выше нормы, когда поддуло капсюль или вырвало трубку из донца гильзы или вообще не открывается ружье.

По отдаче нельзя судить о величине максимального давления.

Энергия отдачи находится в сложной зависимости от величины Рмах. Возможен вариант, что том же весе снаряда и при той же начальной скорости, но при более высоком Рмах, энергия отдачи уменьшится. А при превышении вес снаряда и веса заряда быстрогорящего спортивного пороха возможно повреждение ружья, при этом на величине энергии отдачи это никак не отразится.

Если допустить, что в период роста давления поверхность горения пороха постоянна, то Рмах меняется:

более чем пропорционально квадрату веса заряда пороха;
пропорционально квадрату скорости горения, силы пороха;
прямо пропорционально весу снаряда;
обратно пропорционально прогрессивности горения пороха;
увеличивается с увеличением плотности заряжания.

Давление достигает своего максимума в патроннике, на расстоянии 30 — 60 мм от казенного среза.

фото: fotolia.com

В нарезном стрелковом оружии и ствольной артиллерии величина Рмах патрона, выстрела ограничивается и подгоняется под величину Р мах оружия. В гладкоствольном патроне, кроме эксплуатационного давления ружья приходится учитывать то, что от Рмах прямо пропорционально зависит степень деформации свинцовой дроби. Что является основным фактором, влияющим на скорость удара и показатели качества осыпи.

60 — 65 МПа (600 -650 бар) оптимальное Рмах, обеспечивающее приемлемую степень деформации свинцовой промышленной твердой дроби ЛОТ, ЛСТ, ШОТ.

При использовании плакированной никелем или медью свинцовой дроби Рмах может быть выше 65 МПа.

При снаряжении с несжимаемыми буферными составами типа крахмал и со стальной дробью Рмах не должно превысить среднее максимальное эксплуатационное давление ружья. Следует обратить внимание, что при применении крахмала, при прочих равных, Рмах увеличивается до 12 МПа (120 бар).

Рассматривая влияние Рмах на начальную скорость снаряда следует отметить, чтоначальная скорость снаряда пропорциональна корню квадратному от интеграла давления по длине ствола, он же площадь под кривой давления на графике изменения давления и осью абсцисс от момента начала движения до вылета снаряда со ствола.

Величина интеграла в основном определяет вес заряда пороха и его свойства.

Меняя такие характеристики условий заряжания, как плотность заряжания, мощность капсюля, тип обтюрирующего элемента, при неизменном весе заряда пороха, меняется величина Рмах, форма кривой изменения давления по длине ствола и место пика в стволе. Но при этом площадь под кривой (интеграл) меняется незначительно.

Так протоколом отстрела патрона Главпатрон на баллистическом измерительном комплексе Тульского патронного завода зафиксировано, что увеличение Рмах с 562 до 662 бар увеличивает начальную скорость с 408,4 до 416,8 м/с.

Зависимость приращения начальной скорости от приращение Рмах нелинейная, зависит от уровне давления типа пороха и с увеличение приращения Рмах уменьшается.

Фотоматериал предоставлен автором

Производители патронов стараются поддерживать нижний уровень Рмах приблизительно 60МПа (600 бар). Это связано с особенностями горения нитроцеллюлозных порохов.

При уменьшении давления в стволе ниже допустимого, величина которого зависит от характеристик пороха, происходить переход в аномальный режим горения. Этот режим характерен тем, что порох сгорает не полностью. В продуктах горения появляются окислы азота, которые являются промежуточными продуктами горения, при этом выделение тепловой энергии уменьшается в два раза.

При значительном уменьшении давления нитроцеллюлозные пороха прекращают горение.

Промышленностью выпускаются патроны в 70 мм гильзе, с давлением превышающим среднее максимальное эксплуатационное 74 бар пьезо для ружей с длиной патронника 70 мм. О чем делается специальная предупреждающая надпись на каждом патроне.

Согласно ГОСТ Р 50530 2010 патроны повышенной мощность должны для гладкоствольного оружия должны иметь отличительную маркировку, позволяющую их идентифицировать. данная маркировка должна быть нанесена одним из следующих способов.

окраска донной части гильзы в черный цвет;
надпись на корпусе гильзы « Max. 1050 bar»
надпись на корпусе гильзы «For a weapon proofed by 1320 bar».

А на упаковке для патронов повышенной мощности должна быть нанесена маркировка, ясно указывающая на то, что этими патронами можно стрелять только из оружия, прошедшего специальное повышенное испытание. Пример – «Только для оружия испытанного давлением 1320бар».

Михаил Багдашкин
18 июля 2013 в 00:00

Источник

Опасность превышения давления в стволах гладкоствольного оружия

Все владельцы оружия знают что максимально допустимое давление на которое рассчитаны патронники и стволы гладкоствольных ружей наносится на стволы в виде цифр. В маркировке патронов также присутствуют цифры давления, но что делать в том случае если маркировка давления на стволах ружья 65 МПа, а патроны, в той же самой гильзе длиной 70 мм маркированы давлением в 1050 бар? Как сопоставить давление в Паскалях и в барах, и можно ли использовать патроны с маркировкой 1050 бар, в ружьях проверенных на 65 МПа?

Патроны 12 калибра, снаряженные в гильзы длиной 70 мм, с использоованием разделенного заряда пороха, этот метод позволяет увеличить начальную скорость заряда без значительного роста давления в патроннике

Для начала нужно разобраться в маркировке патронов и клеймах на стволах. так например 65 МПа на отечественных ружьях — это давление измеренное крешерным методом, иначе говоря по величине сжатия медного столбика. Этот метод в настоящее время считается устаревшим, ему на замену пришел метод измерения давления пьезо- и тензо- датчиками. Подробно вдаваться в сам процесс измерения особого смысла не вижу, так как эта информация не является секретной и содержится в

ГОСТ Р 50530-2015 «Патроны к гражданскому и служебному огнестрельному оружию, устройствам производственного и специального назначения. Требования безопасности и методы испытаний на безопасность».

Клеймо на стволе 65 МПа, по умолчанию сообщает нам что стволы испытывались крешерным методом, и ружье можно эксплуатировать с патронами с длиной гильзы в 70 мм, без дополнительных обозначений на патроне. Использование патронов «полумагнум» с указанным пределом давления в 1050 бар в таком оружии использовать нельзя. Это же давление, но измеренное пьезодатчиком уже будет равно 74 МПа, т.е. это нормальное давление для дробовых патронов с длиной гильзы 70 мм. Для патронов 16 калибра максимально допустимое давление — 78 МПа и для 20 до 83 МПа. «Магнум» ружья рассчитаны на давление 90 МПа, измеренное крешерным методом и 105 МПа пьезодатчиком, что и дает допустимое давление в 1050 бар. Проверка ружей производится патронами с повышенным, по сравнению с обычными патронами(74 МПа), давлением около 93 МПа. В ГОСТ указанном выше есть как методы измерения, так и цифры используемые для проверки и контроля качества патронов.

Маркировка патронов, гильзы «полумагнум», патронов рассчитанных на максимальное давление в 105 МПа и обычные патроны «Рекорда» и «Главпатрона» с указанием номера дроби и длины гильзы, но без указания давления.

На гильзах патронов имеется вся необходимая для стрелка маркировка. Первое это надпись на корпусе патрона или на донце гильзы говорящая о максимально возможном давлении — 1050 или 1320 бар, надписи «полумагнум» или «магнум».

5.1.1 Все патроны, в том числе переснаряженные, должны иметь следующую маркировку:
— на торце донной части гильзы либо на корпусе гильзы — позволяющую идентифицировать изготовителя патрона или того, кто осуществил переснаряжение, или заявителя. Идентификация производится с помощью товарного знака или знака изготовителя и обозначения типа патрона в соответствии с ТРПП;
— на корпусе гильзы патронов, снаряженных свинцовой дробью или дробью, не содержащей свинец, — диаметр дроби в миллиметрах;
— на корпусе гильзы патронов, снаряженных свинцовой дробью или дробью, не содержащей свинец, — номинальная длина гильзы, если она превышает:

65 мм — для патронов 20 калибра и более;
63,5 мм — для патронов 24 калибра и менее;
— на корпусе гильзы патронов, снаряженных дробью, не содержащей свинец, — маркировка, указывающая основной материал дроби.

5.1.2 Гильзы патронов, предназначенных для оружия с гладким стволом 20 калибра, должны быть только желтого цвета.

5.1.3 Испытательные патроны, а также мощные патроны должны быть идентифицированы:
— испытательные патроны: либо с помощью зазубренной донной части, либо красным цветом торца донной части, либо красным цветом гильзы, либо с помощью надписи на корпусе гильзы «Испытательный патрон» в сочетании с величиной давления испытательного патрона;
— мощные патроны для оружия с гладким стволом: либо с помощью торца донной части другого цвета, либо с помощью надписи на корпусе гильзы «Макс. 1050 бар» или «Для оружия, испытанного давлением 1320 бар».

5.1.4 Указанная отличительная маркировка патронов должна быть нанесена способом, обеспечивающим длительную сохранность, и быть хорошо различима. Допускается маркировка на любом из языков, используемых странами — участниками ПМК.

ГОСТ Р 50530-2015

Исходя из этого нужно подбирать и использовать патроны подходящие для вашего ружья.

Нужно отметить что самостоятельное снаряжение патронов тоже стоит производить исходя из максимально допустимых навесок указанных в наставлении к порохам. При этом, работая с «Соколом», стоит обратить внимание на рекомендации по сборке патрона, так как в насталении указана раритетная сборка с использованием пыжей ДВП, капсюля-воспламенителя Жевело и картонной прокладки. При использовании современных полиэтиленовых обтюраторов и п/к максимально допустимые навески нужно уменьшать. Иначе возможно некоторое повышение давления сверх нормы, что неблагоприятно скажется на плече стрелка и ружье.

Не стоит эксплуатировать ружье с «полумагнумами» при клеймах на стволах в 65 МПа. Однократный случайный выстрел ружье может и выдержит, но лучше не экспериментировать, так как это может быть опасно, в первую очередь для оружия. Поддутия стволов, отпаявшиеся планки, выбитые давление капсюля и раздутые патронники — это минимальная награда за невнимательность и неправильную эксплуатацию оружия.

Спасибо за прочтение!

Источник

Давление в стволе: как оно измерено

Необходимость определения предельной навески пороха, хотя и возникла, очевидно, вместе с огнестрельным оружием, достаточно долго критичной не была. Сказывалось то, что скорость горения дымного пороха мало зависит от давления, а значит, «пересып» был критичен только при грубейших ошибках, тем более в гладкоствольном оружии.

А вот во второй половине XIX века сначала появление нарезного оружия, а затем и бездымного пороха изменило ситуацию кардинально. Сопротивление движению пули, вызванное нарезами (особенно в начальный момент выстрела, когда пуля только начинала деформироваться), растущие требования к скорости полета пули увеличили давление в стволе, а для бездымных порохов, с их нелинейной зависимостью скорости горения от давления (способной вылиться в детонацию), «пересып» уже был крайне опасен.

Изучение процессов, происходящих внутри ствола, требовало соответствующих способов замера давления в нем. Обычные манометры для таких давлений, к тому же воздействующих сотые доли секунды, не подходили категорически.

Старейший из существующих и поныне способов измерения давления — крешерный. Он прост как молоток: пороховые газы во время выстрела через стальной поршень осаживают калиброванный медный столбик (крешер), по изменению высоты которого и определяется давление.

Но в простоте и кроется проблема. Крешер калибруется под статическим давлением (проще говоря — обжимается мощным гидравлическим прессом), а при выстреле давление меняется динамически и воздействует на него кратковременно. То есть крешерное измерение не только не передает всю картину изменения давления, важную для отображения процессов горения пороха в стволе, но и занижает давление. Чем больше давление и чем короче оно действует, тем погрешность крешерного измерения выше — она доходит до 20%.

В отличие от устаревшего крешерного метода измерения, пьезоэлектрический (основной на текущий момент) значительно совершеннее. Кристалл кварца, установленный в датчике, практически лишен инерции съема данных, позволяет получать данные в режиме реального времени — изначально осциллограммой, а теперь и напрямую на компьютер.

Именно переход на пьезоэлектрический метод измерения позволил значительно усовершенствовать бездымные пороха, поскольку испытатели получали полную и точную картину процессов внутри ствола.

Пьезоэлектрический датчик, что немаловажно, не обязательно должен вворачиваться в ствол: он может быть и накладным (хотя и с неизбежным огрублением показаний), то есть работать на «живом» оружии без его малейших модификаций.

Погрешность пьезоэлектрического метода измерений на порядок ниже, чем при использовании крешера — в пределах 1,5-2%. Именно «пьезоэлектрическое» давление сейчас указывается стандартами и для боеприпасов, и для оружия. Отсюда возникает путаница: старое оружие под нитропорох, для которого указывается «крешерное» давление, кажется несовместимым с современными боеприпасами своего калибра, для которых стандартом указано «пьезоэлектрическое». И не обязательно старое — например, ижевские «сорок третьи» под патрон 12/70 до недавних пор клеймились на 650 атмосфер, несмотря на нанесенное рядом клеймо CIP. Оружие же этого калибра, согласно CIP, должно иметь максимальное рабочее давление в 740 атмосфер. Да и сама заводская инструкция к ружью говорит прямо — «ружья с длиной патронника 70 мм предназначены для использования любых патронов с длиной гильзы до 70 мм, за исключением патронов с маркировкой «Max. 1050 bar». Парадокс? Отнюдь — «атмосферы» на стволах проставлены по крешерному методу. Впрочем, это дошло и до ихмеховцев — например, у автора на ружье 2017 года вообще никаких упоминаний давления нет вовсе.

Источник