![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
geladenШалом, православные!
Сегодняшний выпуск нашего альманаха, по сути -- малость причёсанная стенограмма одной телеги, которая была записана для ютупоканала "Может бахнем" Монсьё Уланова,![[livejournal.com profile]](https://www.dreamwidth.org/img/external/lj-userinfo.gif)
kris_reid, уважаемого. Телега в видеоформате должна скоро явиться на ваши видеоэкраны, а пока вот вам многабуков.
***
Надысь к Монсьё Уланову, уважаемому, поступил вопрос, цитирую, “А можете прокомментировать байку, что экспансивные (т.е. с отверстием в головной части) пули точнее FMJ?” Обсудили мы это дело с товарищами в одном закрытом чатике, а потом поступило предложение — независимо друг от друга, и не подглядывая, записать мысли по этому поводу.
Вот, собсно, пара слов от меня; приготовьтесь, я по обыкновению люто занудствую.
Ответ: в общем случае, при прочих равных — нет, одни не более и не менее точные, чем другие, бо к этому нет никаких физических причин.
Развёрнутый ответ послужит поводом поговорить о том, «как летают пули» вообще, как они стабилизируются, какие, кроме общих, бывают пограничные случаи, и что именно значит «при прочих равных».
Начну, пожалуй, с пары слов о терминологической путанице, связанной с остроносыми пулями с кормой «усечённым конусом» — «boat tail».
У разных производителей для них существует множество разных наименований — FMJBT (full metal jacket boat tail), HPBT (hollow point boat tail), OTM (open tip match), etc. — и многие стрелки повторяют за кем-то, дескать, холлов-поинт круче эфымжы, или наоборот, и ищут в продаже именно правильную аббревиатуру, тогда как на деле, все эти пули с точки зрения баллистики представляют собой ровно одно и то же, и при одинаковом качестве изготовления результаты показывают одинаковые.
Единственная разница происходит от технологии производства.
Некоторые производители натягивают латунную оболочку на пулю с носа на жопу — носик получается аккуратный, зато на жопе виден свинец сердечника. Другие — наоборот, с жопы на нос, отчего на носу остаётся маленькое отверстие — пресловутый холлов-поинт — там, где сходится рубашка. Отверстие это никакой функциональной нагрузки не несёт, и является артефактом технологического процесса. В пользу второго метода приводятся аргументы точности изготовления (судя по всему, так её проще обеспечить), и меньшего количества свинца, попадающего в ствол и в воздух на стрельбище. Насколько это существенно — трудно сказать; как я ни пытался — никакой значимой потребительской разницы между двумя подходами в сравнимом качестве обнаружить не смог.
То же относится и к тупоносым охотничьим пулям — носик может быть закрыт рубашкой, а может быть открытым свинцом, с выемкой или без, или с небольшой пластиковой вставкой — разница проявляется в основном когда сообщение доходит до получателя, в разделе терминальной баллистики. С точки зрения же внутренней и внешней баллистики, т. е. всю дорогу по пути к цели, разница, в рамках сегодняшнего разговора — не велика, ведут себя эти пули примерно одинаково.
Поэтому сегодня мы поговорим об остроконечных и тупоконечных пулях вообще, а я не упущу случая по этому поводу поразглагольствовать о стабильности пуль вообще
Начнём издалека. На заре огнестрела, когдапо миру бродили мамонты и динозавры порох был чорным, а стволы — гладкими, пули были сферической формы — просто свинцовый шарик.
Свинцовый шарик летел плохо. Обтекаемость у него немногим лучше, чем у кирпича, сфера сильно тормозится встречным воздушным потоком. Достаточно быстро (не прошло и четырёх веков, нет, человек — вовсе не тормоз) стало понятно, что форма эта — не идеальна.
Вот, к примеру. как выглядит коэффициент сопротивления среды для сферы, полусферы, и идеальной (в дозвуковом диапазоне) каплевидной формы. Например, такую форму с годами принимаем мы, роскошные скуфы, для максимально эффективного перемещения в пространстве.
У капли той же массы и той же плотности что и сфера, аэродинамика — более чем в 10 раз лучше.
Понятно, что каплю в пушку не зарядишь. Из-за технологических ограничений, можно в какой-то степени играть с носиком и хвостиком пули, но в середине между ними требуется цилиндрическая ведущая часть.
При прочих равных — т. е. при одинаковой форме носика и донца — способность преодолевать сопротивление воздушной среды, т. е. лётные качества пули, практически прямо пропорциональны её массе, приходящейся на единицу площади сечения.
Иными словами, если одно и то же количество некоего материала вместо шарика раскатать в эдакую колбаску, калибр (т. е. площадь сечения) уменьшится, и при прочих равных лететь объект будет значительно эффективнее.
Интуитивно — это понятно и естественно. Длинное и тонкое втыкается лучше, чем широкое и плоское.
Этому учит нас наука физика. Но та же наука физика на пути к идеальной пуле приготовила нам подляну. Подляна называется опрокидывающий момент. Рассмотрим типичную пулю:
Синим отмечен центр тяжести. Красным отмечен центр применения силы (т. е. встречного потока). Очевидно, что равновесие — очень неустойчивое; как только одно или другое будет немного не по оси, пулю тут же опрокинет встречным потоком воздуха.
И чем больше расстояние между центром тяжести и центром применения силы — тем больше опрокидывающий рычаг.
В иных метательных снарядах вопрос решается иначе — оперением.
Будь то стрела, мина, авиабомба, снаряд из гладкоствольной танковой пушки — основная масса, например — тяжёлый наконечник или боевая часть, располагается спереди, и сдвигает туда центр тяжести. Оперение же сдвигает назад центр применения силы, отчего снаряд летит «головой вперёд», и встречный поток воздуха его только стабилизирует и выравнивает по траектории.
Попытки приделать оперение к пулям лёгкой стрелковки до сегодняшнего момента оказались не дуже убедительными. Стабилизировать пули приходится иначе — вращением.
Нарезные стволы были хорошей идеей ещё в эпоху сферических пуль. В процессе выстрела пуля неизбежно деформируется, и если далее она летит одной и той же стороной — наблюдается единообразие между выстрелами, и, таким образом, повышается кучность. Но с приходом «вытянутых» пуль нарезы стали просто необходимы.
Для понимания стабилизации вращением, отличный наглядный материал — детская юла или волчок.
Точка применения силы находится внизу, в месте контакта с поверхностью, центр тяжести — выше, и если без вращения — волчок падает на бочок, бонжур опрокидывающий момент.
На примере волчка, приглашённый гость нашей студии, капитан Очевидность, даёт нам 4 важных урока:
Первый урок. Чем выше скорость вращения — тем объект стабильнее. Для стабилизации волчка требуется некая минимальная скорость вращение, иначе — хлоп, и на бочок.
Второй урок. Чем меньше опрокидывающий рычаг — расстояние между центром тяжести и точкой приложения силы — тем объект стабильнее. В данном примере, волчок с низкой посадкой вращается чуть ни вдвое дольше, чем с высокой — ему для стабилизации достаточно гораздо меньшей скорости вращения.
Третий урок. В деле стабилизации важна не только скорость вращения и масса вращаемого объекта, но и то, как эта масса распределена. Одна и та же масса, размещённая вдвое дальше от оси вращения, за один и тот же оборот проходит вдвое больший путь, соответственно движется в два раза быстрее, соответственно обладает большей кинетической энергией, что приводит к лучшей стабилизации.
Для иллюстрации — когда, например фигуристые фигуристки раскручиваются на коньках, широко расставив в стороны все члены тела, а потом мощно поджимаются и группируются, скорость вращения дико увеличивается, поскольку по закону сохранения энергии та же масса, расположенная ближе к оси вращения, должна вертеться быстрее.
В интересующем нас случае пуль, при одинаковой скорости вращения, тупоносые пули стабилизируются лучше, чем остроносые, у которых масса у тонкого носика находится близко к оси вращения, и приобретает меньше энергии.
Поэтому, кстати, чем крупнее калибр, тем, в среднем — немного более пологие нарезы, при сравнимых дульных скоростях. В силу большего калибра, масса находится дальше от оси вращения, и пуля стабилизируется на меньших скоростях вращения.
Ну и последний, четвёртый урок. Малейшая неотцентрованность центра тяжести ведёт к гораздо меньшей стабильности; при той же скорости вращения, объект колбасится гораздо больше.
В силу несовершенства этого мира, центр тяжести никогда не находится в точности на оси пули — мелкие погрешности в процессе производства в большей или меньшей степени неизбежно приводят к «расколбашиванию» пули, стабилизированной вращением.
Надо понимать, что пуля, вылетающая на 800 м/с из ствола с шагом нарезов 250 мм / оборот, на дульном срезе вращается на 3200 об/сек, или почти 200'000 оборотов в минуту (192 тысячи). На таких дичайших оборотах негативно проявляются даже мельчайшие дефекты. Собственно, качество пуль, равномерность их производства, осевая симметричность — один из главнейших факторов отличающих, при прочих равных, кучный боеприпас от некучного.
Так же, в спортивных дисциплинах, где собственная кучность оружия — решающий фактор, выбирают длинный шаг нарезов, который уже стабилизирует пулю, но не более того, чтобы более низкая скорость вращения поменьше влияла на разлёт пуль.
Вообще говоря, определение шага нарезов, то есть скорости вращения необходимой для стабилизации пули — непростое упражнение, в общем виде требующее дифференциальных расчётов в шести степенях свободы.
По поводу оптимального шага нарезов существует множество расхожих правил, например «для стабилизации 77-грановых пуль в калибре .223 рем нужен шаг нарезов 7 дюймов», но надо понимать, что дело не только в массе пули, но и в длине и форме носика (центр применения силы, опрокидывающий момент), и в распределении массы (центр тяжести).
Более точные правила, типа формул Гринхилла или Миллера (хотя, Миллер, конечно — гораздо точнее), тоже показывают «примерное направление на север», бо созданы для остроконечных пуль со свинцовым сердечником и цельной латунной оболочкой. Для пуль с композитными сердечниками, пустотами внутри или, например, трассерами, результат может оказаться неточным. Для армейских систем на этих граблях, как правило, попрыгали ещё на стадии проектирования и опытных образцов (т. е. шаг нарезов штатного оружия наверняка достаточен для стабилизации пули штатного патрона).
Но и там есть исключения. Например, первые модели M16 выпускались с шагом нарезов 14", потом внезапно выяснилось, что в арктических условиях дикого холода этого недостаточно — пули теряли стабильность и летели «утюгами». Перешли на 12". Потом НАТО взяли на вооружение новый патрон SS109, с более тяжёлой пулей, и к ней — длинный трассер; пришлось ужать шаг нарезов армейских образцов вообще до 7".
Или винтовки под 338 лапа магнум сначала выпускались с шагом нарезов 12", отлично подходящим для дальнобойных пуль массой 250 гран, т. е. 16.2 грамма.
Потом появились варианты 300 гран (19.4 грамма), более длинные и медленные, и шаг пришлось ужать до 10".
И это а военном мире. А в мире гражданских стрелков то и дело приходится наблюдать попытки стрелять пулями, слишком длинными и медленными для шага нарезов ствола и начальной скорости.
Наконец-то мы подбираемся к ответу на изначальный вопрос.
Как мы помним, при прочих равных — калибр, масса, шаг нарезов — у пуль с коротким носиком, опрокидывающий рычаг меньше, чем у длинноносых, а стабилизация — выше. Вполне можно предположить пограничный случай, когда короткая пуля уже стабилизируется шагом нарезов, а длинная — ещё нет, особенно при низких темпаратурах, когда более медленные пули (а соответственно — и с более медленным вращением) вынуждены преодолевать более плотную атмосферу. Коротконосые в таком случае будут лететь ожидаемо, сохраняя кучность, а длинноносые будут терять стабильность и лететь «утюгами» чем попало куда ни попадя. Тут я немного преувеличиваю; «утюги» редко случаются "вдруг", но пограничная стабилизация проявляется именно значимой потерей кучности, особенно выраженной в холодное время года.
Отвлекаясь на минутку от темы, из часто задаваемых вопросов — а отчего бы не сделать как в пистолетах — избыточную стабилизацию. По винтовочным меркам, короткие и толстые пистолетные пули стабилизированы с огромным запасом, отчего, например, спокойно и стабильно пролетают через трансзвуковой сегмент траектории, с которым у винтовочных пуль зачастую бывают проблемы.
Часть ответа — более выраженная потеря кучности с пулями худшего качества. Как мы видели в начале разговора, чем выше скорость вращения, тем сильнее влияние всяческого производственного несовершенства.
Но, пожалуй, главная причина — ресурс ствола. В винтовках — совершенно непистолетные скорости и давления. Если пистолетные стволы без потери кучности живут по 50, 100, а то и 200 тысяч выстрелов, далеко не всякий винтовочный ствол может похвастаться семью или восемью — именно потому, что пули врезаются в нарезы на дичайшей скорости под дичайшим давлением. Чем круче шаг нарезов, тем большее усилие принимают кромки нарезов, и тем меньше срок службы ствола.
Тут сделаю ещё одно отступление: в момент, когда пуля только-только покинула дульный срез, её ощутимо побалтывает, как только что запущенный волчок.
Ещё бы! — со всех сторон турбулентные сверхзвуковые потоки раскалённых газов, дульные устройства и резкая смена действующих сил. Но достаточно быстро, как правило на первых 50 м траектории, колебания эти затухают — как запущенный волчок быстро принимает стабильное вертикальное положение.
Но колебания эти не затухают до конца. В течение всего полёта, наблюдаются остаточные прецессия и нутация.
Кому интересно, могут спросить у тырнета что это такое и отчего происходит, но если объяснять «на пальцах», носик пули выписывает вокруг оси траектории эдакие кренделя.
Размах этого явления на предыдущей иллюстрации был преувеличен для наглядности. На практике, максимальный угол отклонения оси пули от оси траектории не превышает 2-3°. И чем выше скорость вращения, тем меньше амплитуда этих остаточных колебаний — тем стабильнее волчок.
Несколько лет назад контора Хорнади закупила мощный баллистический радар, и давай замерять как летают пули. Они опубликовали ряд очень интересных статей, и в числе прочего выяснилось, что сильно закрученные пули, в силу меньшей амплитуды прецессии и нутации, испытывают меньшее сопротивление воздуха. В частности, между относительно пологими и относительно крутыми шагами нарезов в одном и том же калибре, может наблюдаться более 2% разницы баллистического коэффициента — для одной и той же пули.
С тех пор немало стрелков «на далеко» стали отдавать предпочтение крутым нарезам. Пули для такого дела используются высшего качества, то есть потеря кучности не сильно заметна, зато 2% БК на дальней дистанции — совершенно не лишние.
Что нас плавно подводит к заключительной части сегодняшних размышлений — стрельба «на далеко». До сих пор, когда мы говорили о кучности, речь шла о пресловутых «группах» на относительно коротких дистанциях, где влияние атмосферы ещё пренебрежимо мало.
Дальше начинает сказываться ключевая разница в конструкции пуль — баллистический коэффициент.
Остроносые пули в сверхзвуковом диапазоне летят значительно лучше тупоносых той же массы. Реши мы, к примеру, отстрелять серию по грудной мишени на 600 м в абсолютно идеальных условиях, но с немного переменчивым ветерком, на практике бы получилось примерно следующее.
Разлёт по горизонтали у тупоносой пули с худшим БК — чуть не на 50% больше, исключительно из-за большей чувствительности к небольшим изменениям ветра между выстрелами. И это — ещё не принимая во внимание всех прочих факторов, которые влияют на вероятность поражения цели на дальней дистанции, где при прочих равных — масса, калибр, дульная скорость — лучший БК обеспечивает остроносым огромное преимущество.
Понятно, что тупоносые пули выбирают на за внешнюю баллистику, а за терминальную, а две эти вещи — трудно совместить. (Ну, это, собственно, не про кучность и не про стабильность пуль разной конструкции — просто так, к слову пришлось.)
Про стабильность же много чего ещё можно рассказать, в частности в трансзвуковом сегменте происходят очень интересные вещи, но это — как-нибудь в другой раз, если Бог сподобит, да бес не попутает.
А вы тут не шалите пока, а то знаю -- на минутку отвлечёшься, и тут же брат брата ракетами да дронами долбят.
Сегодняшний выпуск нашего альманаха, по сути -- малость причёсанная стенограмма одной телеги, которая была записана для ютупоканала "Может бахнем" Монсьё Уланова,
kris_reid, уважаемого. Телега в видеоформате должна скоро явиться на ваши видеоэкраны, а пока вот вам многабуков.***
Надысь к Монсьё Уланову, уважаемому, поступил вопрос, цитирую, “А можете прокомментировать байку, что экспансивные (т.е. с отверстием в головной части) пули точнее FMJ?” Обсудили мы это дело с товарищами в одном закрытом чатике, а потом поступило предложение — независимо друг от друга, и не подглядывая, записать мысли по этому поводу.
Вот, собсно, пара слов от меня; приготовьтесь, я по обыкновению люто занудствую.
Ответ: в общем случае, при прочих равных — нет, одни не более и не менее точные, чем другие, бо к этому нет никаких физических причин.
Развёрнутый ответ послужит поводом поговорить о том, «как летают пули» вообще, как они стабилизируются, какие, кроме общих, бывают пограничные случаи, и что именно значит «при прочих равных».
Начну, пожалуй, с пары слов о терминологической путанице, связанной с остроносыми пулями с кормой «усечённым конусом» — «boat tail».
У разных производителей для них существует множество разных наименований — FMJBT (full metal jacket boat tail), HPBT (hollow point boat tail), OTM (open tip match), etc. — и многие стрелки повторяют за кем-то, дескать, холлов-поинт круче эфымжы, или наоборот, и ищут в продаже именно правильную аббревиатуру, тогда как на деле, все эти пули с точки зрения баллистики представляют собой ровно одно и то же, и при одинаковом качестве изготовления результаты показывают одинаковые.
Единственная разница происходит от технологии производства.
Некоторые производители натягивают латунную оболочку на пулю с носа на жопу — носик получается аккуратный, зато на жопе виден свинец сердечника. Другие — наоборот, с жопы на нос, отчего на носу остаётся маленькое отверстие — пресловутый холлов-поинт — там, где сходится рубашка. Отверстие это никакой функциональной нагрузки не несёт, и является артефактом технологического процесса. В пользу второго метода приводятся аргументы точности изготовления (судя по всему, так её проще обеспечить), и меньшего количества свинца, попадающего в ствол и в воздух на стрельбище. Насколько это существенно — трудно сказать; как я ни пытался — никакой значимой потребительской разницы между двумя подходами в сравнимом качестве обнаружить не смог.
То же относится и к тупоносым охотничьим пулям — носик может быть закрыт рубашкой, а может быть открытым свинцом, с выемкой или без, или с небольшой пластиковой вставкой — разница проявляется в основном когда сообщение доходит до получателя, в разделе терминальной баллистики. С точки зрения же внутренней и внешней баллистики, т. е. всю дорогу по пути к цели, разница, в рамках сегодняшнего разговора — не велика, ведут себя эти пули примерно одинаково.
Поэтому сегодня мы поговорим об остроконечных и тупоконечных пулях вообще, а я не упущу случая по этому поводу поразглагольствовать о стабильности пуль вообще
Начнём издалека. На заре огнестрела, когда
Свинцовый шарик летел плохо. Обтекаемость у него немногим лучше, чем у кирпича, сфера сильно тормозится встречным воздушным потоком. Достаточно быстро (не прошло и четырёх веков, нет, человек — вовсе не тормоз) стало понятно, что форма эта — не идеальна.
Вот, к примеру. как выглядит коэффициент сопротивления среды для сферы, полусферы, и идеальной (в дозвуковом диапазоне) каплевидной формы. Например, такую форму с годами принимаем мы, роскошные скуфы, для максимально эффективного перемещения в пространстве.
У капли той же массы и той же плотности что и сфера, аэродинамика — более чем в 10 раз лучше.
Понятно, что каплю в пушку не зарядишь. Из-за технологических ограничений, можно в какой-то степени играть с носиком и хвостиком пули, но в середине между ними требуется цилиндрическая ведущая часть.
При прочих равных — т. е. при одинаковой форме носика и донца — способность преодолевать сопротивление воздушной среды, т. е. лётные качества пули, практически прямо пропорциональны её массе, приходящейся на единицу площади сечения.
Иными словами, если одно и то же количество некоего материала вместо шарика раскатать в эдакую колбаску, калибр (т. е. площадь сечения) уменьшится, и при прочих равных лететь объект будет значительно эффективнее.
Интуитивно — это понятно и естественно. Длинное и тонкое втыкается лучше, чем широкое и плоское.
Этому учит нас наука физика. Но та же наука физика на пути к идеальной пуле приготовила нам подляну. Подляна называется опрокидывающий момент. Рассмотрим типичную пулю:
Синим отмечен центр тяжести. Красным отмечен центр применения силы (т. е. встречного потока). Очевидно, что равновесие — очень неустойчивое; как только одно или другое будет немного не по оси, пулю тут же опрокинет встречным потоком воздуха.
И чем больше расстояние между центром тяжести и центром применения силы — тем больше опрокидывающий рычаг.
В иных метательных снарядах вопрос решается иначе — оперением.
Будь то стрела, мина, авиабомба, снаряд из гладкоствольной танковой пушки — основная масса, например — тяжёлый наконечник или боевая часть, располагается спереди, и сдвигает туда центр тяжести. Оперение же сдвигает назад центр применения силы, отчего снаряд летит «головой вперёд», и встречный поток воздуха его только стабилизирует и выравнивает по траектории.
Попытки приделать оперение к пулям лёгкой стрелковки до сегодняшнего момента оказались не дуже убедительными. Стабилизировать пули приходится иначе — вращением.
Нарезные стволы были хорошей идеей ещё в эпоху сферических пуль. В процессе выстрела пуля неизбежно деформируется, и если далее она летит одной и той же стороной — наблюдается единообразие между выстрелами, и, таким образом, повышается кучность. Но с приходом «вытянутых» пуль нарезы стали просто необходимы.
Для понимания стабилизации вращением, отличный наглядный материал — детская юла или волчок.
Точка применения силы находится внизу, в месте контакта с поверхностью, центр тяжести — выше, и если без вращения — волчок падает на бочок, бонжур опрокидывающий момент.
На примере волчка, приглашённый гость нашей студии, капитан Очевидность, даёт нам 4 важных урока:
Первый урок. Чем выше скорость вращения — тем объект стабильнее. Для стабилизации волчка требуется некая минимальная скорость вращение, иначе — хлоп, и на бочок.
Второй урок. Чем меньше опрокидывающий рычаг — расстояние между центром тяжести и точкой приложения силы — тем объект стабильнее. В данном примере, волчок с низкой посадкой вращается чуть ни вдвое дольше, чем с высокой — ему для стабилизации достаточно гораздо меньшей скорости вращения.
Третий урок. В деле стабилизации важна не только скорость вращения и масса вращаемого объекта, но и то, как эта масса распределена. Одна и та же масса, размещённая вдвое дальше от оси вращения, за один и тот же оборот проходит вдвое больший путь, соответственно движется в два раза быстрее, соответственно обладает большей кинетической энергией, что приводит к лучшей стабилизации.
Для иллюстрации — когда, например фигуристые фигуристки раскручиваются на коньках, широко расставив в стороны все члены тела, а потом мощно поджимаются и группируются, скорость вращения дико увеличивается, поскольку по закону сохранения энергии та же масса, расположенная ближе к оси вращения, должна вертеться быстрее.
В интересующем нас случае пуль, при одинаковой скорости вращения, тупоносые пули стабилизируются лучше, чем остроносые, у которых масса у тонкого носика находится близко к оси вращения, и приобретает меньше энергии.
Поэтому, кстати, чем крупнее калибр, тем, в среднем — немного более пологие нарезы, при сравнимых дульных скоростях. В силу большего калибра, масса находится дальше от оси вращения, и пуля стабилизируется на меньших скоростях вращения.
Ну и последний, четвёртый урок. Малейшая неотцентрованность центра тяжести ведёт к гораздо меньшей стабильности; при той же скорости вращения, объект колбасится гораздо больше.
В силу несовершенства этого мира, центр тяжести никогда не находится в точности на оси пули — мелкие погрешности в процессе производства в большей или меньшей степени неизбежно приводят к «расколбашиванию» пули, стабилизированной вращением.
Надо понимать, что пуля, вылетающая на 800 м/с из ствола с шагом нарезов 250 мм / оборот, на дульном срезе вращается на 3200 об/сек, или почти 200'000 оборотов в минуту (192 тысячи). На таких дичайших оборотах негативно проявляются даже мельчайшие дефекты. Собственно, качество пуль, равномерность их производства, осевая симметричность — один из главнейших факторов отличающих, при прочих равных, кучный боеприпас от некучного.
Так же, в спортивных дисциплинах, где собственная кучность оружия — решающий фактор, выбирают длинный шаг нарезов, который уже стабилизирует пулю, но не более того, чтобы более низкая скорость вращения поменьше влияла на разлёт пуль.
Вообще говоря, определение шага нарезов, то есть скорости вращения необходимой для стабилизации пули — непростое упражнение, в общем виде требующее дифференциальных расчётов в шести степенях свободы.
По поводу оптимального шага нарезов существует множество расхожих правил, например «для стабилизации 77-грановых пуль в калибре .223 рем нужен шаг нарезов 7 дюймов», но надо понимать, что дело не только в массе пули, но и в длине и форме носика (центр применения силы, опрокидывающий момент), и в распределении массы (центр тяжести).
Более точные правила, типа формул Гринхилла или Миллера (хотя, Миллер, конечно — гораздо точнее), тоже показывают «примерное направление на север», бо созданы для остроконечных пуль со свинцовым сердечником и цельной латунной оболочкой. Для пуль с композитными сердечниками, пустотами внутри или, например, трассерами, результат может оказаться неточным. Для армейских систем на этих граблях, как правило, попрыгали ещё на стадии проектирования и опытных образцов (т. е. шаг нарезов штатного оружия наверняка достаточен для стабилизации пули штатного патрона).
Но и там есть исключения. Например, первые модели M16 выпускались с шагом нарезов 14", потом внезапно выяснилось, что в арктических условиях дикого холода этого недостаточно — пули теряли стабильность и летели «утюгами». Перешли на 12". Потом НАТО взяли на вооружение новый патрон SS109, с более тяжёлой пулей, и к ней — длинный трассер; пришлось ужать шаг нарезов армейских образцов вообще до 7".
Или винтовки под 338 лапа магнум сначала выпускались с шагом нарезов 12", отлично подходящим для дальнобойных пуль массой 250 гран, т. е. 16.2 грамма.
Потом появились варианты 300 гран (19.4 грамма), более длинные и медленные, и шаг пришлось ужать до 10".
И это а военном мире. А в мире гражданских стрелков то и дело приходится наблюдать попытки стрелять пулями, слишком длинными и медленными для шага нарезов ствола и начальной скорости.
Наконец-то мы подбираемся к ответу на изначальный вопрос.
Как мы помним, при прочих равных — калибр, масса, шаг нарезов — у пуль с коротким носиком, опрокидывающий рычаг меньше, чем у длинноносых, а стабилизация — выше. Вполне можно предположить пограничный случай, когда короткая пуля уже стабилизируется шагом нарезов, а длинная — ещё нет, особенно при низких темпаратурах, когда более медленные пули (а соответственно — и с более медленным вращением) вынуждены преодолевать более плотную атмосферу. Коротконосые в таком случае будут лететь ожидаемо, сохраняя кучность, а длинноносые будут терять стабильность и лететь «утюгами» чем попало куда ни попадя. Тут я немного преувеличиваю; «утюги» редко случаются "вдруг", но пограничная стабилизация проявляется именно значимой потерей кучности, особенно выраженной в холодное время года.
Отвлекаясь на минутку от темы, из часто задаваемых вопросов — а отчего бы не сделать как в пистолетах — избыточную стабилизацию. По винтовочным меркам, короткие и толстые пистолетные пули стабилизированы с огромным запасом, отчего, например, спокойно и стабильно пролетают через трансзвуковой сегмент траектории, с которым у винтовочных пуль зачастую бывают проблемы.
Часть ответа — более выраженная потеря кучности с пулями худшего качества. Как мы видели в начале разговора, чем выше скорость вращения, тем сильнее влияние всяческого производственного несовершенства.
Но, пожалуй, главная причина — ресурс ствола. В винтовках — совершенно непистолетные скорости и давления. Если пистолетные стволы без потери кучности живут по 50, 100, а то и 200 тысяч выстрелов, далеко не всякий винтовочный ствол может похвастаться семью или восемью — именно потому, что пули врезаются в нарезы на дичайшей скорости под дичайшим давлением. Чем круче шаг нарезов, тем большее усилие принимают кромки нарезов, и тем меньше срок службы ствола.
Тут сделаю ещё одно отступление: в момент, когда пуля только-только покинула дульный срез, её ощутимо побалтывает, как только что запущенный волчок.
Ещё бы! — со всех сторон турбулентные сверхзвуковые потоки раскалённых газов, дульные устройства и резкая смена действующих сил. Но достаточно быстро, как правило на первых 50 м траектории, колебания эти затухают — как запущенный волчок быстро принимает стабильное вертикальное положение.
Но колебания эти не затухают до конца. В течение всего полёта, наблюдаются остаточные прецессия и нутация.
Кому интересно, могут спросить у тырнета что это такое и отчего происходит, но если объяснять «на пальцах», носик пули выписывает вокруг оси траектории эдакие кренделя.
Размах этого явления на предыдущей иллюстрации был преувеличен для наглядности. На практике, максимальный угол отклонения оси пули от оси траектории не превышает 2-3°. И чем выше скорость вращения, тем меньше амплитуда этих остаточных колебаний — тем стабильнее волчок.
Несколько лет назад контора Хорнади закупила мощный баллистический радар, и давай замерять как летают пули. Они опубликовали ряд очень интересных статей, и в числе прочего выяснилось, что сильно закрученные пули, в силу меньшей амплитуды прецессии и нутации, испытывают меньшее сопротивление воздуха. В частности, между относительно пологими и относительно крутыми шагами нарезов в одном и том же калибре, может наблюдаться более 2% разницы баллистического коэффициента — для одной и той же пули.
С тех пор немало стрелков «на далеко» стали отдавать предпочтение крутым нарезам. Пули для такого дела используются высшего качества, то есть потеря кучности не сильно заметна, зато 2% БК на дальней дистанции — совершенно не лишние.
Что нас плавно подводит к заключительной части сегодняшних размышлений — стрельба «на далеко». До сих пор, когда мы говорили о кучности, речь шла о пресловутых «группах» на относительно коротких дистанциях, где влияние атмосферы ещё пренебрежимо мало.
Дальше начинает сказываться ключевая разница в конструкции пуль — баллистический коэффициент.
Остроносые пули в сверхзвуковом диапазоне летят значительно лучше тупоносых той же массы. Реши мы, к примеру, отстрелять серию по грудной мишени на 600 м в абсолютно идеальных условиях, но с немного переменчивым ветерком, на практике бы получилось примерно следующее.
Разлёт по горизонтали у тупоносой пули с худшим БК — чуть не на 50% больше, исключительно из-за большей чувствительности к небольшим изменениям ветра между выстрелами. И это — ещё не принимая во внимание всех прочих факторов, которые влияют на вероятность поражения цели на дальней дистанции, где при прочих равных — масса, калибр, дульная скорость — лучший БК обеспечивает остроносым огромное преимущество.
Понятно, что тупоносые пули выбирают на за внешнюю баллистику, а за терминальную, а две эти вещи — трудно совместить. (Ну, это, собственно, не про кучность и не про стабильность пуль разной конструкции — просто так, к слову пришлось.)
Про стабильность же много чего ещё можно рассказать, в частности в трансзвуковом сегменте происходят очень интересные вещи, но это — как-нибудь в другой раз, если Бог сподобит, да бес не попутает.
А вы тут не шалите пока, а то знаю -- на минутку отвлечёшься, и тут же брат брата ракетами да дронами долбят.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2025-05-27 02:36 pm (UTC)Спасибо большое. Все очень доступно написано.
no subject
Date: 2025-05-27 04:56 pm (UTC)С любопытством:
Date: 2025-05-27 03:58 pm (UTC)Меня немного забавляет ситуация с охотничьими пулями у нас. До недавнего времени производители пуль старались получить высокий баллистический коэффициент в том числе и у охотничьих пуль. Но вот недавно маятник качнулся слегка в другую сторону. Сначала появилась Hornady ECX, безсвинцовая тупоносая пуля. Внешняя баллистика и дистанция на которую можно стрелять без поправок не очень впечатляющие. Но зато вот терминальная баллистика прекрасная. Сейчас и RWS выпустили безсвинцовую тупоносую пулю - Driven Hunt.
Пуля имеет практически цилиндрическую носовую часть с очень глубокой и широкой экспансивной выемкой, закрытой шарообразной пластиковой заглушкой -
Сама пуля медная, с покрытием из никеля. Для уменьшения трения в канале ствола пуля имеет каннелюры. Носовая часть - так называемый boat tail. Хотя я не уверен, что при такой форме в целом, он улучшит ситуацию.
Позиционируется в первую очередь для загонной охоты, для тех, кто не любит частично фрагминтирующиеся пули, вроде EVO Green. То есть для стрельбы на относительно небольшие дистанции по дичи на адреналине.
Ну и есть у меня подозрение, что появление таких пуль не в последнюю очередь связан с запретом на пули со свинцом на копытных. Процесс перехода проходил очень криво, некрасиво и болезненно.
А так, товарищи применяют Hornady ECX и очень ей довольны. До 200м летает нормально, а на больше и не нужно. Я же предпочитаю безсвинцовую Hornady CX с хорошим БК. Но у меня и патрон горячий.
no subject
Date: 2025-05-27 04:56 pm (UTC)Добродушно:
Date: 2025-05-27 05:39 pm (UTC)При пристрелке в ноль на 100м и с тупоносой пулей может на 200м получится уже не очень хорошо.
RE: Добродушно:
Date: 2025-05-29 01:16 pm (UTC)Почёсывая затылок:
Date: 2025-05-29 08:43 pm (UTC)Так как опыта у меня практически нет пока, патроны калибром менее 6,5мм мне доверия не внушают.
RE: Почёсывая затылок:
Date: 2025-05-30 03:14 am (UTC)Подумав:
Date: 2025-05-30 12:48 pm (UTC)А вот .30-06 Springfield тут один из самых популярных патронов. Причём он обогнал местные 8x57mm IS и 7x64mm Brenneke. Только недавно его стал заметно теснить .308 Winchester — и то после того, как охотникам разрешили покупать и использовать глушители. С глушителем лучше короткий ствол — 18" — 20". А то и вообще 16". А .30-06 раскрывает свой потенциал со стволами длиной 22" — 24".
Блин, что то я бы ссал бы в гризли стрелять из винтовки под 6,5mm Grendel. Даже из полуавтомата. Я бы тут даже .308 Winchester бы особо не доверял, предпочитая 9,3x62, .300 Winchester Magnum, 8x68 S, .300 PRC, 8,5x55 Blaser, 8,5x63 Reb, .338 Winchester Magnum и даже .375 H&H Magnum или 10,3x68 Magnum и.т.д в зависимости от того, что есть на рынке. По лосю собственно тоже. Ну или хотя бы тот же .30-06.
RE: Подумав:
Date: 2025-05-30 04:59 pm (UTC)У меня, если честно, тоже мало желания мутузиться с гризли :-) Поэтому и написал, что пытался найти самый мелкий охотничий калибр, с которым не стремно выходить. Из расчета веса машинки, веса б/п, доступности аксессуаров, цены и пр. А если, не приведи аллах, все-таки что-то произойдет, то останется только слить в ведмеда весь магазин (или два), и ДРАПАТЬ :-)
Добродушно:
Date: 2025-05-30 09:05 pm (UTC)Ну и у каждого второго одноклубника есть.
На охоте довольно редко применяют, но случается. Например однокурсник с охотничьей школы охотится с Марлином под .444 Marlin. Есть знакомый охотник, который с Марлином под .450 Marlin лезет в кукурузу добирать кабанов — подранков...
Но вот .30-30 для спорта слишком дорогой. И для охоты тоже не зашёл.
Новые Марлины я в этом году смотрел на IWA. Многие одноклубники ждут, кода наконец в Германию будут возить новые. Ну потому было невозможно пройти мимо них на выставке. Ругер привёз всего две модели. Когда я их смотрел, один был уже сломан и рычаг у него заклинило. У второго рычаг ходил туго и со скрипом, как будто бы песка насыпали. Был неприятно удивлён, что они не позаботились о том, что бы всё работало на можно сказать второй по величине в мире выставке гражданского оружия... Всякое конечно бывает. Но остался неприятный осадок. Одноклубник скоро едет забирать новый ругеровский Марлин под .357 Mag. Допиленный под спорт местным официальным представителем. Будет интересно сравнить со старыми Марлинами с клеймом JM на стволе и с более поздними производства времён Ремингтона.
Длина ствола тут особо не важна. Тем более охотникам. Всё что короче 60см — это короткоствол. Всё что длиннее, длинноствол. =)
"У меня, если честно, тоже мало желания мутузиться с гризли :-)"
Прекрасно понимаю. =)))
Ясно. =)
О Марлинах
Date: 2025-05-30 11:23 pm (UTC)Хмуро:
Date: 2025-05-31 12:51 am (UTC)Б/у от 1.000 Евро, если повезёт. Погуглил 336ые. От 1.900 Евро.
Они все сильно выросли в цене.
Познавательненько
Date: 2025-05-27 04:07 pm (UTC)А вот вопрос:
непростое упражнение, в общем виде требующее дифференциальных расчётов в шести степенях свободы.
С современными-то вычислительными мощностями- и не осиливают численными методами?
no subject
Date: 2025-05-27 04:54 pm (UTC)если я правильно понимаю, множество ключевых коэффициентов в расчётах (типа, влияния следов нарезов на трение) просто неоткуда взять, и даже их приблизительные прикидки требуют дикого количества усилий по замерам на реальных пулях.
плюс CFD в трансзвуке -- отдельная "прелесть" в плане необходимой тонкости сетки и сходимости моделей турбулентности.
насколько я знаю, в баллистике лёгкой стрелковки никто этим не парится (бо задача "стрелять через трансзвук" как правило не стоит), ограничиваются замерами уже существующих пуль чтобы знать чего ожидать (что сильно проще).
пожав плечами
Date: 2025-05-27 08:06 pm (UTC)численные методы, не отменяют необходимости знания разных коэффициентов, у разных степеней
а также эмпирических констант
причем внезапно, при изменении формы, коэффициенты тоже могут поменяться
а потом в чат врываются огрехи литья сердечника и прокатки оболочки
в общем, вопрос степени приближения...
з.ы. автору за наглядно продемонстрированный, по большому счету, школьный курс физики спасибо
научпоп в массы :)
з.з.ы. автор оказывается уже тоже самое написал
no subject
Date: 2025-05-28 09:32 am (UTC)no subject
Date: 2025-05-28 09:43 am (UTC)чото я действительно тут протупил, с чего-то взял, что из капли сам по себе случается идеальный аэродинамический профиль (что по минутном размышлении, конечно же -- херня).
ща поправлю.
no subject
Date: 2025-05-28 03:23 pm (UTC)no subject
Date: 2025-05-29 12:06 pm (UTC)no subject
Date: 2025-05-28 04:48 pm (UTC)no subject
Date: 2025-05-28 05:15 pm (UTC)и у Конева одновременно выходит видео на эту тему. тему из одного маленького чатика =)
no subject
Date: 2025-05-29 12:06 pm (UTC)и, что характерно, каждый -- совершенно о своём :)
no subject
Date: 2025-05-29 07:41 pm (UTC)да, сегодня уже и их засмотрел, интересно.
no subject
Date: 2025-05-29 08:30 pm (UTC)чото в ютюбике не кажет...
no subject
Date: 2025-05-29 08:38 pm (UTC)а они хитрые, у конева по подписке за долю малую =)
no subject
Date: 2025-05-29 11:26 am (UTC)Огромное спасибо за ликбез, очень просто и интересно написано. Подумалось, про вот какой момент: а ведь самое широкое место профиля остроносой пули по факту выполняет и так роль оперения, создавая максимум сопротивления, т.е. никакого оперения и не надо-надо только центр масс вынести в носик приблизительно как на схеме. Подобная схема имеет право на жизнь, или в корне ошибочна?
no subject
Date: 2025-05-29 11:31 am (UTC)центры местами перетупаны
no subject
Date: 2025-05-29 12:04 pm (UTC)no subject
Date: 2025-05-29 12:28 pm (UTC)Думаю, что это тоже влияет на конечную стабилизацию, с максимизацией времени минимального сечения, в потоке, а не только закрутка пули. Другой вопрос, что, возможно, вклад такой аэродинамической стабилизации незначителен, понятно, что торчащие в поток "рули" гораздо эффективнее.
no subject
Date: 2025-05-30 02:08 pm (UTC)Сорри, но
1. "аккуратно скользит вдоль стенок, сопротивления не создавая"- категорически не согласен, прекрасно создаёт. Да, когда средняя часть "затенена" носовой- сопротивление от неё сильно меньше (только вязкое, считай), а вот при отклонении оси от вектора скорости- парусит по полной, пропорционально площади проекции, разумеется.
2. Схема не просто имеет право на жизнь, а реально работает- фактически, это принцип колпачковой пули.
Но и недостатки свои имеет, конечно.
no subject
Date: 2025-05-30 05:22 pm (UTC)no subject
Date: 2025-05-30 07:29 pm (UTC)Грубо, при длине в 4 калибра и отсутствии хвостового конуса- около +4% на 2 градусах.
Но там важна не величина прибавки, а величина смещения центра давления. А ещё важнее направление этого смещения. То есть, возвращающая сила может быть мала, но она именно возвращающая, ей не надо противостоять опрокидывающему моменту, только случайным флуктуациям.
Хотя да, при малой возвращающей силе размах колебаний будет велик, что не есть хорошо.
Но вообще факт: "легкозадые" пули работают, Нейслер, Бреннеке и прочие- свидетели :)
no subject
Date: 2025-05-30 02:17 pm (UTC)С позволения хозяина, начну с некоторого количества "встречного" занудства, не влияющего на суть вопроса.
1. Терминологическое.
Если меня не совсем замучил склероз, в русскоязычной физике рассматривают приложение силы, а применение- это в юриспруденции :)
2. Объяснение пользы нарезов для сферических пуль не вполне корректно, но для рассматриваемого вопроса это непринципиально.
3. Приношу извинения за резкость, но даже если "лекция для колхозников", говорить о кинетической энергии (вращения) вместо момента импульса- это уж как-то совсем глаз режет...
no subject
Date: 2025-05-30 04:56 pm (UTC)особенно (3), да-с...
no subject
Date: 2025-05-30 04:11 pm (UTC)Ну и, наконец, вопросы непосредственно по теме.
1. Сравнение опрокидывающих моментов.
Да, плечо силы у тупоносой пули меньше. Но, на глаз, и сама сила не меньше ли (из-за меньшей "парусности")? И если да- известно ли хотя бы примерное соотношение вкладов плеча и силы в разницу опрокидывающщих моментов?
2. "Тупносые пули при прочих равных лучше стабилизируются".
Опять же, сколько здесь от большего момента инерции, а сколько от меньшего опркидыващего момента?
3. Разброс от эксцентричности.
А не проверяли ли, сколько здесь от (потенциально) меньшей эксцентричности тупоголовых пуль, а сколько от их более длинной ведущей части?
4. Про лучший фактический БК у сильнее "закрученных" пуль засчёт меньшего среднего угла нутации.
По идее, чем дальше по траектории, тем больше должен быть этот угол и, соответственно, больше отклонение фактического БК от "идеально-соосного" случая.
Так ли это, и если так- насколько заметен этот эффект?
no subject
Date: 2025-05-30 05:19 pm (UTC)2. на полноценный 6 DOF у меня, увы, нет ни оборудования ни знаний. сколько там вклада от того или иного, - - -
3. не понял вопроса. при равном качестве изготовления, эксцентричность -- та же, а при чём там длина ведущей части -- даже затрудняюсь представить.
4. скорость вращения падает ок, но также падает и сила встречного потока. если верить хорнади, итоговый феномен практически точно описывается тупо множителем к ксф.
no subject
Date: 2025-05-30 07:11 pm (UTC)1. Имел в виду наоборот, но не додумал, что представленный мной вариант будет только при очень большом угле между осью пули и скоростью.
3. Тут, похоже, я "додумал" где-то в тексте утверждение, что тупоносую проще сделать с меньшим эксцентриситетом. И уже на это додуманное попытался возразить, что на лучшаю кучность может "играть" в том числе и длина ведущей части. Кстати, этот фактор и вне связи с факторами вращения играть роль должен бы, по идее?
4. Я имел в виду не падение скорости вращения (всяко малое по сравнению с падением поступательной скорости), а всё бОльшую крутизну траектории и, соответственно, всё более быстрое её отклонение от оси вращения пули.
И, кстати, вспомнил ещё неясный момент:
5. Утверждается, что разброс из-за неоднородностей (асимметрий) пули возрастает с ростом частоты вращения. Ок, для "весовых" асимметрий соглашусь. Но для асимметрий "геометрических", работающих аэродинамически, а не инерционно- ровно наоборот, разброс _уменьшается_ с ростом частоты вращения. Где тут "фокус"?
no subject
Date: 2025-05-30 09:53 pm (UTC)ку: 5 -- эээ... а почему уменьшается? где об этом можно почитать?
no subject
Date: 2025-05-30 10:19 pm (UTC)4. _Почти_ выравнивается. Это ж реакция на отклонение, она физически не может идти "нос-в-нос" с возмущением, только "догонять".
5. А зачем читать, это в первом приближении элементарно выводится.
Для "геометрической" асимметрии в первом приближении отклоняющая сила радиальная и от скорости вращения не зависит. Т.е., можем записать для поперечных ускорений aх = а0*sin(w*t), ay = a0*cos(w*t), где а0 = const.
Дважды интегрируем и получаем для координат коэффициент 1/w^2.
Ну, или "на пальцах"- если пулю уносит вбок с постоянной силой- то чем быстрее мы будем менять направление этой силы- тем более "плотная" винтовая траектория получится.
Вот с эксцентриситетом массы так не выходит, увы, там есть зависимость силы от w.
no subject
Date: 2025-05-30 10:45 pm (UTC)ку 5: пардон, пятница вечер (точнее -- уже суббота) -- туплю. вообще логично. надо на свежую голову подумать, но пока думается, что внешнюю осесимметричность технологически проще обеспечить, чем по массе.