Про внутреннюю баллистику
Обсуждения американского вундерваффе NGSW навели на мысль о том, что выжимать винтовочные показатели по скорости и массе пуль из сравнительно коротких стволов умели и до того, как этим озаботились в Пентагоне.
В 2003-2005 годах знаменитая оружейная фирма "Smith & Wesson", прославившаяся своими револьверами, выпустила на рынок патроны .460 Smith & Wesson Magnum и .500 Smith & Wesson Magnum. Первый из них - это удлинённый .454 Casull, второй по размерам, форме и характеристикам напоминает немного более ранний .50 Beowulf, но тот предназначен для карабинов на базе AR-15. Под них же были предложены револьверы, соответственно, Smith & Wesson Model 460 и Smith & Wesson Model 500, которые считаются самыми мощными в мире, или, по крайней мере, входящими в число самых мощных в мире, оставляя далеко позади револьверы под .454 Casull и .44 Magnum.
Утверждается, что Smith & Wesson Model 460 со стволом длиной 8.375 дюймов разгоняет пулю массой 13 грамм до скорости 700 м/с, дульная энергия 3185 Джоулей. Длина самого патрона при этом 2.3 дюйма, и, таким образом, длина ствола вместе с каморой барабана всего 10.675 дюйма, или 271 мм. Учитывая, что между стволом и барабаном есть зазор, через который теряется часть газов, цельный ствол такой длины показал бы ещё более высокую скорость. Для сравнения, знаменитый винтовочный патрон 8x51R Lebel разгонял пулю "balle D" массой 12.8 грамм до 730 м/с, дульная энергия 3411 Джоулей, но для этого ему был нужен ствол длиной 800 мм, или 31.5 дюймов. Более поздний .30-06 Springfield мог бы разогнать 13 г пулю до 700 м/с из ствола длиной 457-508 мм (18-20 дюймов).
Максимальное давление .460 S&W Magnum составляет 65000 psi, против 60191 psi для 7.62x51 NATO. Размеры и объём гильзы близки к таковым у военных винтовочных 6-8 мм патронов. Судя по опубликованным данным по снаряжению патронов, масса порохового заряда для .460 S&W Magnum не более 46 гран, или 3 грамм, что опять-таки соответствует военным 6-8 мм патронам. Для сравнения, заряд 7.62 NATO составляет 3 грамма, 762х54R - 3.15 грамм, 6x60SR Lee Navy - 2.6 грамм.
Понятно что баллистика револьверной 11.5 мм пули гораздо хуже чем у винтовочной 7.62-8 мм с той же массой и начальной скоростью. Однако можно сделать 271 мм ствол коническим, переобжимающим 11.5 мм пулю массой 13 грамм до 8.2 мм, с типичным для конических стволов отношением большего калибра к меньшему равным 1.4. При этом истинный диаметр пули того же 8 мм Лебель равен 8.3 мм. Тогда можно получить винтовочную баллистику с 271 мм ствола, если сделать пулю такой же длины и с таким же длинным оживалом, что и у 8 мм Лебель. А с оживалом длиной ~4 меньших калибров (как у 7.92х40 СЕТМЕ) можно потягаться и c оружием под более мощные патроны, вроде .300 Winchester Magnum или даже .338 Lapua Magnum. В отличие от исторических образцов оружия с коническим стволом, целью создания которых было получение высокой начальной скорости, у короткоствольной 8.2/11.5 мм винтовки давление, массы заряда и снаряда и начальная скорость не больше чем у обычных военных винтовок калибров 6-8 мм, поэтому быстрый износ ствола ей едва ли грозит, особенно если удастся сделать ведущие пояски из пластика. Проблема будет лишь в сложности изготовления нарезного конического ствола.
Для .500 S&W Magnum также приводятся интересные данные. Кроме револьверов, под него делают и карабины с более длинными стволами. И если револьвер со стволом 8.375 дюйма (10.675 дюйма вместе с каморой барабана - 271 мм всего) разгоняет пулю массой 350 гран (22.75 грамма) до 1912 футов в секунду (583 м/с), то карабин со стволом длиной 18 дюймов (457 мм) с таким же вариантом снаряжения патрона выдаёт 700 метров в секунду при дульной энергии 5574 Джоулей. Такую же массу и начальную скорость пули выдаёт охотничий патрон .375 Holland & Holland Magnum, но со ствола длиной 24 дюйма (610 мм). При этом максимальное давление у .500 S&W Magnum составляет 60000 psi, а у .375 H&H Magnum 62366 psi. Масса порохового заряда у .500 S&W Magnum для получения указанных характеристик составляет 42 гран, или 2.73 грамма, тогда как .375 H&H Magnum нужен заряд массой 65-79 гран, т.е. 4.22-5.135 грамм. Т.е. помимо прочего, износ ствола и отдача у оружия под .500 S&W Magnum будут меньше, при длине ствола на четверть меньшей чем под .375 H&H Magnum. Баллистика же исправляется за счёт конического ствола калибром 9/12.7 мм, причём поперечная нагрузка 9 мм пули массой 23 грамма больше чем у .338 Lapua Magnum с пулей массой 19.5 грамм, а с оживалом длиною в 4 калибра и баллистика может оказаться лучше, несмотря на меньшую начальную скорость. Сравнительно большая масса пули может позволить установить на неё донный газогенератор (как на дальнобойных артиллерийских снарядах) без большого ущерба к точности, но зато с очень большим выигрышем по части уменьшения сопротивления.
Надо, однако, учитывать, что барабан у Smith & Wesson Model 500 рассчитан на давление в полтора раза выше чем максимальное разрешённые для патрона 60000 psi, т.е. 90000 psi. Может оказаться что рекордные характеристики выжимают путём задирания давления до максимально возможного, какое может выдержать барабан. Девяносто тысяч пси - это как раз в том диапазоне давлений, какой грозились обеспечить в NGSW.
Каковы плюсы в применении таких вот 271 мм или 457 мм конических стволов на пулемётах и винтовках?
1) Меньшие габариты и масса оружия.
2) Меньшая масса ствола (короткий ствол - лёгкий ствол), что важно для оружия с двумя или более стволами, и для пулемётов, которым нужны сменные стволы.
3) Короткий ствол более жёсткий, чем длинный при той же толщине стенки, особенно если ствол конический, что потенциально может привести к улучшению кучности и точности.
4) Меньшая длина ствола упрощает установку громоздких дульных устройств вроде глушителей, облегчает создание оружия с разными способами борьбы с вредным воздействием отдачи - на принципе "постоянной отдачи", с накоплением импульса отдачи, с длинным ходом ствола и с размещением ствола на уровне указательного пальца стрелка. Глушители также нужны не столько для снижения демаскирующих признаков, сколько для борьбы с отдачей. И при стволе длиной 271 мм глушитель можно поставить такой, что будет выступать на 237 мм за дульный срез, при этом общая длина ствола и глушителя будет 508 мм, как просто ствол у многих винтовок.
5) Тяжёлые пули могут обеспечить применение донных газогенераторов, что в сочетании с высокой поперечной нагрузкой и хорошо обтекаемой формой (см. снаряды ERFB-BB) может позволить получить внешнебаллистические характеристики, получаемые обычно с более тяжёлого оружия под более тяжёлые и мощные патроны.
Минусы - сложность изготовления конического нарезного ствола и сравнительно тяжёлые патроны с умеренной начальной скоростью и тяжёлой хорошо обтекаемой пулей. Износ ствола может оказаться также повышенным, из-за использования "быстрых" порохов и, возможно, повышенного давления. Впрочем, вес патронов можно исправить с помощью некоторых мер. Однако он, как и импульс отдачи, всё-таки будет устанавливать некоторый предел применимости таких вот коротких конических стволов - если для ручного или единого пулемёта, даже стреляющего залпами с нескольких стволов, оно подойдёт, то для автоматической винтовки, даже одноствольной, может оказаться уже чересчур.
В 2003-2005 годах знаменитая оружейная фирма "Smith & Wesson", прославившаяся своими револьверами, выпустила на рынок патроны .460 Smith & Wesson Magnum и .500 Smith & Wesson Magnum. Первый из них - это удлинённый .454 Casull, второй по размерам, форме и характеристикам напоминает немного более ранний .50 Beowulf, но тот предназначен для карабинов на базе AR-15. Под них же были предложены револьверы, соответственно, Smith & Wesson Model 460 и Smith & Wesson Model 500, которые считаются самыми мощными в мире, или, по крайней мере, входящими в число самых мощных в мире, оставляя далеко позади револьверы под .454 Casull и .44 Magnum.
Утверждается, что Smith & Wesson Model 460 со стволом длиной 8.375 дюймов разгоняет пулю массой 13 грамм до скорости 700 м/с, дульная энергия 3185 Джоулей. Длина самого патрона при этом 2.3 дюйма, и, таким образом, длина ствола вместе с каморой барабана всего 10.675 дюйма, или 271 мм. Учитывая, что между стволом и барабаном есть зазор, через который теряется часть газов, цельный ствол такой длины показал бы ещё более высокую скорость. Для сравнения, знаменитый винтовочный патрон 8x51R Lebel разгонял пулю "balle D" массой 12.8 грамм до 730 м/с, дульная энергия 3411 Джоулей, но для этого ему был нужен ствол длиной 800 мм, или 31.5 дюймов. Более поздний .30-06 Springfield мог бы разогнать 13 г пулю до 700 м/с из ствола длиной 457-508 мм (18-20 дюймов).
Максимальное давление .460 S&W Magnum составляет 65000 psi, против 60191 psi для 7.62x51 NATO. Размеры и объём гильзы близки к таковым у военных винтовочных 6-8 мм патронов. Судя по опубликованным данным по снаряжению патронов, масса порохового заряда для .460 S&W Magnum не более 46 гран, или 3 грамм, что опять-таки соответствует военным 6-8 мм патронам. Для сравнения, заряд 7.62 NATO составляет 3 грамма, 762х54R - 3.15 грамм, 6x60SR Lee Navy - 2.6 грамм.
Понятно что баллистика револьверной 11.5 мм пули гораздо хуже чем у винтовочной 7.62-8 мм с той же массой и начальной скоростью. Однако можно сделать 271 мм ствол коническим, переобжимающим 11.5 мм пулю массой 13 грамм до 8.2 мм, с типичным для конических стволов отношением большего калибра к меньшему равным 1.4. При этом истинный диаметр пули того же 8 мм Лебель равен 8.3 мм. Тогда можно получить винтовочную баллистику с 271 мм ствола, если сделать пулю такой же длины и с таким же длинным оживалом, что и у 8 мм Лебель. А с оживалом длиной ~4 меньших калибров (как у 7.92х40 СЕТМЕ) можно потягаться и c оружием под более мощные патроны, вроде .300 Winchester Magnum или даже .338 Lapua Magnum. В отличие от исторических образцов оружия с коническим стволом, целью создания которых было получение высокой начальной скорости, у короткоствольной 8.2/11.5 мм винтовки давление, массы заряда и снаряда и начальная скорость не больше чем у обычных военных винтовок калибров 6-8 мм, поэтому быстрый износ ствола ей едва ли грозит, особенно если удастся сделать ведущие пояски из пластика. Проблема будет лишь в сложности изготовления нарезного конического ствола.
Для .500 S&W Magnum также приводятся интересные данные. Кроме револьверов, под него делают и карабины с более длинными стволами. И если револьвер со стволом 8.375 дюйма (10.675 дюйма вместе с каморой барабана - 271 мм всего) разгоняет пулю массой 350 гран (22.75 грамма) до 1912 футов в секунду (583 м/с), то карабин со стволом длиной 18 дюймов (457 мм) с таким же вариантом снаряжения патрона выдаёт 700 метров в секунду при дульной энергии 5574 Джоулей. Такую же массу и начальную скорость пули выдаёт охотничий патрон .375 Holland & Holland Magnum, но со ствола длиной 24 дюйма (610 мм). При этом максимальное давление у .500 S&W Magnum составляет 60000 psi, а у .375 H&H Magnum 62366 psi. Масса порохового заряда у .500 S&W Magnum для получения указанных характеристик составляет 42 гран, или 2.73 грамма, тогда как .375 H&H Magnum нужен заряд массой 65-79 гран, т.е. 4.22-5.135 грамм. Т.е. помимо прочего, износ ствола и отдача у оружия под .500 S&W Magnum будут меньше, при длине ствола на четверть меньшей чем под .375 H&H Magnum. Баллистика же исправляется за счёт конического ствола калибром 9/12.7 мм, причём поперечная нагрузка 9 мм пули массой 23 грамма больше чем у .338 Lapua Magnum с пулей массой 19.5 грамм, а с оживалом длиною в 4 калибра и баллистика может оказаться лучше, несмотря на меньшую начальную скорость. Сравнительно большая масса пули может позволить установить на неё донный газогенератор (как на дальнобойных артиллерийских снарядах) без большого ущерба к точности, но зато с очень большим выигрышем по части уменьшения сопротивления.
Надо, однако, учитывать, что барабан у Smith & Wesson Model 500 рассчитан на давление в полтора раза выше чем максимальное разрешённые для патрона 60000 psi, т.е. 90000 psi. Может оказаться что рекордные характеристики выжимают путём задирания давления до максимально возможного, какое может выдержать барабан. Девяносто тысяч пси - это как раз в том диапазоне давлений, какой грозились обеспечить в NGSW.
Каковы плюсы в применении таких вот 271 мм или 457 мм конических стволов на пулемётах и винтовках?
1) Меньшие габариты и масса оружия.
2) Меньшая масса ствола (короткий ствол - лёгкий ствол), что важно для оружия с двумя или более стволами, и для пулемётов, которым нужны сменные стволы.
3) Короткий ствол более жёсткий, чем длинный при той же толщине стенки, особенно если ствол конический, что потенциально может привести к улучшению кучности и точности.
4) Меньшая длина ствола упрощает установку громоздких дульных устройств вроде глушителей, облегчает создание оружия с разными способами борьбы с вредным воздействием отдачи - на принципе "постоянной отдачи", с накоплением импульса отдачи, с длинным ходом ствола и с размещением ствола на уровне указательного пальца стрелка. Глушители также нужны не столько для снижения демаскирующих признаков, сколько для борьбы с отдачей. И при стволе длиной 271 мм глушитель можно поставить такой, что будет выступать на 237 мм за дульный срез, при этом общая длина ствола и глушителя будет 508 мм, как просто ствол у многих винтовок.
5) Тяжёлые пули могут обеспечить применение донных газогенераторов, что в сочетании с высокой поперечной нагрузкой и хорошо обтекаемой формой (см. снаряды ERFB-BB) может позволить получить внешнебаллистические характеристики, получаемые обычно с более тяжёлого оружия под более тяжёлые и мощные патроны.
Минусы - сложность изготовления конического нарезного ствола и сравнительно тяжёлые патроны с умеренной начальной скоростью и тяжёлой хорошо обтекаемой пулей. Износ ствола может оказаться также повышенным, из-за использования "быстрых" порохов и, возможно, повышенного давления. Впрочем, вес патронов можно исправить с помощью некоторых мер. Однако он, как и импульс отдачи, всё-таки будет устанавливать некоторый предел применимости таких вот коротких конических стволов - если для ручного или единого пулемёта, даже стреляющего залпами с нескольких стволов, оно подойдёт, то для автоматической винтовки, даже одноствольной, может оказаться уже чересчур.