-
Баллистика для чайников
Один из самых успешных проектов последнего времени в книгоиздательстве — это серия книг с названиями « ... для чайников». Каким бы знанием или умением вы ни пожелали овладеть, для вас всегда найдётся соответствующая «чайниковая» книжка, включая такие предметы, как воспитание толковых детей для чайников (честное слово!) и ароматотерапия для них же. Интересно, однако, что эти книги написаны совсем не для дураков и рассматривают предмет не на упрощённом уровне. В самом деле, одна из лучших прочитанных мной книг о вине называлась «Вино для чайников».
Так что наверно никто не удивится, если я заявлю, что должна быть и «Баллистика для чайников». Надеюсь, что вы согласитесь принять этот заголовок с тем же чувством юмора, с каким я вам его предлагаю.
http://i48.fastpic.ru/big/2013/0331/...5aa34f2fe0.jpg
Чтобы понять, как летит винтовочная пуля, университетский диплом по математике или физике не требуется. На этой утрированной иллюстрации видно, что пуля, всегда отклоняясь только вниз от направления выстрела, пересекает линию прицеливания в двух точках. Вторая из этих точек находится именно на том расстоянии, на которое пристреляна винтовка.
Что нужно знать о баллистике, — если о ней вообще что-то нужно знать, — чтобы стать более метким стрелком и добычливым охотником? Баллистика делится на три раздела: внутреннюю, внешнюю и терминальную.
Внутренняя баллистика рассматривает то, что происходит внутри винтовки от момента воспламенения до выхода пули через дульный срез. По правде говоря, внутренняя баллистика касается только релодырей, это они собирают патрон и тем самым определяют его внутреннюю баллистику. Надо быть настоящим чайником, чтобы начать собирать патроны, не получив заранее элементарных представлений о внутренней баллистике, хотя бы потому, что от этого зависит ваша безопасность. Если же и на стрельбище, и на охоте вы стреляете только заводскими патронами, то вам на самом деле не нужно ничего знать о том, что происходит в канале ствола: всё равно повлиять на эти процессы вы никак не можете. Не поймите меня неправильно, я никого не отговариваю от углублённого изучения внутренней баллистики. Просто в таком контексте она не имеет практического значения.
Что до терминальной баллистики, то да, здесь у нас имеется некоторая свобода, но не более, чем в выборе пули, снаряженной в самодельном или заводском патроне. Терминальная баллистика начинается в тот момент, когда пуля проникает в цель. Это наука настолько же качественная, насколько и количественная, потому что факторов, определяющих убойность, великое множество, и не все из них можно точно моделировать в лаборатории.
Остаётся внешняя баллистика. Это просто красивый термин, которым обозначают то, что происходит с пулей от дульного среза до цели. Мы будем рассматривать этот предмет на элементарном уровне, тонкостей я и сам не знаю. Я должен вам признаться, что математику в колледже сдал с третьего захода, а физику вообще завалил, так что поверьте, то, о чём я буду рассказывать, несложно.
Чтобы понять, что происходит с пулей от дула до цели, по крайней мере настолько, насколько это нужно нам, охотникам, надо усвоить некоторые определения и базовые понятия, просто чтобы расставить всё по местам.
Определения
Линия прицеливания (ЛП) — прямая от глаза стрелка через прицельную марку (или через целик и мушку) до бесконечности.
Линия бросания (ЛБ) — ещё одна прямая, направление оси канала ствола в момент выстрела.
Траектория — линия, по которой движется пуля.
Падение — снижение траектории пули относительно линии бросания.
Все мы слышали, как кто-нибудь рассказывал, что некая винтовка стреляет так настильно, что пуля просто не падает на первых ста ярдах (91,4м). Чушь. Даже у самых настильных супермагнумов с самого момента вылета пуля начинает падать и отклоняться от линии бросания. Обычно недопонимание происходит от употребления слова «подъём» в баллистических таблицах. Пуля всегда падает, но она и поднимается относительно линии прицеливания. Эта кажущаяся несуразность происходит оттого, что прицел располагается над стволом, и поэтому единственный способ пересечь линию прицеливания с траекторией пули — это наклонить прицел вниз. Другими словами, если бы линия бросания и линия прицеливания были бы параллельны, пуля вылетала бы из дула на полтора дюйма (38мм) ниже линии прицеливания и начинала бы падать всё ниже и ниже.
Путаницы добавляет и тот факт, что когда прицел установлен так, чтобы линия прицеливания пересекалась с траекторией на какой-нибудь разумной дистанции — на 100, 200 или 300 ярдов (91,5, 183, 274м), пуля пересечёт линию прицеливания ещё до этого. Стреляем ли мы из .45-70, пристрелянного в ноль на 100 ярдов, или из 7mm Ultra Mag, пристрелянного на 300, первое пересечение траектории и линии прицеливания произойдёт между 20 и 40 ярдами от дульного среза.
В случае 45-70 мы увидим, что, чтобы попасть в цель на 100 (91,4м) ярдах, наша пуля пересечёт линию прицеливания примерно в 20 ярдах (18,3м) от дульного среза. Далее пуля будет подниматься над линией прицеливания до наивысшей точки в районе 55 ярдов (50,3м) — примерно на два с половиной дюйма (64мм). В этой точке пуля начинает снижаться относительно линии прицеливания, так что эти две линии опять пересекутся на желаемой дистанции в 100 ярдов.
Для 7mm Ultra Mag, пристрелянного на 300 ярдов (274м), первое пересечение произойдёт около 40 ярдов (37м). Между этой точкой и отметкой в 300 ярдов наша траектория достигнет максимальной высоты в три с половиной дюйма (89мм) над линией прицеливания. Таким образом, траектория пересекает линию прицеливания в двух точках, вторая из которых и есть дистанция пристрелки.
Траектория на половине пути
А сейчас я коснусь одного малоупотребительного в наши дни понятия, хотя в те годы, когда молодым шалопаем я начинал осваивать стрельбу из винтовки, траектория на половине пути была критерием, по которому баллистические таблицы сравнивали эффективность патронов. Траектория на половине пути (ТПП) — это максимальная высота подъёма пули над линией прицеливания при условии, что оружие пристреляно в ноль на заданное расстояние. Обычно баллистические таблицы приводили это значение для 100-, 200- и 300-ярдовой дистанции. Например, ТПП для 150-грановой (9,7г) пули в патроне 7mm Remington Mag по ремингтоновскому каталогу 1964 года составляла полдюйма (13мм) на 100 ярдах (91,5м), 1,8 дюйма (46мм) на 200 ярдах (183м) и 4,7 дюйма (120мм) на 300 ярдах (274м). Это означало, что если мы пристреляем наш 7 Mag в ноль на 100 ярдов, то траектория на 50 ярдах поднимется над линией прицеливания на полдюйма. При пристрелке на 200 ярдов на отметке 100 ярдов она поднимется на 1,8 дюйма, а при пристрелке на 300 ярдов мы получим подъём в 4,7 дюйма на дистанции 150 ярдов. На самом деле максимальная ордината достигается несколько дальше середины дистанции пристрелки — около 55, 110 и 165 ярдов соответственно, - но на практике разница несущественная.
Хотя ТПП была полезной информацией и хорошим способом сравнить разные патроны и заряды, современная система приведения для одной и той же дистанции пристрелки высоты или снижения пули в разных точках траектории более содержательна.
Поперечная плотность, баллистический коэффициент
После вылета из ствола траектория полёта пули определяется её скоростью, формой и весом. Это приводит нас к двум звучным терминам: к поперечной плотности и баллистическому коэффициенту. Поперечная плотность — это вес пули в фунтах, делённый на квадрат её диаметра в дюймах. Но забудьте об этом, это просто способ связать вес пули с её калибром. Возьмите, например, 100-грановую (6,5г) пулю: в семимиллиметровом калибре (.284) это довольно лёгкая пуля, но в шестимиллиметровом (.243) — довольно тяжёлая. А в значениях поперечной плотности это выглядит так: 100-грановая пуля семимиллиметрового калибра имеет поперечную плотность 0,177, а шестимиллиметровая пуля того же веса будет иметь поперечную плотность 0,242.
http://i46.fastpic.ru/big/2013/0331/...e8f9641239.jpg
У этих 154-грановых (10г) 7-миллиметровых пуль поперечная плотность одинаковая и равна 0,273, но у левой, с плоским торцом, БК равен 0,433, в то время как у SST справа он составляет 0,530.
Пожалуй, лучшее понимание того, что считать лёгким, а что тяжёлым, может быть получено из сравнения пуль одного и того же калибра. В то время как самая лёгкая семимиллиметровая пуля имеет поперечную плотность в 0,177, самая тяжёлая — 175-грановая(11,3г) — 0,310. А самая лёгкая, 55-грановая (3,6г), шестимиллиметровая пуля имеет поперечную плотность 0,133.
Поскольку поперечная плотность связана только с весом, а не с формой пули, получается, что самые тупоносые пули имеют ту же поперечную плотность, что и самые обтекаемые того же веса и калибра. Баллистический коэффициент — совсем другое дело, это мера того, насколько пуля обтекаема, то есть насколько эффективно она преодолевает сопротивление в полёте. Вычисление баллистического коэффициента не вполне определено, существует несколько методик, часто дающих несовпадающие результаты. Добавляет неопределённости и то, что БК зависит от скорости и высоты над уровнем моря.
http://i46.fastpic.ru/big/2013/0331/...547471b0ff.jpg
Обе эти 300-грановые пули калибра 375 имеют одинаковую поперечную плотность 0,305, но левая, с острым носом и «лодочной кормой», имеет БК 0,493, в то время как круглоносая только 0,250.
Если вы не математический маньяк, одержимый вычислениями ради вычислений, то я предлагаю просто делать, как все: использовать значение, предоставляемое производителем пули. Все производители пуль для самостоятельного снаряжения патронов публикуют значения поперечной плотности и баллистического коэффициента для каждой пули. А вот для пуль, используемых в заводских патронах, это делают только Remington и Hornady. Между тем, это полезная информация, и я думаю, что всем производителям патронов следовало бы сообщать её как в баллистических таблицах, так и прямо на коробках. Почему? Потому что если у вас на компьютере стоят баллистические программы, то всё, что вам нужно, это ввести дульную скорость, вес пули и её баллистический коэффициент, и вы сможете нарисовать траекторию для любой дистанции пристрелки.
Опытный релодырь может с приличной точностью на глаз оценить баллистический коэффициент любой винтовочной пули. Например, ни одна круглоносая пуля, от 6мм до .458 (11,6мм), не имеет баллистического коэффициента больше 0,300. От 0,300 до 0,400 — это лёгкие (с малой поперечной плотностью) охотничьи пули, остроносые или с углублением в носовой части. Более 0,400 — умеренно тяжёлые для данного калибра пули с чрезвычайно обтекаемой формой носа.
Если БК охотничьей пули близок к 0,500, это означает, что в этой пуле соединились близкая к оптимальной поперечная плотность и обтекаемая форма, как, например, в 7мм 162-грановой (10,5г) SST от Hornady с БК 0,550 или 180-грановой (11,7г) XBT от Barnes в тридцатом калибре с БК 0,552. Такой чрезвычайно высокий БК типичен для пуль с округлой хвостовой частью («лодочной кормой») и поликарбонатным носиком, как у SST. Barnes, однако, достигает такого же результата за счёт очень обтекаемой оживальной части и чрезвычайно малой фронтальной поверхности носика.
Кстати, оживальная часть — это часть пули спереди от ведущей цилиндрической поверхности, попросту то, что образует нос нули. Если посмотреть на пулю сбоку, то оживальная часть образована дугами или кривыми линиями, но Hornady применяет оживальную часть из сходящихся прямых, то есть коническую.
http://i46.fastpic.ru/big/2013/0331/...ad7df48442.jpg
Эта четвёрка семимиллиметровых пуль демонстрирует последовательные степени обтекаемости. Круглоносая пуля слева имеет баллистический коэффициент 0,273, пуля справа, Hornady A-Max, - 0,623, т.е. в два с лишним раза больше.
Если положить рядом плосконосую, круглоносую и остроносую пули, то здравый смысл подскажет, что остроносая более обтекаема, чем круглоносая, а круглоносая в свою очередь более обтекаема, чем плосконосая. Отсюда следует, что при прочих равных условиях на заданной дистанции остроносая снизится меньше, чем круглоносая, а круглоносая — меньше, чем плосконосая. Добавьте «лодочную корму», и пуля станет ещё более аэродинамичной.
С точки зрения аэродинамики форма может быть хорошей, как у 120-грановой (7,8г) семимиллиметровой пули слева, но из-за низкой поперечной плотности (то есть веса для этого калибра) она будет терять скорость гораздо быстрее. Если 175-грановую (11,3г) пулю (справа) выпустить со скоростью на 500 футов в секунду (152м/с) меньше, то она догонит 120-грановую на отметке 500 ярдов (457м).
http://i46.fastpic.ru/big/2013/0331/...a9beb1a8c7.jpg
С точки зрения аэродинамики форма может быть хорошей, как у 120-грановой (7,8г) семимиллиметровой пули слева, но из-за низкой поперечной плотности (то есть веса для этого калибра) она будет терять скорость гораздо быстрее. Если 175-грановую (11,3г) пулю (справа) выпустить со скоростью на 500 футов в секунду (152м/с) меньше, то она догонит 120-грановую на отметке 500 ярдов (457м).
Возьмём в качестве примера 180-грановую (11,7г) X-Bullet компании Barnes тридцатого калибра, выпускаемую как с плоским торцом, так и с «лодочной кормой». Профиль носовой части у этих пуль одинаков, так что разница в баллистических коэффициентах обусловлена исключительно формой торца. У пули с плоским торцом БК составит 0,511, в то время как лодочная корма даст БК 0,552. В процентном отношении, можно подумать, что такая разница существенна, но на самом деле на пятистах ярдах (457м) пуля с «лодочной кормой» снизится всего на 0,9 дюйма (23мм) меньше, чем пуля с плоским торцом, при прочих равных условиях.
Дистанция прямого выстрела
Другой способ оценки траекторий — это определение дистанции прямого выстрела (ДПВ). Так же, как и траектория на половине пути, дистанция прямого выстрела никак не влияет на действительную траекторию пули, это просто ещё один критерий для пристрелки винтовки, исходя из её траектории. Для дичи размером с оленя дистанция прямого выстрела основывается на требовании, чтобы пуля попала в убойную зону диаметром 10 дюймов (25,4см) при прицеливании в её центр без компенсации падения.
По сути дела, это как если бы мы взяли совершенно прямую воображаемую трубу диаметром 10 дюймов и наложили бы её на заданную траекторию. При дульном срезе в центре трубы на одном её конце дистанция прямого выстрела — это тот максимальный отрезок, на котором пуля будет лететь внутри этой воображаемой трубы. Естественно, на начальном участке траектория должна быть направлена несколько вверх, так чтобы в точке наивысшего подъёма пуля лишь коснулась верхней части трубы. При таком прицеливании ДПВ — это то расстояние, на котором пуля пройдёт через дно трубы.
Рассмотрим пулю 30 калибра, вылетающую из 300го магнума на скорости 3100 футов в секунду (945м/с). По сьерровскому мануалу, пристреляв винтовку в ноль на 315 ярдов (288м), мы получим дистанцию прямого выстрела в 375 ярдов (343м). Той же самой пулей, выпущенной из винтовки калибра 30-06 на скорости 2800 футов в секунду, при пристрелке на 285 ярдов (261м) мы получим ДПВ в 340 ярдов (311м) — не такая уж большая разница, как могло бы показаться, правда?
Большинство баллистических программ рассчитывают дистанцию прямого выстрела, вам следует только ввести вес пули, БК, скорость и размер убойной зоны. Естественно, вы можете ввести четырёхдюймовую (10см) убойную зону, если охотитесь на сурков, и восемнадцатидюймовую (46см), если охотитесь на лося. Но лично я никогда не использовал ДПВ, я считаю это стрельбой спустя рукава. Тем более теперь, когда у нас есть лазерные дальномеры, рекомендовать такой подход не имеет никакого смысла.
sevamerstrelok.com
-
В этой я познакомлю читателей, только начинающих стрелять из карабина, с тем, что следует знать, прежде чем нажать на спусковой крючок.
Имея, по крайней мере, пятилетний опыт стрельбы из гладкоствольного оружия (а в нашей стране по-другому и нельзя стать обладателем карабина), вы наверняка представляете хотя бы в общих чертах, как работает оружие. После нажатия на спусковой крючок срабатывает механизм, приводящий в движение боек, который ударяет по капсюлю патрона, последний взрывается и зажигает порох, порох быстро сгорает с выделением горячих газов, которые способствуют повышению давления в патроне и выталкивают из гильзы пулю. Пуля, проходя по каналу ствола, врезается боковой поверхностью в нарезы, заставляющие ее вращаться вдоль своей оси. Когда пуля выходит из дула, она предоставлена сама себе, силам инерции и тяготения.
Из-за высоких скоростей пули у новичка может создаться впечатление, что она движется только по прямой. На самом деле, как и все другие физические объекты во Вселенной, пули подчинены законам природы, в частности, законам движения. И эти законы говорят о том, что на физические объекты, будь они в покое или в движении, оказывают действие внешние силы. Основными из них являются давление расширяющихся газов, сила трения при контакте с нарезами, сопротивление воздуха и гравитация. Большинство заблуждений, касающихся полета пули, может быть решено при рассмотрении следствий этих сил. Есть еще и малые силы, такие как боковой ветер, который может сдвигать точку попадания в сторону. Прочие же силы настолько незначительны, что в большинстве случаев не оказывают особого влияния на полет пули. Если человек не может определить те силы, которые реально действуют на пулю, мешая попасть в центр мишени, ему остается только сочинять мифы о магическом «живлении» ружья.
Итак, перечислим «участников» процесса под названием «выстрел» и расскажем о том, какова роль каждого в этом процессе.
1. Пуля (снаряд) – физический объект, приводимый в движение внешней силой и продолжающий движение по инерции.
2. Траектория – кривая, которую пуля описывает в пространстве.
Теоретические и фактические траектории. Теоретически траекторией пули была бы парабола, но из-за замедления, вызываемого сопротивлением воздуха, это не совсем так. Тем не менее, в наиболее интересном для нас участке траектория достаточно близка к параболической, чтобы рассматриваться в качестве таковой при изучении большинства аспектов баллистики нарезного снаряда.
3. Баллистика – изучение движения снарядов, особенно выпущенных из артиллерийского или ручного огнестрельного оружия.
4. Карабин – огнестрельное оружие с продольными нарезами в канале ствола для придания вращения пуле. Гироскопические силы вращения помогают стабилизировать полет пули подобно тому, как они помогают стабилизировать в вертикальном положении вращающуюся юлу. Вращение помогает держать пулю по продольной оси в общем направлении движения, сводя к минимуму сопротивление ветра, и при этом сохраняя траекторию равномерной, надежной, предсказуемой.
5. Твист, или шаг нарезки – расстояние, на которое перемещается пуля в стволе, делая один полный оборот вокруг своей оси.
6. Энергия пули, определяемая по ее весу и скорости.
Для любой данной пули масса является постоянной, а скорость ее постепенно уменьшается из-за сопротивления воздуха. Как только пуля вылетает из ствола, энергия ее движения начинает медленно уменьшаться. При ударе часть энергии, точнее, вся оставшаяся энергия передается объекту удара.
7. Сопротивление воздуха.
Если бы не было сопротивления воздуха, пуля продолжала бы движение, не меняя скорости.
8. Сила тяжести.
Если бы не было гравитации, пуля продолжала бы двигаться по прямой линии.
9. Точка прицеливания – точка в пространстве, где траектория пули и линия визирования пересекаются.
Если линия визирования прямая, то траектория движения пули представляет собой дугу. Траектория пули пересекает линию визирования дважды: один раз недалеко от дульного среза (поднимаясь над ней) и второй – на пути вниз. Следует иметь в виду, что пуля не поднимается выше прямой, которую можно гипотетически прочертить по верхней стенке канала ствола. Она поднимется выше линии визирования потому, что ствол расположен под небольшим углом вверх.
10. Регулировка прицела.
Целик перемещается в направлении, которое вы хотите придать пуле; мушка при этом перемещается в противоположном направлении.
11. Угол прицеливания – угол, под которым следует расположить карабин относительно линии визирования, чтобы пуля попала в точку прицеливания.
12. Траектория для типичных охотничьих карабинов с оптическим прицелом.
Большинство оптических прицелов устанавливаются на высоте 3-4 см от ствольной коробки. Если прицел установлен так, что линия визирования совпадает с точкой попадания на расстоянии 30 метров от стрелка, пуля будет ниже линии визирования на всем расстоянии от дульного среза до точки попадания, потом она будет выше линии визирования между этой точкой попадания и точкой второго пересечения с линией визирования. Эта вторая точка окажется в зависимости от конкретной скорости пули на расстоянии 150-200 метров. Максимальный уровень превышения траекторией линии визирования называют обычно средним диапазоном траектории, и он составляет, как правило, от 5 до 10 см в зависимости от скорости пули.
13. Скорость.
Основным фактором, влияющим на траекторию пули, является ее начальная скорость. Чем больше скорость, тем дальше летит пуля, сохраняя достаточно энергии для поражения цели. Чем меньше скорость, тем круче требуется поднимать ствол вверх (больший угол прицеливания), чтобы попасть в точку прицеливания, и тем меньше энергия пули при достижении цели.
14. Энергия и калибр.
Охотнику нужна пуля, обладающая такой энергией, чтобы ее было достаточно для лишения животного жизни. Разрушать же чрезмерно ткани животного не следует, поэтому калибр патрона должен соответствовать виду охоты.
15. Конструкция пули.
Наиболее эффективно действие пули, если она проникает достаточно глубоко в тело животного, чтобы достичь жизненно важных органов. При этом она должна, расширяясь или расщепляясь на фрагменты, повреждать ткани так, чтобы вызывать значительное кровотечение. Чтобы свинцовый сердечник имел возможность легко расширяться или фрагментироваться в тканях зверя, он окружен обычно тонкой рубашкой из твердого металла, не полностью закрывающей свинцовый сердечник. Нужно иметь в виду, что смертельная для небольших зверей пуля может ранить крупное животное, не нанеся ему серьезных повреждений. Если рубашка полностью скрывает сердечник, то пуля наверняка проникнет достаточно глубоко, но при этом, как правило, она делает рану с узким каналом и практически не вызывает кровотечения.
16. Расчеты энергии пули.
Для расчета энергии пули используется формула кинетической энергии. Если масса пули равна W в граммах и скорости V в метрах в секунду, то кинетическая энергия равна произведению W на квадрат V, разделенному на 2000, или Е = WxVxV/2000.
Пуля массой 1,175 г калибра 5,5 мм, имеющая начальную скорость 300 м/сек. будет иметь дульную энергию (при вылете из ствола) E = (1,175х300х300)/2000 = 52,88 джоулей. Энергия той же пули с начальной скоростью 150 м/сек. составит E = (1,175x150x150)/2000 = 13,22 джоулей, что ровно в 4 раза меньше, поскольку в формуле задействован квадрат скорости.
Энергия не зависит от калибра, но зависит от массы пули и, особенно, от ее начальной скорости. То есть с уменьшением массы вдвое энергия уменьшается вдвое, а с уменьшением скорости вдвое энергия уменьшается уже в 4 раза.
17. Почему так много калибров?
Просто потому, что компаниям-производителям оружия и патронов хочется сделать что-то свое, отличное от других. Одни новинки оказываются невостребованными, другие – жизнеспособными на какое-то время, третьи живут долго.
18. Каковы наиболее эффективные калибры?
Ответ в основном субъективен. Краска какого цвета лучше? Есть много вариантов выбора, хотя практически все калибры можно разделить на три категории: малые, средние и большие.
А. Малые калибры – 0,22 дюйма (.22) и менее.
Это калибры на мелкую дичь. Вообще говоря, патроном калибра .223 можно добыть косулю. Но даже если это так, новичку лучше не стрелять таким патроном ни по какому зверю крупнее лисы.
Б. Средние калибры – 0,25 дюйма.
6 мм Remington, .243 Winchester и другие в этой категории являются вполне пригодными как для стрельбы сурков, так и для охоты на косулю. Хотя на более крупных оленьих или кабанов с ними лучше не охотиться.
В. Большие калибры – от 0,270 дюйма.
Маленькие и быстрые пули .270 и .30 калибра могут быть использованы для охоты на сурка, более тяжелые (с достаточной скоростью) подходят для большинства российских добываемых животных, за исключением разве что особо крупных – камчатского медведя или колымского лося. Самые распространенные у нас калибры составляют три десятых дюйма, или 7,62 мм. И не только потому, что это изначально военные калибры, а потому, что они реально достаточны для самых разных охот и обеспечены целым спектром пуль – от самых легких до весьма мощных.
Владимир Гарин
-
