Ствол пневматического оружия и полет пули

МОЖЕТ ИНТЕРЕСНО КОМУ-ТО БУДЕТ!!!

Как положено, в начале немного теории. Совсем немного, ибо перед вами не стоит задача создания новых пуль или стволов. Но без этого не понять моих объяснений. Пуля закручивается в стволе для того, чтобы получить устойчивость в полете. Есть хороший, хотя и навязший в зубах пример - волчок. Если просто поставить его на стол вниз ножкой, он тут же упадет. Это происходит из-за того, что он несимметричен - где-то чуть больше металла или дерева, смещена ножка, да еще и пытаются ставить его трясущиеся ручки. Можно изготовить волчок с почти идеальной симметрией и с помощью хитрых устройств идеально ровно его установить. На идеально ровную и горизонтальную поверхность. Волчок постоит полсекунды… и все равно упадет. Земля вращается, за километр от дома поезд прошел и создал микросотрясения почвы и так далее. Однако стоит раскрутить самый кустарный и распохабный волчок вокруг своей оси, как он покажет чудеса устойчивости. При этом стоит заметить, что какое-то время эта штуковина будет стоять четко на месте, а затем начнет ходить кругами вокруг места раскрутки. Причем, преимущественно в ту сторону, в какую она была раскручена. В сравнении с пулей ситуация выглядит так - стоит волчок, вращаясь на месте - это стадия устойчивого полета. Волчок начал "брожения" - это пуля начала рыскать. В баллистике последе явление называется деривацией. С волчком ее видно лучше, ибо на него по-другому действует сила земного притяжения в сравнении с пулей.
Земля тянет волчок вниз по оси вращения. А пулю поперек оси. Линейная скорость пули постепенно падает - ведь она "трется" об воздух и ее притягивает земля. То есть пуля летит по параболе со снижающейся скоростью. Однако, она при этом вращается вокруг своей оси, причем весьма резво. Будем называть эту скорость "угловой". И она, редиска такая, не желает падать так быстро, как линейная. То есть, к примеру, некая пуля вышла из ствола со скоростью 300 мс и при этом, пролетая каждый метр, она успевает 2.5 раза провернуться вокруг собственной оси. Через 100 метров эта пуля будет лететь со скоростью 120 мс, но все же будет совершать 2.2 оборота вокруг своей оси каждый метр. В результате пуля начинает рысканье. Ее траектория начинает напоминать спиральную пружинку. И эта пружинка с каждым витком растет в диаметре. 
На самом деле все не так. Но похоже. Там много чего темного и несчитаемого. 
Примите к сведению и забудьте.

Опыты
Мы сталкиваемся с деривацией уже в 50-метровом тире. Лучший прибор для ее обнаружения - это обычная PCP винтовка без редуктора. Хотя можно обойтись и любой пружинно-поршневой системой с более или менее стабильной скоростью. Зажимаем ствол в станок. Присоединяем баллон емкостью 10 литров к винтовочному резервуару.
Делаем 50 выстрелов. Из-за объема баллона падение давления с каждым выстрелом не будет заметно. Расходуется ничтожная часть запаса воздуха. Проводим замеры хронографом и обнаруживаем, что все пули летят с одинаковой скоростью (ну допустим разброс +- 1 мс). На мишени вы увидите некую группу пробоин. Причем группа эта будет напоминать одну дыру диаметром, например 15 мм. Затем отсоединяете баллон и стреляете штатным запасом воздуха. Желательно отрегулировать винтовку таким образом, чтобы скорость падала от выстрела к выстрелу, без волн. Стреляете, начиная с давления 200 атмосфер, и до 100. Вы видите на мишени нечто напоминающее запятую. Пули с каждым выстрелом ложатся чуть ниже и несколько в сторону. Как правило, рисунок на мишени напоминает повернутую вбок букву "U" . Только один хвостик буквы несколько выше другого. Процесс выглядит так - первый выстрел и пробоина считаются "базовым и". Следующая пуля летит чуть медленнее и ложится ниже, но из-за более стабильной угловой скорости пулю утаскивает еще и чуть в сторону. Например, вправо. Следующий выстрел ложится еще ниже и еще правее, но вскоре, когда линейная скорость упала весьма значительно (а угловая не изменилась) пулю начинает уводить налево, затем опять вправо. Снова заправляемся, но уже до
более высокого давления (250), обеспечивающего большую скорость пули. Начинаем стрелять, и видим, что пули ложатся выше первой базовой точки (что понятно), и чуть в сторону, но с каждым выстрелом, продолжая описывать те же загогулины, стремятся в ту же "базовую" точку. И в итоге, когда давление сравнивается с первоначальными 200 атмосферами, сравниваются скорости, и, как ни странно, точки попадания. 
Для пружинно-поршневой винтовки все это тоже воспроизводимо. Только раз нет возможности обеспечить плавное падение скорости, придется использовать пули разного веса, но с одним баллистическим коэффициентом. Например, в форме матчевых пуль есть экземпляры весом и 0.42 грамма и 0.45, 0.47, 0.48, 0.5, 0.53, 0.57, 0.68. Они и обеспечат нам разную скорость. Эффект будет тот же.

Если же стрелять из гладкого ствола, то мы столкнемся с тем, что микроскопические отклонения в форме и геометрии пули будут намного более резко сказываться на кучности. Когда пуля вращается - не так важно где у нее заусенчик, а где вмятинка - они постоянно меняются местами и не дают возможности повлиять на полет пули. А если вращения нет - кирдык. Все пули в чем-то разные, и нет "уравнивателя". Если сделать очень хорошие одинаковые пули и стрелять ими из гладкого ствола, они будут лететь весьма прилично, но все же на большой дистанции отсутствие вращения явно скажется. Каким бы аккуратным и симметричным не сделан волчок - он все равно долго не простоит без вращения.

Проблема в комплексе

Ствол и пуля связаны между собой теснее, чем принято думать. Важнейшие параметры ствола зависят от пули и наоборот. Шаг нарезов ствола производитель выбирает исходя из предполагаемой скорости, длинны и массы пули. Количество нарезов выбирается исходя из материала пули. Калибр по полям и нарезам тоже зависит от геометрии пули. Соответственно, все верно и наоборот - пули подбираются под ствол. Сейчас все стандартизировано, и забивать голову расчетами не приходится. Однако бытует миф (и весьма часто повторяется) о том, что для каждого ствола, пусть и из одной партии, нужно подбирать свои пули. Это бред. Сивой кобылы. 95% стволов современного пневматического оружия сделаны по одной технологии и обладают одинаковыми
основными параметрами. Они у разных производителей отличаются весьма мало, а уж об отличиях между стволами в одной партии говорить не приходиться. Стволы Gamo моделей CF и Hanter 440 и ижевские стволы показывают одинаковую кучность. Совершенно. При этом у испанцев 12 нарезов, а у наших - 8 и нарезы имеют разную геометрию. Стволы Gamo чуть теснее. У ижевцев, как правило, лучше сделана дульная фаска, но зато нарезы могут менять свою форму по ходу ствола. А на 50 метрах при стабильной скорости техническая кучность будет несколько меньше 30 мм. Самые отвратительные стволы у фирмы Кроссман. Очень плохо просверленный канал, невнятные нарезы, едва царапающие пулю и так далее. Как результат - кучность от 30 до 40 мм на 50 метрах. Китайские стволы то же самое по кучности. А выглядят вполне пристойно. зато пули разбрасывают как агитационный снаряд листовки. У разных производителей есть разброс в калибре по нарезам, чистоте обработки канала и
количестве нарезов. Нет разницы в калибре по полям и шаге нарезов. Как ни измеряй будет 4.49 в калибре 4.5 мм и 5.48 для калибра 5.5 - ну плюс-минус сотка максимум! 
Шаг 400 мм. Ну может там 10 мм набегать в обе стороны но картину это не меняет совершенно. 
Дефекты канала ствола просты - нарезы имеют неодинаковую геометрию, на полях и нарезах есть заусенцы, выход из ствола кривой. Эти факторы и влияют на кучность, особенно последний. Не влияет на кучность изгибы ствола (в разумных пределах). Стрелять из кривого ствола неудобно, но не более того. Хороший ствол - это тот, у кого все нарезы одинаковы, а канал не имеет дефектов типа "удар" зубила или надфиль". Ну и, естественно, все нарезы на выходе из ствола заканчиваются в одно время в одном месте. И если у вас есть два ствола одного производителя и при этом один имеет заметный дефект, вам не удастся подобрать пули разных производителей или разных типов к стволам так, чтобы они показывали одинаковую приемлемую кучность. Все равно дефектный ствол будет хуже всегда и во всем. И если у вас есть два с виду одинаковых ствола, то не будет такого, что из одного лучше летает пуля Про-Хантер, а из другого Про-Магнум. Другое дело, что винтовка может метать какую-то пулю стабильнее, или в удачное время. Набольшее количество стрелковой "мистики"
наблюдается в пружинно-поршневых системах, где хват, время старта и покидания ствола имеют колоссальное значение. Во всех остальных типах пневматики - все как- то проще…

Есть еще такая штука в хороших стволах - называется "напор" или "чок" - это сужение канала ствола ближе с дульному срезу. Перед самым вылетом из ствола пулю там здорово обжимает. Это здорово улучшает кучность. А почему я не знаю. Есть куча домыслов, но что такого делает этот обжим я не знаю. Может быть из-за неровностей в канале (а ведь высота нарезов может меняться на 1-2 сотых миллиметра), пуля перед выходом из ствола имеет некоторый люфт. Скорее всего, на ее пути встречались более узкие участки канала, чем перед дульным срезом и она прошла через них, уменьшившись в размерах под самый тесный. Раз так, то у нее появляется свобода выбора каким бочком выходить из ствола. Это отклонение от идеальной оси не градусы, и не минуты, а скорее даже угловые секунды, но эта дополнительная степень свободы - всегда пакость. Если же в конце ствола (последние 10 мм) канал гарантированно и значительно сужается - пуле некуда деваться, и все люфты исчезают - и она вынуждена выходить ровнехонько. Туда ей и дорога. Мне именно это объяснение кажется наиболее логичным, хотя я его нигде не читал, а придумал внутри головы. Своей.

Жеванная бумага или картофелина. Что точнее?

Подбор пуль вообще процесс простой до безобразия: выбираете пули, имеющие минимальные геометрические и весовые отклонения. В общем, чтобы они были максимально одинаковы. Для этого нужны хорошие аналитические весы и море терпения. Еще нужно, чтобы у пуль был наибольший баллистический коэффициент. Это крайне важный параметр. Мне не важно, что вы там навыбираете. Если вы выбрали пулю иную, чем Кроссман Премьер 10.5 гран - вы сделали все неправильно. Эта тема закрыта на долгие годы вперед. Не существует пуль в калибре 4.5, которые летали бы лучше. Причем, не важно, из стволов чьего производства. Они из всех стволов летают лучше. Даже вылетая из явно бракованных стволов, результат будет лучше, чем любыми другими пулями, выпущенными из этого ствола. 
Конечно, у нас далеко не всегда можно достать именно эти пули. Стабильно они есть только в Москве. Причем все они идут через Москву, и напрямую их покупает только магазины Кольчуга и Умарекс. Остальные покупают у них. Доходя до других городов, их цена увеличивается в 2-3 раза. Причем, такая дискриминация связана не с тем, что
"оглоедская Москва обирает все Рассею!", как модно думать, просто здесь есть небольшой спрос на качественные пули. А в регионах нет. Причем речь идет именно о качественном товаре, а не дорогом.

Большинство покупателей ведет себя как последние идиоты и покупает редкую дрянь за огромные деньги. Чего хотя бы стоит хит региональных продаж - пули "Прометеус" - пластиковая катушка со стальным носиком. А стоят они раза в три дороже "Премьера"… Если что-то и попадает в региональные магазины, кроме советского убожества, то нечто в броской упаковке, безумно дорогое и показывающее такую же точность, как теннисный мячик, брошенный девочкой.

Публика, потребляющая кофточки с люрексом, вишневые "девятки", Смехопанораму с Петросяном и аквариум с "золотыми рыбками" - в оружейных магазинах выбирает цветастые баночки с пулями "волк", "скорпион", "ураган" и тому подобное ….. Единственные, кого уважаю за честность - это турки. Они прямо на коробке пишут, что за пули они делают. 
Есть некие законы баллистики, против которых идти можно, но нерезультативно. 
Есть ограничения технологии, над преодолениями которых бьются тысячи умных людей, среди которых производителей пуль для пневматики не видать. Нет никаких новых разработок и революционных изобретений в обозреваемой области. И не будет. А товарца нового - сколько угодно. Каждый год новые модели и марки пуль. Для "наиболее полного удовлетворения", так сказать…

Промежуточное резюме:

Все остроносые пули являются плохими.

Все пули с экспансивной полостью в голове являются плохими

Все пули с плоской головой предназначены для стрельбы на 10 метров

Все пули сделанные на Украине являются плохими

Все пули, сделанные в России, кроме "Шмелей" являются плохими

Почти все пули, сделанные в мире, являются плохими.

Хорошие пули, как уже было сказано, должны быть похожи друг на друга больше чем близнецы. Они должны быть одинаковы в самом придирчивом значении этого слова. Тут и вступают в свои права ограничения технологии. Пули штампуют на пресс-формах, две, три или четыре части матрицы, для формовки каждой пули соединены с другими такими же в один блок. Он за один удар штампует несколько пуль. Набор из нескольких кусочков матрицы (их называют знаками), формирующий одну пулю, стоит несколько десятков тысяч долларов. На каждую пулю! Например, один знак формирует переднюю часть головки. Два других знака формируют юбку и заднюю часть головки, Четвертый знак делает внутренности юбки. Пресс-форма, делающая за один удар 10 пуль, стоит несколько сотен тысяч долларов. Причем, если она будет делать не 10, а к примеру 30 штук за раз, будет стоить уже несколько миллионов. Трудность в том, что все "знаки" должны быть абсолютно идентичны. То есть как клоны. Но технология их изготовления такова, что нужно вручную, с точностью в микрон (тысячная доля миллиметра) сделать 30 одинаковых блоков из "знаков". Это довольно просто сделать, если речь идет о металлическом квадрате. С помощью фрезеровки и разных шлифовальных и полировальных машин это делается за день. Есть набор параллельных плоскостей и трудностей нет никаких. Зато микроскопическую финтифлюшку со сторонами в несколько миллиметров, где рабочая плоскость, представляет из себя хитрейшую лекальную кривую, которую на чертежах можно выразить в длиннющем столбце градусов. Никакие станки с ЧПУ не справляются. Специальные дядьки, родственники слесарей, именуемые лекальщиками, долгого-долго чего-то там трут до зеркального блеска. А потом половину выкидывают. Типа брак. Так еще все эти детали должны взаимно двигаться с огромной скоростью и великолепной точностью. Кстати, штамповать пули для огнестрела, имеющие традиционную лодочную (веретенную) форму, несравнимо проще. Там правда набор операций другой, но и допуска не такие строгие. 
Сами понимаете - чем серьезнее производитель, тем больше денег он может потратить на пресс-формы, выбирая наиболее похожие "знаки" и тем лучше будут пули. Маленькая фирма не может производить хорошие пули. Как маленькая страна не может запускать, чего ни будь в космос.

Однако, прежде чем хорошо (одинаково) сделать пули, надо понять, какую они должны иметь форму. Тут-то и пригодятся всякие баллистические коэффициенты. Эта некая цифра говорящая о том, какое сопротивление данное тело встречает во время полета в воздухе. Его можно с определенной погрешностью просчитать теоретически, но проще и вернее и точнее померить на практике. Берется ведро одинаковых пуль и тстреливается на разных дистанциях, затем высчитывается, насколько пуля проседает от линии ствола. Чем больше пуля проседает, тем ниже коэффициент. Чем меньше пуля проседает, тем итоговая цифра больше. Естественно хороши те пули, которые летят по более пологой кривой. То есть те, у которых б.к. выше. Большинство винтовочных пуль огнестрельного оружия имеют коэффициент выше 1. И могут забегать за 2.5. В пневматике такие показатели неслыханны. У нас все не доходит даже до 0.5. Лучший б.к в калибре 4.5 - у Кроссман Премьер 10.5 - 0.28. У матчевых и остроносых пуль - это вообще что-то типа 0.15. У летящего колодезного люка показатели похожее…

Забавная история произошла с одинаковыми пулями в разных калибрах. Берем лучшие в мире пули в двух калибрах. Для 4.5 это Кроссман Премьер 10.5, а для 5.5. - это некие пули, которые продаются под торговыми марками АА FT, Daystate FT, Beeman FT, но на самом деле делаются где-то в Чехии. Смотрим и сравниваем. Кроме масштаба - отличия минимальны. Чуть другой переход от юбки к головке и все. В разных калибрах разные конторы схватили по соответствующей бумажке… А б.к. для всех калибров б.к. 
Кстати, этот самый коэффициент здорово растет вместе с весом пуль. Оно и понятно - чем больше масса пули, тем дольше она расходует запасенную энергию и дальше летит. Посему нужно еще сравнивать разные пули с одной массой.

Кроме б.к. нельзя забывать и о трении пули в стволе. Пневматика не может раскидываться свой невеликой энергией. Посему мы и можем наблюдать у своих пуль выраженную "головку" и "юбку". "Талия" дает возможность в 4-5 раз снизить трение в стволе. С точки зрения баллистики лучше бы ее не было. А вот куда деваться… Угождать приходиться всем и сразу. Посему ищутся компромиссы.

Немного объяснений и доказательств ошибочности ваших действий.
Подавляющее большинство моих знакомых измеряют кучность в весьма странным образом. Они стреляют раз 20-30 по одной бумажке. Затем выбирают кучку попаданий повыразительнее и объявляют ее "лучшей группой". Хотя по уму, надо группой объявлять все попадания по данной мишени. Бывает, рука дернется. Бывает, пуля мятая и уйдет в сторону. Но попытка объявить "группой" три выстрела из 10-20-30 только потому, что пробоины легли близко - это откровенная глупость. Но массовая. И главное, никому ничего не докажешь.

И все таки самые большие проблемы стрелку доставляют его кривые руки и неумение стрелять Причем не умеют и не учатся. Паршивые результаты объясняют тем, что "оптимальные пульки не подобрали". Или "мистикой".

И все таки, надо хоть немного объяснить свою безапелляционность. 
Все остроносые пули не могут быть хороши потому, что у них низкий баллистический коэффициент, и технологически невозможно отштамповать такую шляпку строго на одной оси с юбкой. Пуля начинает рыскать сразу, как только вышла из ствола. Постреляй дальше 15-20 метров и посмотри - в мишень входят почти бочком.

Все пули с экспансивными головками не могут быть хороши, потому что у них еще более паршивый б.к. и очень плохая развесовка. Юбка и головка весят одинаково. Очень любят входить в мишень боком или юбкой.

Все матчевые пули не могут пристойно летать дальше, чем на 20 метров ибо они для этого не предназначены - плоская шляпка делает траекторию их полета очень крутой. А нужна она только для того, что оставлять четкие пробоины на бумажке. Для удобства подсчета очков. Конечно, плоская головка при попадании в птичку али рыбку обладает определенным экспансивным эффектом. Тем, кто его ценит, хочу напомнить, что кирпич тоже весьма экспансивен.

Наибольшую точность показывают пули с полукруглой головкой. На коробках в таком случае пишут Domed. При этом если они почти не отличаются по весу, и габаритам с кучностью все будет в порядке.