Временные параметры при выстреле из переломки.

Хотелось бы спросить совета у знающих людей по поводу процессов, происходящих в винтовке в момент выстрела. Наверняка у кого-то есть обоснованные соображения по этому поводу, вот их то и хочется услышать в подтверждение или опровержения моих наблюдений.

Цель исследований: определить очередность и длительность процессов, происходящих в винтовке CROSMAN CS1K77 Phantom 1000 в момент выстрела.

Методика исследований: На основании записи, созданной во время выстрела, проводился анализ временных соотношений процессов. Измерения проводились для двух типов пуль: Тип1 – диаметр юбки превышает диаметр отверстия ствола. Тип2 - диаметр юбки примерно равен диаметру отверстия ствола.

Оборудование: Винтовка на упоре на столике, приклад – на опоре из пенопласта. На основание ствола винтовки ЖЕСТКО крепился пьезомикрофон. Ось его характеристики направленности выставлялась параллельно фронту ударной волны выстрела для получения наименьшего воздействия. Запись велась на ноутбук с использованием программы Sound Forge v6. Почему такая версия? Я ее юзаю профессионально много лет, просто привык к ней. Желающие могут повторить эксперимент с другим оборудованием и ПО. Будет даже интересно.

Измерения проводились в условиях, близких к полю.

1. Первая часть.

Итак. Ход исследования.

При нажатии на спусковой крючок происходит срыв поршня с запора и поршень под действием пружины начинает свое движение, сжимая воздух. Думаю, ДО окончания хода поршня никакие особые звуки не издаются. Ну, может быть слабый звук срыва поршня со стопора за счёт трения. Предлагаю этим звуком пренебречь. Он неинформативен.

Вот поршень летит, приближаясь к концу камеры. Удар! Сколько будет длиться удар поршня о препятствие? И будет ли он один и однороден? Поршень под действием силы упругости материала и под действием сжатого им воздуха (пуля то еще в стволе!) отскочит назад, это ясно и ёжику. Но ведь пружина все еще давит сзади и при отскоке поршня сыграет роль тормоза отката и инициатора второго, а то и третьего удара!

Практика показала, что ударов поршня может быть от одного до трех.

При использовании пуль с широкой юбкой (более 4,5 мм в диаметре) происходит до трех ударов поршня: первый 5..14 миллисекунд, потом отброс поршня назад на 2..6 миллисекунды, снова удар, на этот раз 9..13 миллисекунд, отскок на 7 миллисекунд и третий, слабый удар 10 миллисекунд. Итого общее время от первого касания до остановки поршня – от 28 до 33 миллисекунд.

Не верите? Вот протяжка звуков ВНУТРИ винтовки:

(растянуто по горизонтали, синие метки – десятки миллисекунд)

Длительность первого удара поршня 6 миллисекунд, потом идет его отброс назад на 2 миллисекунды и снова удар, но уже около 5 миллисекунд. И только через 7 миллисекунд прошел фронт ударной волны от выстрела. Там еще есть разные бряки типо удара пружины об стенку, но нам это не интересно сейчас.

Это всё – при применении пули типа 1 (с широкой юбкой). Пуля долго запирала канал ствола и долго поддерживала давление (и упругость, конечно!) воздуха в стволе и в камере.

Совершенно очевидно наблюдаем колебания подпружиненной массы внутри винтовки.

К чему это приведет?

1. К смещению центра масс и, как следствие – к изменению положения винтовки в пространстве (хоть она и лежит на двух опорах, но – только ЛЕЖИТ. Не закреплена со стороны приклада!
2. К передаче импульса движения от поршня к телу винтовки, что приведет к смещению последней вдоль оси приложения силы.

Оба эти вывода будут актуальны, если масса поршня плюс масса пружины будут соизмеримы (одного порядка хотя бы) с массой винтовки. При весе моей винтовки 3 кг с наворотами, масса поршня с пружиной доходит по весу  до (300Г+300Г) примерно полкило. Это соотношение 1: 5. Солидно, однако.

Вот и получается, что для пуль с широкой юбкой уход точки прицеливания очень заметен и кучностью такие пули – не блещут. Что и подтвердилось практически.

Вот этот выброс слева вверху и в первом квадранте – они как раз и есть результат широкой юбки. Ну, и ветра, может быть.

Стрелялось на открытом воздухе. Ветер переменных направлений – от встречного до бокового. Скорость – порывами до 2,4 метра в секунду. Дальность 40 метров.

Прицел 4-16 50. Пузырек. Стрельба со столика с опоры. Пуля ШЕРШЕНЬ ХАНТЕР 0,68Г с юбкой (по 10 измерениям):

4,70-4,66-4,61-4,67-4,74-4,69-4,65-4,72-4,61-4,63 – среднее 4,668 мм.

Стрелял, когда анемометр прекращал вращаться. Я, конечно, не Робин Гуд, но станок промазать не даст.

А если посмотреть на дело статистически? То есть произвести НЕСКОЛЬКО выстрелов?

Да пожалуйста:

И что же мы тут видим, я извиняюсь? А видим мы картину:

Удар поршня – всегда не одинарный, хотя второй удар отстоит от первого каждый раз на другое расстояние. Бывает и слитный тройной (как на третьем рисунке) и слитный двойной (как на четвертом) удар.

На последнем рисунке изображен чистый выстрел: микрофон демпфирован и изолирован по среде от винтовки.

И тут проявляется интересная вещь: удар поршня происходит ДО вылета пули из канала ствола! Вся система трясется как припадочная, а пуля – еще в стволе? Как бы это покорректнее выразиццо? Дуло трепещет и  не нацеливается на цель? Во как! От окончания ударов поршня до выхода пули на срезе ствола проходит от 10 плюс минус 2 миллисекунды (что ОЧЕНЬ редко – третий рисунок) до 50 мс. За это время из-за перестроения центра массы ствол винтовки гуляет, как хочет, и удержать его могут только слесарные тиски. Мало того, что по законам физики его потащит вниз, так потом его еще дважды кинет вверх, правда, на меньший угол. Про симметрию пружины разговор надо вести? Вот тогда ствол кинет вбок (и не раз) при разжиме пружины. Правда, не сильно: ведь масса пружины соотносится с весом винтовки более, чем 10:1.  И о какой кучности на дальности более 25 метров можно говорить? Прошу меня поправить, если я чего не так понял.

Ну, это все – про пули, у которых юбка заставляет прилагать усилия для всовывания (вставления, введения, вбивания?) пули в ствол.

Итак, вывод:

1. Поршень ударяется об ограничитель минимум два раза, смещая центр масс винтовки и передавая ей импульс движения. При этом ствол неизбежно трясется.

2. Пуля выходит из ствола ПОСЛЕ окончания движения поршня, а потому не может попасть в точку первоначального прицеливания из за причин, изложенных в п.1. Задержка выхода от момента окончания движения поршня составляет 25..50 миллисекунд.

3. Чем больше дальность до цели, тем больше будет сказываться «гуляние» ствола, вызванное ударами пружины до выхода пули из ствола.

Общий вывод: Нефиг палить широкими пулями на большую дальность – цель отделается только легким испугом. Случайные попадания – не в счет.

Прицельно по банкам от пива можно стрелять на 25 метров, по большим целям – до 40 метров.

Далее – только деньги на ветер.

Если бы Дантес стрелял «Шершнем Хантер 0,68», то полное собрание сочинений Пушкина было бы гораздо толще.

Несогласных прошу поднять руку и обосновать.

2. Вторая часть псевдонаучных занятий.

А как дело обстоит с пулями, у которых юбка примерно равна по диаметру с каналом ствола?

А вот как:

Показано два выстрела и третий рисунок – сам выстрел без записи звуков внутри организма винтовки.

Условия стрельбы – те же. Пуля «Шмель 0,69Г». Диаметр юбки (по 10 измерениям): 4,53-3 штуки, 4,51 – 2 штуки, 4,52-4,55-4,54-4,49 – в среднем: 4,521 мм.

Первый рисунок – классика. Один слитный удар поршня, менее 6 миллисекунд разгона пули по стволу и выход. А вот второй рисунок – подкачал. Что-то там не так было с микрофоном. Слитный удар поршня виден четко, а вот фронт ударной волны – запаздывает аж на 52 миллисекунды и какой то смазанный. Думаю, это из за особенностей размещения микрофона и шнура. Как-нибудь переделаю.

Но не в этом суть.

Важно то, что удар поршня – СЛИТНЫЙ. Его не отбрасывает назад столь существенно из-за сжатого воздуха, – пуля уже начала движение по стволу и давление упало. И расстояние между ударом поршня и выходом пули сократилось в разы! И время, потребное винтовке на «клевание» или «задир» ствола уже БОЛЬШЕ, чем время выхода пули после удара. Сравните – 6 миллисекунд для «узкой пули» и 25..40 миллисекунды для «жирной». Масса винтовки конечно же среагирует на все тут сказанное, но будет поздно – пуля успеет выйти из канала.

Отсюда вывод:

Для пуль, диаметр юбки которых соответствует диаметру канала ствола, паразитное дрожание точки прицеливания будет гораздо менее заметно.

Если надо стрелять точно – подбирайте пули по диаметру юбки.

И всё равно паразитного тремора ствола не избежать никак!!! Хоть маленький, да будет!!!

И совет:

Хочешь в банки метко бить – надо водку меньше пить. Ну, это просто к слову пришлось.

Жду ваших соображений по высказанному.