Какво определя точността - една от основните характеристики на оръжието? Очевидно от качеството на цевта и патрона. Нека отложим касетата за сега, но помислете за физиката на процеса.
Вземете метален прът или тръба от еластичен метал и здраво го фиксирайте в масивна основа. Така получаваме модел на изследваното устройство. Сега, ако ударим пръта, няма значение на кое място и в каква посока, или го дръпнете назад, или го стиснете, или накрая, като поставите патрон в тръбата и изстреляте, ще видим, че пръчката (цев) е влязло в затихващо колебателно движение. Тези вибрации се разлагат на най -простите и всеки тип такава проста вибрация на цевта ще повлияе на точността (точността) на стрелбата по свой собствен начин.
Нека започнем с вибрациите от първи ред или височина. Както можете да видите (фиг. 1), такова трептене има само един възел в точката на закрепване, най -голямата амплитуда, най -дългото време на затихване и най -дългото време на трептене за един период. Този път е 0,017-0,033 сек. Времето за движение на куршума през отвора е 0, 001-0, 002 сек. Тоест, значително по -малко от цикъла на едно трептене, което означава, че този тип трептения не оказват значително влияние върху точността на единичен изстрел. Но с автоматично снимане може да се получи интересна картина. Да кажем, че скоростта на стрелба е 1200 rds / min, т.е. време на един цикъл - 0,05 сек. С период на трептене от първи ред 0, 025 сек, имаме множествено съотношение на честотите. И това е незаменимо условие за резонанс с всички произтичащи от това последици - оръжието започва да се тресе с такава сила, че може да се разпадне.
Нека преминем към трептенията от втори ред (фиг. 2). Но предлагам на студентите по хуманитарни науки първо да проведат експеримент, за да отстранят недостатъците на образованието в областта на физиката. Трябва да вземете малко момче (можете момиче), да го поставите на люлка и да се люлеете. Пред вас е махало. Застанете отстрани на люлката и се опитайте да ударите момчето с топката. След поредица от опити ще стигнете до заключението, че най -добрият начин за поразяване е, когато целта е в първата фаза на трептене - максималното отклонение от точката на равновесие. В този момент целта има нулева скорост.
Нека разгледаме диаграмата от втория ред. Вторият вибрационен възел се намира приблизително на 0,22 от края на цевта. Тази точка е закон на природата, невъзможно е да се създадат такива вибрации за конзолната греда, така че вторият възел да падне върху свободния край. Той е там, където е и не зависи от дължината на цевта.
Амплитудата на трептене за схемата от втори ред е по-ниска, но времето на трептене вече е сравнимо с времето на преминаване на куршума през отвора-0, 0025-0, 005 сек. Така че за единична стрелба това вече представлява интерес. За да стане ясно за какво говорим, представете си бъчва с дължина 1 метър. Куршумът преминава през цялата цев за 0,001 секунди. Ако периодът на трептене е 0,004 сек, тогава когато куршумът напусне цевта, цевта ще достигне максималния си завой в първата фаза. Въпросът за хуманитарните науки е - в кой момент (на каква фаза) е най -добре да изстреляте куршум от цевта, за да осигурите последователност на резултатите? Спомнете си люлката. В нулевата точка векторът на скоростта на отклонение на ствола е максимален. По -трудно е куршумът да удари тази точка на среза на цевта, той също има своя собствена грешка в скоростта. Тоест, най -добрият момент за излитане на куршума ще бъде, когато цевта е в най -високата точка на първата фаза на отклонение - както е на фигурата. Тогава незначителните отклонения в скоростта на куршума ще бъдат компенсирани от по -дългото време, прекарано от цевта в най -стабилната му фаза.
Графично представяне на това явление може ясно да се види на диаграмата (фиг. 4-5). Тук - Δt е грешката във времето, с която куршумът пресича дулото на цевта. На фиг. 4 е идеален, когато средното време за излитане на куршума съвпада с нулевата фаза на трептенето на цевта. (Математици! Знам, че разпределението на скоростите е нелинейно.) Засенчената област е ъгълът на разпространение на траекториите.
На фиг. 5 дължината на цевта и грешката в скоростта остават същите. Но фазата на огъване на цевта се измества така, че средното време на тръгване съвпада с максималното отклонение на цевта. Излишни ли са коментарите?
Е, струва ли си свещта? Колко тежки могат да бъдат отклоненията, причинени от трептенията от втори ред? Сериозно и много сериозно. Според съветския професор Дмитрий Александрович Венцел в един от експериментите са получени следните резултати: радиусът на средното отклонение се увеличава с 40% с промяна в дължината на цевта само със 100 мм. За сравнение, висококачествената обработка на цевта може да подобри точността само с 20%!
Сега нека разгледаме формулата за честотата на вибрациите:
където:
k - коефициент за трептения от втори ред - 4, 7;
L е дължината на цевта;
E е модулът на еластичност;
I е моментът на инерция на участъка;
m е масата на багажника.
… и пристъпете към анализа и заключенията.
Очевидният извод от фигури 4-5 е грешка в скоростта на куршума. Зависи от качеството на праха и неговото тегло и плътност в патрона. Ако тази грешка е поне една четвърт от времето на цикъла, тогава всичко останало може да се откаже. За щастие науката и индустрията са постигнали много голяма стабилност по този въпрос. А за по-сложните (например в benchrest) има всички условия за самостоятелно сглобяване на патрони, за да се регулира фазата на освобождаване на куршума точно спрямо дължината на цевта.
И така, имаме патрон с възможно най -ниското изменение на скоростта. Дължината на цевта се изчислява въз основа на максималното му тегло. Възниква въпросът за стабилността. Разглеждаме формулата. Какви променливи влияят на промяната в честотата на трептене? Дължина на цевта, модул на еластичност и маса. Цевта се нагрява по време на стрелба. Може да променя топлината на дължината на цевта, така че да се повлияе на точността. Да и не. Да, тъй като тази цифра е в рамките на стотни от процента за температура 200 С. Не, тъй като промяната в модула на еластичност на стоманата за същата температура е около 8-9%, за 600 ° С тя е почти два пъти. Тоест, в пъти по -висока! Цевта става по -мека, фазата на огъване на цевта се измества напред с момента, в който куршумът напусне, точността пада. Е, какво казва един замислен анализатор? Той ще каже, че е невъзможно да се получи максимална точност на една дължина на цевта в студен и горещ режим! Оръжието може да има по -добри показатели със студена или гореща цев. Съответно се получават два класа оръжия. Единият е за действия от засада, когато целта трябва да бъде ударена от първия - „студен“изстрел, защото точността на втория ще бъде по -лоша поради неизбежното нагряване на цевта. В такова оръжие няма спешна нужда от автоматизация. А вторият клас са автоматични пушки, чиято дължина на цевта е приспособена към горещата цев. В този случай евентуален пропуск поради ниската точност на студен изстрел може да бъде компенсиран с бърз последващ горещ и по -точен изстрел.
Е. Ф. Драгунов познава много добре физиката на този процес, когато проектира пушката си. Предлагам ви да се запознаете с историята на неговия син Алексей. Но първо някой ще трябва да си счупи мозъка. Както знаете, две мостри на Константинов и Драгунов се приближиха до финала на състезанието за снайперска пушка. Дизайнерите бяха приятели и си помагаха във всичко. И така, пушката на Константинов беше „настроена“на студен режим, пушката на Драгунов на „гореща“. Опитвайки се да подобри точността на пушката на съперника, Драгунов стреля с пушката си с дълги паузи.
Нека отново разгледаме формулата. Както можете да видите, честотата зависи и от масата на цевта. Масата на багажника е постоянна. Но твърдият контакт с челото създава непредсказуема положителна обратна връзка към цевта. Системата-барел-предно рамо (опора) ще има различен момент на инерция (набор от маси спрямо точката на закрепване), което означава, че това също може да причини фазово изместване. Ето защо спортистите използват мека опора. Същата характеристика е свързана с прилагането на принципа на „окачена цев“, когато предното оръжие няма твърд контакт с цевта и е здраво прикрепено към него (оръжието) само в областта на приемник, а вторият край или изобщо не докосва цевта, или докосва през пружинно съединение (SVD).
Крайна мисъл. Фактът, че при една и съща дължина на цевта е невъзможно да се постигне еднаква точност при различни температури, дава отлична причина да разтегнете мозъка си. Необходимо е само да се промени дължината и / или масата на цевта, когато температурата на цевта се промени. Без да се променя нито дължината, нито теглото на цевта. От гледна точка на хуманитарните науки това е парадокс. От гледна точка на техник, идеална задача. Целият живот на дизайнер е свързан с решаването на такива проблеми. Шерлоците почиват.
