Какой длины должны быть стволы?

Основной параметр стали, необходимый для обеспечения прочности стволов, — предел упругости (или пропорциональности) — такая удельная допускаемая нагрузка, после снятия которой металл возвращается в первоначальное состояние без остаточных деформаций.

Прочность стволов

Для практических целей можно считать, что предел прочности (и в большой степени предел упругости) средне углеродистых сталей не зависит от содержания углерода, а только от твердости. То есть предел прочности и для стали 25, и для стали 50 при одинаковой твердости одинаков, хотя количество углерода отличается вдвое.

Другое дело, что получить твердость в 35 HRC для стали 25 сложно, для стали 50 — просто. Это же относится и к малолегированным сталям, для которых влияние легирующих элементов на твердость невелико. Этот факт применительно к пушечным стволам отмечал еще немецкий профессор В. Швиннинг, перевод книги которого был издан академией им. Дзержинского в 1937 году.

Несколько больший предел прочности легированной стали объясняется, видимо, тем, что эти стали, обычно получают в электропечах, часто после электрошлакового переплава, поэтому они гораздо более чистые. Но дефекты структуры могут появиться и в ней в процессе дальнейшей обработки стволов — попадание окалины при ковке, пережог, отпускная хрупкость и т.д.

Добавка в ствольную сталь легирующих элементов зачастую является технологическим улучшением — такая сталь лучше термообрабатывается, не требует дополнительных операций подкалки, лучше полируется.

Добавка даже 1-2% хрома или никеля позволяет, не меняя режимы термической обработки, получить более твердые, а значит, и более прочные стволы без дополнительных затрат, что с лихвой компенсирует большую стоимость материала. Меньшие остаточные напряжения за счет меньшего содержания углерода ведут к уменьшению объема правки стволов.

С точки зрения прочности, добавка легирующих элементов также позволяет получить вязкость, необходимую для сохранения пластичного, а не хрупкого характера разрушения стволов, что проявляется при увеличении твердости стали. Эта добавка вместе с вязкостью резко уменьшает износ нарезных стволов. Пластичность стали уменьшает вероятность разрушения при длительном настреле и повышает безопасность стрелка — в случае разрыва ствола не образуются осколки.

КОРРОЗИЙНАЯ СТОЙКОСТЬ

Другая причина применения легированных сталей — облегчение ухода за стволами. Практически замечено, что для хорошей коррозионной стойкости необходимо, чтобы в стали было не менее 13% хрома. Поэтому нельзя считать, что сталь 30ХРА или любая другая с 2-5% легирующих добавок не будет ржаветь.

Хромовое покрытие, даже тонкое и пористое, значительно тверже ствольной стали и лучше работает на истирание. Видимо, именно потому, что сама по себе марка стали не является гарантией качества, нормативная документация России оговаривает условное обозначение ствольного материала — обязательную маркировку стилизованных знаков Сп и Сл на стволах.

По документации различие между ними в том, что первая имеет гарантированный предел упругости менее 70, а вторая — более 70 кг на квадратный миллиметр. Документация не оговаривает, на какой стадии обработки эта цифра должна быть обеспечена. Обычно Сп — это сталь 50А, Сл — сталь 30ХН2МФА.

Изменение механических характеристик стали при изменении твердости сильно сказывается на технологии обработки и наоборот. Например, очень сложно править твердые стволы, пайка на латунь или серебросодержащий припой приводит к резкому понижению твердости, обычно в области патронника, и к неравномерности структуры материала по длине ствола.

Стволы современного нарезного оружия получаются практически готовыми, сразу с нарезами, после холодной ротационной ковки (редуцирования). Часто их даже не обрабатывают снаружи, оставляя «чешуйчатую» кованую поверхность, что, как утверждают, улучшает кучность.

Обрабатывают торцы, посадочные места под соединение с коробкой, прицельные приспособления, электрополируют канал, иногда дорабатывают патронник — и ствол готов.Дробовые стволы проходят более сложную и длительную обработку.

Часто окончательно каналы и патронники получают после многократного развертывания, шустовки или хонингования уже спаянного и обработанного снаружи блока стволов.

Видимо, единственной коррозионно стойкой сталью в России, пригодной для изготовления стволов, можно считать сталь 40X13, но и она не избавит от обязательной чистки и смазки стволов.

Однако никаких упоминаний о попытке изготовления стволов из стали такого сорта в нашей литературе не встречается. За рубежом изредка встречаются охотничьи ружья и винтовки со стволами и коробками из нержавеющей стали (чаше просто покрытые никелем). Они рекламируются как «всепогодные», в том числе для использования в приморском климате. Деревянные детали при этом заменяются на неразбухающую от воды пластмассу. Тот же В. Швиннинг упоминает ствольную сталь с 18% хрома и 8% никеля, но пишет, что такие стволы очень сложно обработать и закалить.

ТВЕРЖЕ СТАЛЬ — ТОНЬШЕ СТВОЛ

На практике чаше всего размеры стволов назначаются по расчетам минимальной стенки ствола.Чем тверже ствол, тем тоньше можно сделать его стенки. Минимальная толщина их определяется не столько прочностью на разрыв, сколько их жесткостью. От выстрела тонкий ствол может и не разорваться, но со временем превратится в мятую жестяную трубу.

Наибольший интерес вызывает вопрос о том, как твердость ствола влияет на характеристики боя. Для нарезных стволов это в общем понятно: чем тверже ствол, тем он более напряжен и близок к пружине, что должно влиять на вибрацию дульного среза. Получается парадокс: чем тверже ствол, тем он должен быть толще. Исходя из этого, чем мягче ствол, тем выше должна быть кучность стрельбы пулей.

Это можно объяснить меньшим остаточным напряжением в стали. В связи с этим можно вспомнить, как А. Онегов описывает деревенские «лечения» стволов путем выдержки их на русской печи. Это в принципе является не чем иным, как циклическим низкотемпературным отпуском. К ночи печь нагревается, к утру остывает. Так за долгую зиму раз полтораста.

Один из теоретических путей решения проблемы таков: получить путем ковки и термообработки повышенную твердость в патроннике и пульном входе — зонах максимального давления. Меньшую же твердость в дульной части компенсировать созданием напора канала в дульном срезе.Россия постепенно теряет былую славу оружейной страны, которую она заслужила спортивными и снайперскими винтовками.

В связи с тяжелым материальным положением армии и спорта фундаментальные исследования и совершенствование технологии стволов практически свернуты, заводы же в основном решают проблемы удешевления производства. Сейчас уже говорят, что скоро на винтовках для биатлона АО «ИЖМАШ» будут стоять стволы от «Аншютца».

Несколько по-иному обстоят дела с влиянием свойств стали на бой дробовых стволов. Для них кучность и живучесть довольно просто получаются изменением размеров ствола, его канала и дульного сужения.

КАЧЕСТВО СТАЛИ И БОЙ РУЖЬЯ

Исследования влияния твердости стволов на наиболее мистический параметр боя дробовика — резкость — в России не проводились (а может быть, просто не публикуются?). Можно только предполагать, что чем тверже ствол, тем меньше деформация стенок при выстреле, тем меньше прорыв пороховых газов через пыжи. Это достаточно сложно проверить.

Во-первых, потому что очень сложно изготовить два одинаковых ствола. Во-вторых, велик разброс скоростей российских патронов от выстрела к выстрелу, что сводит достоверность испытаний к нулю.

После небольшой практики, особенно если кто-то знающий покажет, довольно просто увидеть дефекты в канале ствола: «пузыри», логовины, кривизну, овальность. Часто можно заранее сказать, что ствол почему-то будет бить не так, как надо, однако практически невозможно предсказать на глаз резкость.

Поэтому почти все «выборы» в магазине без пробы стрельбой сводятся к гаданию на кофейной гуще. Теоретически волнистость, овальность и прочие «чудеса» должны, прежде всего, сказываться на резкости боя за счет прорыва пороховых газов через пыжи при движении их «по кочкам и ухабам».

Однако представляется невероятным, что такое влияние может превышать разброс скоростей от допусков на патроны. Эффект от подбора элементов снаряжения должен быть на порядок больше. Установлено, что только прорыв пороховых газов через пыжи составляет около 10%.

Поскольку твердость стали стволов мало информативна для широкого круга охотников, а различие химсостава разных марок невелико, фирмы-изготовители придумывают особые названия своим ствольным сталям.

С другой стороны, если разные стали имеют практически одинаковые прочностные характеристики при одинаковой твердости, на первый план выходят надежность технологии связанные с ней доверие и уважение к фирме и торговой марке.Прославленные марки заслуживают уважения в результате подтверждения временем своего качества и надежности. А что же еще может не хватать охотнику, если надпись на стволах вызывает уважение?В. ВАЛЬНЕВ (инженер-оружейник)

«РОССИЙСКАЯ ОХОТНИЧЬЯ ГАЗЕТА», 28 июля 1999 г.

Источник: //ClubHunters.ru/strelba-i-oruzhie/oruzhie/48-prochnoststolov

Длина ствола и качество выстрела

Как влияет длина ствола на качество выстрела из ружья?

Долгое время было принято считать, что длинные стволы обеспечивают более высокую начальную скорость дробового снаряда (узнайте, как определить скорость снаряда) и способствуют понижению давления пороховых газов у дула. Это, в свою очередь, является необходимым условием для достижения хорошего снопа дроби.

Однако, при испытаниях выяснилось, что это мнение в основном правильно, но увеличение начальной скорости за счёт более длинного ствола всё-таки незначительное. Так, для ружья 12-го калибра средняя начальная скорость при стволе длиной 915 миллиметров оказывается только 8,5 метра в секунду больше, чем при стволе, длиной в 760 миллиметров.

О том, как же всё-таки влияет длина ствола на качество выстрела, мы предлагаем разобраться на страницах нашей публикации…

Испытания связи длины ствола и качества выстрела

В настоящее время существует общая точка зрения, что основное влияние на рассеивание оказывает не только длина ствола, но и чок, то есть характер сверловки канала ствола. Влияние длины ствола на рассеивание проверялось в своё время стрельбой из одного и того же ружья с постепенным укорачиванием ствола.

Для этой цели было использовано дробовое ружье 12-го калибра, Марлин «Гус-Ган», образец 55, со скользящим затвором, стволом, имеющим полный чок и длину 915 миллиметров. Чтобы устранить чок, ствол был укорочен до 840 миллиметров.

Поскольку в дробовых ружьях широко применяются надульники, испытания на кучность боя проводились, как без надульника, так и с надульником компенсатором при стволе длиной 840, 760, 660, 560 и 470 миллиметров.

Патроны были снаряжены в бумажные гильзы (подробнее о снаряжении охотничьих патронов). В компенсаторе использовалась трубка №2 диаметром 17,27 миллиметра с полным чоком при стрельбе патронами высокой начальной скорости и рассеивающая трубка диаметром 21,33 миллиметра при стрельбе целевыми патронами.

↑

Результаты испытаний

Таблица

В таблице приводятся средние результаты этих испытаний, показывающие, какая часть в процентном соотношении дробового снаряда попадает в обычную круглую мишень диаметром 76 сантиметров.

Как видно из таблицы, длина ствола не влияет на величину рассеивания при стрельбе из ствола с цилиндрическим каналом, без компенсатора, как патроном высокой скорости, так и целевыми патронами.
↑

Выводы о влиянии длины ствола на качество выстрела

Исследования, проведенные в Англии, подтвердили, что укорачивание ствола 12 калибра с цилиндрическим каналом до длины 205 миллиметров не влияет на величину рассевания, и только при длине ствола 230 миллиметров рассеивание становится ненормальным.

При стрельбе зарядами высокой начальной скорости через трубку с полным чоком и компенсатором укорачивание ствола заметно уменьшает кучность боя (уменьшение с 63% для ствола длиной 840 миллиметров и до 44% для ствола длиной 560 миллиметров). Исключение из этой закономерности представляет результат, полученный для ствола длиной 470 миллиметров.

Та же тенденция, но слабее выраженная, наблюдается и при стрельбе целевыми патронами из рассеивающей трубки. Имеет место отступление от общей закономерности и при стволе длиной 840 миллиметров.

Точного объяснения этой взаимосвязи между длиной ствола и величиной рассеивания, а также, причин отклонения для наиболее короткого и наиболее длинного стволов установить не удалось.

Очевидно только, что влияние длины ствола на рассеивание связано каким-то образом с компенсатором, так как оно проявляется только после его установки.

 Весьма вероятно, что длина ствола оказывает некоторое влияние на рассеивание и при стандартных стволах с обычным чоком.

Сегодня мы с вами рассмотрели взаимосвязь и влияние длины ствола на качество выстрела. А, как вы считаете наши читатели – влияет ли длина ствола на качество выстрела? Нам будете интересно узнать ваше мнение. Оставляйте свои комментарии и присоединяйтесь к обсуждению этой темы на страницах нашей группы .

Статья подготовлена по материалам инженера А. Чувикова, взятым из свободных источников.

Источник: //bighunting.ru/archives/7325