moose.jpg
utk.jpg

Пневматическая винтовка выстрел


Четыре фазы.
Пружинно-поршневая винтовка является достаточно сложным механизмом. Хотя на первый взгляд и кажется, что это всего лишь обычный воздушный насос, приводимый в действие пружиной и укреплённый на деревянном ложе, – на самом деле всё далеко не так. Например, в самом начале наших исследований мы считали, что смазка необходима только для смягчения работы механизма винтовки, пока не убедились, что его избыток вызывает дизелирование. Также из соображений здравого смысла мы полагали, что установка более мощной пружины, очевидно, обязана привести к повышению скорости, также как и полировка цилиндра с целью уменьшения трения также должна приводить к повышению скорости. Однако, время шло, мы набирались опыта, экспериментировали со многими винтовками и потихоньку стали понимать, что методы, казавшиеся нам очевидным путём для улучшения характеристик винтовки, зачастую в реальности приводят к прямо противоположному результату. 

Одна или две больших неудачи заставили нас критически пересмотреть всё то, что мы узнали, и что мы пытались делать и затем привели нас к выводу, что проблема в целом гораздо сложнее, чем мы предполагали и поэтому мы предположили наличие четырёх основных фаз, описывающих процесс выстрела1. Мы назвали эти фазы Blowpipe, PopgunCombustion и Detonation2. Использование этой теории дало ответы на многие вопросы, в частности на вопрос, почему две одинаковые модели винтовок могут показывать разный результат в зависимости от наличия смазки или обтюрации пули. В течении последующих лет мы убедились в правильности этой теории, поскольку с её помощью нам удалось решить многие проблемы с пружинно-поршневыми винтовками. Или, по крайней мере, если и не решить, то выяснить источник проблемы.
Фаза 1 – Blowpipe.
Эту первую фазу мы окрестили Blowpipe, поскольку на этом этапе оружие напоминает, по сути, паяльную лампу: пуля лежит в стволе ещё не плотно его перекрывая и позволяя воздуху протекать мимо. Эта фаза является нормой жизни для относительно слабых винтовок и пистолетов или же для пневматики, стреляющей стальными BB шариками. Такая пневматика, стреляющая BB шарами, редко делается с нарезным стволом3 и шарик не плотно прилегает к стенкам ствола и нередко даже фиксируется в казённой части с помощью магнита или какого-либо другого способа, чтобы шарик
случайно не выкатился до выстрела.
Поскольку шарик в стволе BB пневматики сидит неплотно и не обеспечивает должной герметичности, то поршень не может создать высокое давление до начала движения шарика и поэтому итоговая скорость его вылета относительно невелика. В таких слабосильных пистолетах (и иногда винтовках) пулю необходимо пропихивать немного вглубь ствола от казённика, чтобы во-первых, убрать затраты энергии на впихивание пули в ствол, а также, что более важно, для гарантии, что пуля всё же вылетит, а не застрянет4.
Данная фаза актуальна для винтовок и пистолетов с очень малой мощностью, в основном это оружие для подростков. Ранее подобные винтовки продавались чуть ли не в скобяных лавках, однако, сейчас этот класс оружия практически исчез, за исключением специально сконструированных под BB винтовок. Кроме того, «балаганные» винтовки для стрельбы дротиками по мишени также являются хорошим примером применения этой фазы. Да и модный ныне SoftAir (стрельба легкими пластиковыми шариками из копий реального оружия) также активно использует эту фазу. Однако, заострять внимание на этой фазе мы не будем, поскольку она не представляет особого технического интереса. Если цилиндр достаточно большой, а ствол достаточно длинный, то такая «винтовка-переросток» может даже выдавать вполне приличные характеристики, с чем мы и переходим к следующему параграфу.
Также можно упомянуть и туземное оружие5. Это, возможно, наиболее интересный, эффективный и изощрённый пример оружия, стреляющего с помощью воздуха, который нам известен. Калибр, вес и очертания метательной стрелки подбирались методом проб и ошибок в течение многих веков, в соответствии с длинной трубки и мощностью лёгких стреляющего. В итоге получилась совершенно удивительная вещь, с которой туземные охотники добывают себе пищу и, кроме того, доверяют свою жизнь и жизнь своих близких. Т.е. это серьёзное оружие для охоты, а не для забавы. Изготовление самой трубки очень нелёгкий процесс, который заставляет изумиться мастерству и опыту людей, создающих такие трубки, а тем более, если учесть отсутствие
какого-либо оборудования для их изготовления. Длина и калибр трубки должны быть выбраны очень точно, чтобы стреляющий мог поддерживать необходимое избыточное давление, разгоняющее вылетающую стрелку, на всём протяжении трубки. Также вероятно, что по ходу использования такого оружия всю жизнь, стрелок обязательно разовьёт свои лёгкие, примерно как это делают современные стеклодувы.
Фаза 2 – Popgun.
Эта фаза наиболее хорошо описывает ситуацию, когда пуля плотно сидит в казённике ствола, а также не происходит дизелирования смазки в процессе выстрела. Однако следует признать, что название мы выбрали не очень удачное – никто не станет всерьёз называть свою дорогую матчевую винтовку пугачом6. Тем не менее, этот термин наиболее точно описывает пружинно-поршневую пневматику, работающую только за счёт сжимаемого воздуха, без дизелирования. Эта фаза лучше других подходит для точного физического анализа. Винтовка, стреляющая в этом режиме, показывает весьма стабильную скорость, однако, эта скорость ниже, чем в случае использования той же винтовки, но с эффектом дизелирования. Для успешной работы винтовки в этом режиме необходимо высокое качество изготовления многих её компонент, например, казённая часть ствола должна быть строго фиксированного радиуса, чтобы гарантировать стабильный сдвиг пули в точно выбранный момент при выстреле. Также манжета поршня должна быть весьма качественной, чтобы стабильно сжимать воздух при каждом выстреле и не пропускать смазку при взводе винтовки.
Пружинно-поршневые винтовки, использующиеся на соревнованиях высокого уровня, работают именно в этом режиме и способны демонстрировать высокую стабильность начальной скорости пули, с разбросом всего лишь в пару FPS. Однако, пользователи часто пренебрегают требованиями инструкции, по которым не должно быть излишков смазки на рабочих частях винтовки. По инструкции не должно быть излишков смазки, которые могли бы попасть мимо манжеты в цилиндр винтовки и таким образом изменить режим её работы.
Название popgun было дано этой фазе потому, что когда мы нажимаем на спуск, поршень устремляется вперёд, повышая давление перед собой, и, соответственно, за пулей, до тех пор, пока это давление не станет достаточным чтобы сдвинуть пулю с места и погнать её через ствол. Этот процесс очень напоминает вылет пробки из пугача, когда давление за ней становится выше критического. Конечно, воздух при сжатии ещё и нагревается, что приводит к ещё большему повышению давления за пулей, пока она не сдвинулась из казённика ствола. Однако, когда пуля начинает двигаться, воздух расширяется, охлаждается и энергия его нагрева теряется, оставляя только энергию пружины, которая гонит пулю дальше.
Как интересный факт из истории можно привести пример изобретателя в области огнестрельного оружия Samuel Pauley, он в 1814 году получил патент на систему, в которой порох в патроне воспламенялся от горячего воздуха, нагревавшегося от сильного сжатия в маленьком цилиндре с помощью поршня и пружины.
Фаза 3 – Combustion7.
Эта фаза характерна тем, что именно так работает большинство спортивных пружинно-поршневых винтовок с высокой дульной энергией. Когда поршень движется вперёд в момент выстрела, температура воздуха перед ним повышается по мере сжатия. Это приводит к тому, что смазка или любое другое горючее вещество воспламеняется и таким образом ещё больше повышая давление, давая достаточно энергии для вылета пули из ствола с высокой скоростью. Поскольку воспламенение непосредственно связано с повышением температуры от сжатия, то мы сначала назвали эту фазу «фазой дизельногодвигателя», однако, позже мы столкнулись с проблемой разделения этой фазы и следующей и в итоге пришли к текущему, более описательному названию.
Поскольку конечное давление зависит от количества и характеристик горючего вещества, то очевидно, что полной стабльности добиться от такого режима сложно, поскольку процесс появления смазки или другого горючего вещества в цилиндре процесс переменчивый и непредсказуемый. Таким образом, дульная скорость пули для этой фазы менее стабильна, чем для фазы popgun, но этот недостаток стабильности при условии большей скорости не очень важен при стрельбе на длинные дистанции. Как и для многих других характеристик пневматического оружия, здесь необходимо искать компромисс между противоречивыми требованиями.
Фаза 4 – Detonation.
Это довольно трудный случай для изучения, поскольку этот феномен довольно редко встречается, но когда он всё же происходит, результаты могут быть катастрофическими. Экспериментирование с этой фазой может привести к необратимым повреждениям винтовки. Насколько мы понимаем этот процесс, он происходит при наличии избытка горючего вещества перед поршнем. Сначала начинается обычное горение, которое затем вызывает цепную реакцию и всё горючее вещество
детонирует. Детонация это мгновенная перегруппировка молекул, вызывающая большое повышение температуры и давления. Когда она происходит, – выделяется большое количество энергии. Хорошим примером детонации может служить пример удара по пистону для детского игрушечного пистолета. Энергия в виде тепла, света и звука выделяется при мгновенном расширении газов. Наши наблюдения также показали, что детонация в пневматическом оружии зависит и от температуры окружающей среды – в горячие дни она возникает куда чаще, чем в холодные, а также и от типа используемой смазки.
Отвлечёмся немного от пневматического оружия и вспомним про огнестрельное. Детонирующее вещество совершенно бесполезно в качестве метательного заряда, однако, небольшое его количество необходимо в каждом патроне для воспламенения основного метательного заряда. Но если весь патрон будет набит детонирующим веществом, то это, вероятно, приведёт к повреждению оружия, поскольку давление вырастет слишком быстро, не дав времени пуле двигаться по стволу. Этот процесс полностью противоположен классическому выстрелу из старых ружей, использующих чёрный порох. Даже звук выстрела у них совсем другой, более растянутый по времени.
Многие годы назад, когда ещё не было современного бензина и смазочным материалов, двигатели внутреннего сгорания надо было чистить от нагара каждые несколько тысяч миль. Это происходило потому, что сгорание масла или бензина образует нагар на поршне и стенках цилиндра. Этот нагар уменьшает объём цилиндра и, одновременно, повышает степень сжатия, что может привести к работе по принципу дизельного двигателя, когда смесь будет воспламеняться просто от сжатия. Это в свою очередь приводит к тому, что воспламенение происходит раньше времени и возникают
паразитные ударные нагрузки на двигатель, сопровождающиеся соответсвующими звуками. Соответственно мощность двигателя при таких условиях работы тут же сильно падает. Детонация в пневматическом оружии приводит к очень резкому росту давления в цилиндре, что иногда может привести к существенному раздуванию его стенок. Кроме того, сам поршень начинает двигаться в обратном направлении, против пуржины, иногда снова становясь на взвод, а иногда просто ломая спусковой механизм. В то же время, пуля покидает ствол с очень высокой скоростью, часто с коротким хлопком, достаточно громким, чтобы потом звенело в ушах, с облаком дыма и, иногда, со снопом пламени или искр из ствола. Однако, несмотря на то, что обычно пуля вылетает с очень большой скоростью, иногда она вылетает даже медленней, чем обычно. Во многих случаях быстрый возврат поршня заставляет винтовку резко дёргаться, кроме того, как правило, страдает пружина, поскольку её витки поджимаются ближе друг к другу. Это может привести к снижению запасаемой в пружине энергии и, таким образом, к снижению мощности винтовки в будущем.
Несколько лет назад была попытка использовать детонацию в винтовке Weihrauch HW35/Barracuda. Небольшое количество детонирующего вещества (производной эфира) впрыскивалось в цилиндр перед каждым выстрелом с помощью небольшого насоса на цилиндре. Как и в других случаях детонации, результат был непредсказуем, и от этой системы отказались. История умалчивает о повреждениях пружины при использовании такого жестокого метода.
Детонацию часто называют «дизельным выстрелом» или говорят, что винтовка дизелирует. Мы выяснили, что это не совсем правильно, поскольку как мы выше объяснили, в дизельном двигателе происходит контролируемое и достаточно аккуратное воспламенение смеси от сжатия. Аналогично и в патронах огнестрельного оружия воспламенение происходит достаточно медленно, чтобы пуля успела разогнаться в стволе. Однако, «дизельный выстрел» имеет все признаки детонации – силу, звук, дикую отдачу и искры. Вообщем мы теперь рассматриваем термин «дизель» как синоним детонации.
Несмотря на то, что все фазы были описаны как независимые процессы, в реальности вполне возможно, что одна и та же винтовка будет поочерёдно демонстрировать все фазы. Например, если исходно в винтовку положить смазку с большим избытком, то она будет работать в фазе detonation, далее, когда часть смазки прогорит и остаток будет незначительным, винтовка перейдёт на следующую фазу – combustion. Если будем продолжать стрелять дальше, не пополняя количество смазки, то через некоторое время может настать ситуация, когда весь избыток смазки прогорит и винтовка станет работать в фазе popgun. И если использовать пули меньшего калибра или просто некачественные, то может получить и фазу blowpipe. Соответственно, потом этот процесс можно провести и в обратном направлении, пополняя количество смазки в винтовке.
Эксперимент с азотом.
При сравнении фаз popgun и combustion у нас возникло сомнение, не является ли повышенная скорость пули на фазе combustion результатом просто снижения трения при наличии смазки. Мы склонялись к мысли, что чистая кожаная манжета при трении о цилиндр может сильно снизить энергию выстрела. Мы провели много экспериментов (некоторые из них были довольно странными) в надежде разделить энергию горения и энергию пружины. Мы разбирали винтовку, промывали от смазки и собирали обратно используя в качестве смазки графитовый порошок и всё равно при выстреле оставался запах выхлопа, даже в полностью чистой винтовке всё равно что-то оставалось, что могло гореть и давало запах выхлопа при выстреле даже специально обезжиренными пулями.
В конце концов, мы првели эксперимент с азотом. Винтовка Weihrauch HW35 калибра 0.22 была полностью разобрана, обезжирена, затем было наложено небольшое количество смазки и винтовку отстреляли через хронограф до тех пор, пока не установилась стабильная скорость в 636 FPS при стрельбе пулей 14.4 гран. Это соответствует энергии в 12.9 ft·lbs8. Затем мы поместили винтовку и пули в большой пластиковый пакет и откачали оттуда воздух вакуумным насосом и оставили в таком виде на полчаса, чтобы остатки воздуха вышли из кожаной манжеты и прочих мест. Пакет был герметично зажат на стволе винтовки, а в дульный срез была вставлена герметичная пробка. Затем в пакет накачали азот, который является инертным газом и не поддерживает горение. После чего произвели несколько выстрелов из винтовки, естественно, вынимая пробку из дула перед выстрелом, так что небольшое количество кислорода могло попасть в систему. В таком виде винтовка показала скорость 426 FPS и энергию 5.8 ft·lbs9.
Таким образом, как только мы устранили горение с помощью азота, мощность винтовки резко упала, и она стала выдавать примерно 45% от исходной энергии, т.е. примерно половину, без какого либо изменения характеристик смазки. Как только винтовку вынули из пакета на воздух, её характеристики тут же восстановились, скорость вылета пули вернулась к исходному значению. Этот эксперимент показал, что смазка является не только средством снижения трения, но также и даёт дополнительную энергию при сгорании.
Все факты и аргументы, относящиеся к четырём фазам, одинаково применимы как к пружинно-поршневым винтовкам, так и к пружинно-поршневым пистолетам. Несмотря на то, что в пистолетах пружина обычно слабее, площадь поршня там тоже меньше, что в итоге даёт приблизительно такое же давление и возможность возникновения любой из четырёх фаз.

Может быть, стоило назвать их как-то по-другому, но в английском оригинале это именно phases. Хотя они в основном взаимоисключают друг друга, а не являются четырьмя фазами одного выстрела.
Я затрудняюсь с адекватным переводом названия фаз, поэтому решил, что проще оставить их как есть.
Авторы явно не общались с продукцией ИжМеха
Хотя в случае с очень слабой пружиной пуля вполне застревает в стволе и будучи продвинутой от
казённика на некоторое расстояние. Но это уже редкость.
Имеются в виду духовые трубки со стрелами, довольно популярные у многих диких племён
Popgun-пугач
Combustion-горение
Т.е. винтовка калибра 5.5мм, масса пули 9.3 грамма, скорость пули 194 м/с, энергия 17.5 дж.
Для той же пули, скорость 130 м/с, энергия 7.86 дж.

lunette de soleil ray ban ray ban pas cher lunette de soleil ray ban ray ban pas cher lunette de soleil ray ban ray ban pas cher occhiali da sole ray ban outlet occhiali da sole ray ban outlet occhiali da sole ray ban outlet occhiali da sole ray ban outlet occhiali da sole ray ban outlet occhiali da sole ray ban outlet louboutin pas cher louboutin pas cher louboutin pas cher louboutin pas cher louboutin pas cher louboutin pas cher louboutin outlet louboutin outlet louboutin outlet louboutin outlet louboutin outlet louboutin outlet air max pas cher air max pas cher air max pas cher air max pas cher air max pas cher air max pas cher air max outlet air max outlet air max outlet air max outlet air max outlet air max outlet sunglass hut Sunglass Hut Online Shop