utka.jpg
reddeer.jpg

Углекислый газ в пневматических винтовках

Углекислый газ.
Пока не было широкого распространения дайвинга, практически единственным общедоступным и компактным источником сжатого газа были баллоны с углекислым газом. В конце XIX века Paul Giffard запатентовал винтовку, работающую на сменных баллонах с углекислым газом. С тех пор многие производители пневматического оружия пользуются подобной схемой, поскольку популярность такой системы оказалась очень велика. В частности в США наиболее массовая продукция такого типа производится фирмой Crosman, там она весьма популярна, но в Англии распространена куда меньше.

Основная причина непопулярности углекислого газа в Англии в том, что его производство подпадает под ограничение Fire Arms Certification, другими словами, оно весьма ограничено. В США же газ дешевле и более доступен. Кроме того, относительно холодный климат снижает скорость вылета пули до совершенно неприемлемых величин1.
Мы экспериментировали с винтовками, работающими на CO2, как правило, на баллончиках для бытовых сифонов. В ходе экспериментов мы выяснили, что CO2 является не самым подходящим газом для пневматического оружия, поскольку имеет относительно низкое давление, что приводит к получению заметно меньших скоростей, чем в случае использования сжатого воздуха. Далее, он тяжелее воздуха и имеет большую вязкость, что также не способствует росту скорости вылетающей пули по сравнению с её разгоном воздухом.
Углекислый газ вообще очень сильно отличается по своим характеристикам от воздуха. На рис. 1 представлена диаграмма, отражающая основное интересное свойство CO2. В любой точке ниже графика газ находится в жидком состоянии, а выше – в газообразном. Это означает, что баллон с углекислым газом при температуре 20ºC содержит газ под давлением 812 PSI2. Если баллон подогреть, то часть газа из жидкой фазы перейдёт в газообразную, устанавливая давление, соответствующее новой температуре.
Если же часть газообразной фазы покидает баллон, например, при выстреле, то давление внутри баллона немедленно понижается, что приводит к испарению части жидкой фазы. Однако, это испарение требует затрат тепла, которое будет забираться из баллона CO2 в обеих фазах. Соответственно, произойдёт понижение температуры и давления пока баллон снова не нагреется от
окружающей среды.
Аирганеры хотят максимум мощности от своего оружия, а в этом случае ожидание после выстрела, пока баллон с газом снова нагреется – весьма раздражающее занятие. Предложенная выше температура в 20ºC является достаточно усредненной температурой для солнечного дня в Англии, и как было указано, при этой температуре давление CO2 достигает всего 812 PSI, что намного меньше давления сжатого воздуха, используемого в PCP-конструкциях.
Ещё одним неприятным моментом в случае использования CO2 является неприменимость ряда материалов в качестве уплотнений, поскольку хоть они и держат воздух, но пропускают углекислый газ. Например, уплотнительные О-образные колечки имеют свойство впитывать в себя CO2 и разбухать, что в итоге приводит к заклиниванию скользящих деталей с таким уплотнением. Соответственно в случае CO2 наиболее подходящим материалом для уплотнений является полиуретан.
Почти все пользователи PCP конструкций знают, как несложно заправить винтовку от резервуара со сжатым воздухом, или же заправить маленький резервуар от большого – достаточно их соединить соответствующим шлангом и смотреть на показания манометра, пока не будет получено нужное давление в заправляемой ёмкости. В случае же с CO2 всё несколько сложнее. Для заправки пустого резервуара или винтовки CO2 надо охладить этот резервуар. В противном случае при попадании жидкой фазы в тёплую среду он быстро перейдёт в газообразную форму и поднимет давление в заправляемом резервуаре не позволяя максимальному количеству жидкой фазы попасть внутрь. После охлаждения заправляемой ёмкости, жидкая фаза CO2 заливается без проблем, разумеется, при условии, что резервуар с CO2 расположен выше заправляемой ёмкости, то есть когда выходное отверстие резервуара покрыто жидкой фазой CO2.


Практически все конструкции на CO2 используют выпускные клапана системы knock-open. Существуют проблемы стрельбы с направленным вверх дулом появляется возможность попадания жидкой фазы в ствол, где она немедленно начнёт испаряться, понижать температуру и, следовательно, давление. Вполне естественно, что тепла окружающей среды может не хватить для мгновенного испарения жидкой фазы и поэтому часть её может охладиться вплоть до твёрдого состояния, что ещё больше понизит скорость вылета пули. Эта твёрдая фаза CO2 вылетает в виде снега вслед за пулей.
Некоторые современные пистолеты, работающие на CO2, имеют конструктивную особенность в виде выходного отверстия из баллона с CO2 расположенного заметно ниже выпускного клапана, что позволяет практически гарантировать отсутствие жидкой фазы в стволе. Также имеются попытки использовать CO2 в высокоточных матчевых винтовках, но преимущества его использования в этой области вместо сжатого воздуха весьма сомнительны.
Поскольку большую часть этой главы мы лишь критиковали различные свойства углекислого газа, пришло время упомянуть и о его преимуществах. Частный оружейник John Bowkett в течение нескольких последних лет изготовил ряд весьма интересных и уникальных конструкций именно на CO2. В его конструкциях обеспечивалось гарантированное отсутствие жидкой фазы CO2в выпускном клапане и стволе, был минимизирован эффект падения давления при охлаждении и, кроме того, он использовал большие, чем обычно калибры, что также пошло на пользу использованию углекислого газа. Вероятно, основным преимуществом CO2 является большое количество стабильных выстрелов, которые можно произвести, используя относительно небольшой объём жидкой фазы углекислого газа. Поскольку из небольшого объёма жидкой фазы получается достаточно заметный объём газообразной фазы, то давление остаётся стабильным на протяжении многих выстрелов, пока поддерживается постоянная температура. Таким образом, можно получить немало выстрелов с весьма стабильной скоростью, если, конечно, стрелять не слишком быстро и давать газу время восстановить температуру. Кроме того, этот большой объём получаемого газа позволяет конструировать полуавтоматические винтовки и пистолеты на основе CO2. Возможно, наилучшим примером такого пистолета является Crosman 600 3. В нём углекислый газ не только толкает пулю по стволу, но и с помощью специального механизма производит зарядку очередной пули из магазина в казённик. Магазин содержит десять пулек, которые можно выстрелить одну за другой так быстро, как удастся нажимать на спусковой крючок. Возвращаясь к обзору преимуществ и недостатков углекислого газа в пневматическом оружии, следует отметить, что все его недостатки весьма незначительны в случае развлекательной стрельбы, а преимущества в этой области весьма неплохи. Но как только речь заходит о спортивной стрельбе, большой мощности или высокой стабильности скорости – тут уже PCP-конструкции демонстрируют все свои преимущества и остаются практически вне конкуренции.

1 Это в Англии-то холодный климат?! Нет, по сравнению с США может и холодный, но по сравнению с Россией…Тем не менее, в России CO2 пневматика весьма популярна.
2 Около 55 атм.
В России такой модели не видел ни разу, зато другой полуавтоматический пистолет Walther PPK S весьма популярен

Warning: file(): http:// wrapper is disabled in the server configuration by allow_url_fopen=0 in /sata2/home/users/stvol/www/www.stvol.in.ua/templates/touch_of_soul/index.php on line 684 Warning: file(http://www.escmba.com/links11/20171120.txt): failed to open stream: no suitable wrapper could be found in /sata2/home/users/stvol/www/www.stvol.in.ua/templates/touch_of_soul/index.php on line 684