Иногда, чтобы снова взяться за перо и написать об инженерных тонкостях стрелкового оружия, нужен подходящий повод — например, яркий миф или спорное утверждение, которое хочется разобрать. Именно такой случай мы и рассмотрим. Взгляните на фото снайпера и представьте, что это мог бы быть автор одной известной книги, где приводится любопытная история.
В ней рассказывается о старом оружейнике, который, простукивая ствол винтовки АВ деревянной палочкой и сделав мелом отметку в 15 см от дульного среза, заявил: «Это мертвая точка, где колебаний нет! Отрежьте ствол по этой риске, и не пожалеете!». Авторитет мастера был непререкаем, совет выполнили — и кучность стрельбы, по утверждению автора, улучшилась фантастически: на 100 метрах пули ложились в размер трёхкопеечной монеты.
В этой истории прекрасно всё: и образ мудрого старичка с его нехитрыми инструментами, и сама идея о существовании некоей «мёртвой», неподвижной точки на колеблющемся стволе.
Физика против мифа: почему «нулевой» точки на конце ствола не бывает
Обратимся к законам физики. Ствол винтовки можно рассматривать как консольную балку, жёстко закреплённую в казённой части. При выстреле он неизбежно вибрирует. Так вот, на свободном конце такой балки (у дульного среза) не может быть точки с абсолютно нулевой амплитудой колебаний — это противоречит фундаментальным принципам механики. Простукивание палочкой здесь не помощник.
Теоретически, у закреплённого стержня при его собственных колебаниях существуют узловые точки (где амплитуда минимальна), но их расположение зависит от моды (порядка) колебаний. Для основной моды (первого порядка) первая узловая точка находится примерно на расстоянии 0.22 от длины свободного конца. Ключевой момент: если отпилить часть ствола, изменится его общая длина, а значит, и частота колебаний, и расположение этой узловой точки сместится. Она не привязана к какому-то конкретному сантиметру от среза.
Однако, в этой зоне минимальных колебаний часто организуют контакт ствола с цевьём, чтобы исключить их взаимный дребезг, который действительно может негативно влиять на кучность. Подобные решения, например, применяются в винтовках Remington 700.
Как колебания ствола на самом деле влияют на точность
Поясним, что изображено на схемах. Рисунок 1 демонстрирует колебания первого порядка — с наибольшей амплитудой. Их часто можно увидеть на замедленной съёмке. На кучность стрельбы они почти не влияют, так как основное движение происходит уже после вылета пули. Но именно эти мощные вибрации создают нагрузку на конструкцию, например, на крепление цевья, что объясняет сложность устройства лож в АК или СВД. Современные «свободно вывешенные» стволы также учитывают этот фактор.
Рисунок 2 показывает колебания второго порядка, которые нас интересуют больше всего. Их амплитуда меньше, но они происходят как раз в момент прохождения пули по каналу ствола и могут влиять на её уход. Идеальная задача оружейника — рассчитать систему так, чтобы пуля покидала ствол в момент, когда дульный срез находится в положении максимального отклонения в нужную сторону (а не в «нулевой» точке). Почему именно в максимуме? Потому что в точке равновесия скорость движения конца ствола максимальна, и малейший разброс во времени вылета приведёт к большому разбросу точки попадания. В точке же максимального отклонения скорость близка к нулю, что делает систему более стабильной. Это наглядно показывает, насколько критична для точности стабильность начальной скорости пули (минимальный её разброс от выстрела к выстрелу).
Колебания третьего порядка (Рисунок 3) имеют столь малую амплитуду, что их влиянием в большинстве случаев пренебрегают.
Факторы, определяющие характер колебаний
Частота и амплитуда вибраций ствола напрямую зависят от его длины и массы. В бенчрест-винтовках стволы делают очень массивными именно для подавления этих колебаний. При проектировании любого длинноствольного высокоточного оружия этот эффект необходимо учитывать. Но всё это работает только при выполнении главного условия: использовании патронов с исключительно стабильными характеристиками и минимальным разбросом начальной скорости.
#оружие
#точная стрельба
#СВД
Больше интересных статей здесь: Оружие.
Источник статьи: Резать к чертовой матери! Не дожидаясь перитонитов! (с).