Co určuje přesnost - jedna z hlavních charakteristik zbraně? Očividně z kvality hlavně a náboje. Odložme prozatím kazetu, ale vezměme v úvahu fyziku procesu.
Vezměte kovovou tyč nebo trubku vyrobenou z elastického kovu a pevně ji upevněte v masivní základně. Získáme tedy model zkoumaného zařízení. Pokud nyní zasáhneme tyč, nezáleží na tom, v jakém místě a v jakém směru, buď ji stáhneme zpět, nebo zmáčkneme, nebo nakonec vložíme kazetu do trubice a vypálíme výstřel, uvidíme, že tyč (hlaveň) se dostal do tlumeného oscilačního pohybu. Tyto vibrace jsou rozloženy na nejjednodušší a každý typ takto jednoduché vibrace hlavně ovlivní přesnost (přesnost) střelby svým vlastním způsobem.
Začněme vibracemi prvního řádu nebo výšky tónu. Jak vidíte (obr. 1), taková oscilace má v bodě připojení pouze jeden uzel, největší amplitudu, nejdelší dobu rozpadu a nejdelší dobu oscilace jedné periody. Tato doba je 0,017-0,033 s. Doba dráhy střely otvorem je 0, 001-0, 002 s. Tedy výrazně menší než cyklus jedné oscilace, což znamená, že tento typ oscilace nemá výrazný vliv na přesnost jediného výstřelu. Ale s automatickým snímáním může vzniknout zajímavý obrázek. Řekněme, že rychlost střelby je 1200 ran / min, tj. doba jednoho cyklu - 0,05 s. S periodou oscilace prvního řádu 0, 025 s, máme poměr více frekvencí. A to je nepostradatelná podmínka rezonance se všemi následnými důsledky - zbraň se začne třást takovou silou, že se může rozpadnout.
Přejděme k oscilacím druhého řádu (obr. 2). Navrhuji však, aby studenti humanitních oborů nejprve provedli experiment, aby odstranili nedostatky ve vzdělávání v oblasti fyziky. Musíte vzít malého chlapce (můžete dívku), dát ho na houpačku a houpat se. Než budeš kyvadlo. Postavte se na stranu houpačky a zkuste chlapce zasáhnout míčem. Po sérii pokusů dojdete k závěru, že nejlepší způsob zasažení je, když je cíl v první fázi oscilace - maximální odchylka od bodu rovnováhy. V tomto okamžiku má cíl nulovou rychlost.
Podívejme se na diagram druhého řádu. Druhý vibrační uzel je umístěn přibližně 0,22 od konce hlavně. Tento bod je zákon přírody, je nemožné vytvořit takové vibrace pro konzolový paprsek tak, aby druhý uzel dopadl na volný konec. Je tam, kde je, a nezávisí na délce hlavně.
Amplituda oscilace pro schéma druhého řádu je nižší, ale čas oscilace je již srovnatelný s časem průchodu střely otvorem-0, 0025-0, 005 s. Takže pro jedno fotografování je to již zajímavé. Aby bylo jasné, o čem mluvíme, představte si barel dlouhý 1 metr. Kulka projde celým barelem za 0 001 sekund. Pokud je doba oscilace 0,004 s, pak v době, kdy kulka opustí hlaveň, hlaveň dosáhne svého maximálního ohybu v první fázi. Otázkou pro humanitní vědy je - v jakém okamžiku (v jaké fázi) je nejlepší vystřelit kulku ze sudu, aby byla zajištěna konzistence výsledků? Pamatujte na houpačku. V nulovém bodě je vektor rychlosti vychýlení kmene maximální. Pro kulku je těžší zasáhnout tento bod na hlaveň, má také vlastní chybu v rychlosti. To znamená, že nejlepší okamžik k odletu střely bude, když je hlaveň v nejvyšším bodě první fáze vychýlení - jako na obrázku. Pak budou nepodstatné odchylky v rychlosti střely kompenzovány delší dobou, kterou hlaveň stráví ve své nejstabilnější fázi.
Na diagramu je dobře vidět grafické znázornění tohoto jevu (obr. 4-5). Zde - Δt je časová chyba, se kterou střela překročí ústí hlavně. Na obr. 4 je ideální, když se průměrný čas vzletu střely shoduje s nulovou fází oscilace hlavně. (Matematici! Vím, že rozdělení rychlosti je nelineární.) Stínovaná oblast je úhel šíření trajektorií.
Na obr. 5 zůstává délka hlavně a rychlostní chyba stejná. Fáze ohýbání hlavně je ale posunuta tak, že průměrná doba odjezdu se shoduje s maximální výchylkou hlavně. Jsou komentáře zbytečné?
No, stojí to za svíčku? Jak závažné mohou být odchylky způsobené oscilacemi druhého řádu? Vážné a velmi vážné. Podle sovětského profesora Dmitrije Aleksandroviče Ventzela byly v jednom z experimentů získány následující výsledky: poloměr střední odchylky se zvýšil o 40% se změnou délky hlavně o pouhých 100 mm. Pro srovnání, vysoce kvalitní zpracování sudu může zlepšit přesnost pouze o 20%!
Nyní se podívejme na vzorec pro frekvenci vibrací:
kde:
k - koeficient pro oscilace druhého řádu - 4, 7;
L je délka hlavně;
E je modul pružnosti;
I je moment setrvačnosti úseku;
m je hmotnost kufru.
… a pokračujte k analýze a závěrům.
Zjevný závěr z obrázků 4-5 je chyba rychlosti střely. Záleží na kvalitě prášku a jeho hmotnosti a hustotě v náplni. Pokud je tato chyba alespoň čtvrtinou doby cyklu, pak se všeho ostatního lze vzdát. Naštěstí věda a průmysl dosáhly v této záležitosti velmi velké stability. A pro sofistikovanější (například v benchrestu) existují všechny podmínky pro vlastní montáž nábojů, aby se fáze uvolnění střely přesně přizpůsobila délce hlavně.
Máme tedy kazetu s nejnižší možnou variací rychlosti. Délka hlavně byla vypočtena na základě její maximální hmotnosti. Vyvstává otázka stability. Podíváme se na vzorec. Jaké proměnné ovlivňují změnu frekvence oscilací? Délka hlavně, modul pružnosti a hmotnost. Při střelbě se hlaveň zahřívá. Může měnit délku hlavně tak, aby byla ovlivněna přesnost. Ano i ne. Ano, protože tento údaj leží v rozmezí setin procenta pro teplotu 200 C. Ne, protože změna modulu pružnosti oceli pro stejnou teplotu je asi 8-9%, pro 600C je to téměř dvojnásobek. Tedy mnohonásobně vyšší! Hlaveň se stává měkčí, fáze ohýbání hlavně se posune dopředu, jakmile kulka opustí, přesnost klesá. Co říká promyšlený analytik? Řekne, že je nemožné získat maximální přesnost na jednu délku hlavně ve studeném a horkém režimu! Zbraň může mít lepší výkon se studenou nebo horkou hlavní. V souladu s tím jsou získány dvě třídy zbraní. Jedna je pro přepadové akce, kdy musí být cíl zasažen od prvního - „studeného“výstřelu, protože přesnost druhého bude horší kvůli nevyhnutelnému zahřátí hlavně. V takové zbrani není žádná naléhavá potřeba automatizace. A druhou třídou jsou automatické pušky, jejichž délka hlavně je upravena na horkou hlaveň. V tomto případě může být případná chyba způsobená nízkou přesností studené rány kompenzována rychlým následným horkým a přesnějším výstřelem.
EF Dragunov velmi dobře znal fyziku tohoto procesu, když navrhoval svou pušku. Navrhuji, abyste se seznámili s příběhem jeho syna Alexeje. Nejprve jim ale někdo bude muset zlomit mozek. Jak víte, dva vzorky Konstantinova a Dragunova se přiblížily do finále soutěže o odstřelovací pušku. Designéři byli přátelé a ve všem si navzájem pomáhali. Konstantinovova puška byla tedy „naladěna“na studený režim, Dragunovova puška na „horkou“. Ve snaze zlepšit přesnost soupeřovy pušky Dragunov střílí z pušky s dlouhými přestávkami.
Podívejme se znovu na vzorec. Jak vidíte, frekvence také závisí na hmotnosti hlavně. Hmotnost kufru je konstantní. Tvrdý kontakt s předpolí ale vytváří nepředvídatelnou pozitivní zpětnou vazbu na hlaveň. Systém-barel-forend-arm (support) bude mít jiný moment setrvačnosti (soubor hmot vzhledem k bodu připojení), což znamená, že to může také způsobit fázový posun. To je důvod, proč sportovci používají měkkou podporu. Stejný znak je spojen s aplikací principu „zavěšené hlavně“, kdy předpažbí zbraně nemá tvrdý kontakt s hlavní a je k ní (ke zbrani) pevně připevněno pouze v oblasti přijímač a druhý konec se buď nedotýká hlavně, nebo se dotýká pružinovým kloubem (SVD).
Poslední myšlenka. Skutečnost, že se stejnou délkou hlavně není možné dosáhnout stejné přesnosti při různých teplotách, je skvělým důvodem k protažení mozku. Délku a / nebo hmotnost hlavně je nutné změnit pouze při změně teploty hlavně. Beze změny délky nebo hmotnosti hlavně. Z hlediska humanitních věd je to paradox. Z pohledu techie ideální úkol. S řešením takových problémů je spojen celý život designéra. Sherlockové odpočívají.
