Давление форсирования

В РОГ №12 помещена статья А.Яркового, в которой упоминаются различные подходы к определению понятия «давление форсирования». Однако, обозначив вкратце некоторые версии, он так и оставил их без должного комментария. Более того, поставил под сомнение результаты статьи А.Можарова «Влияние капсюля на выстрел». Поскольку данная статья была рекомендована мной, то считаю необходимым повторно обратиться к этому вопросу и дать соответствующие пояснения.

 

Наиболее простое определение давления форсирования, по-моему, сводится к следующему: давление форсирования – это давление, развиваемое пороховыми газами в момент максимального сопротивления раскрытию дульца гильзы в результате сдвига пыжей и дробового снаряда.

Понятно, что величину этого давления экспериментально определить очень сложно (а может быть и невозможно). Поэтому некоторые авторы для того, чтобы как-то количественно характеризовать получаемые экспериментальные результаты привязали это давление к усилию, необходимому для раскрытия дульца гильзы и преодоления сил трения пыжей и снаряда, отнесённому к площади поперечного сечения канала гильзы.

Эту величину уже можно определить экспериментально. Одним из первых такое определение для давления форсирования предложил А.Можаров в статье «Воспламенение и горение порохов» (ж. «Охота и Охотничье хозяйство» №3, 1964 г.). Правильнее, думаю, его можно назвать условным давлением форсирования. Из дальнейшего изложения будет ясно: почему так.

В работе А.Можарова показано, что величина условного давления форсирования зависит от способа снаряжения патронов и может изменяться в широких пределах от 26 кг/см² до 62 кг/см².

Автор приводит таблицу значений условных давлений форсирования в зависимости от способа снаряжения патронов. И в последующих своих работах для объяснения полученных результатов А.Можаров использовал именно значения условного давления форсирования, которое заранее до отстрела патронов было уже предопределено тем или иным способом снаряжения (условием запыживания, силой сжатия пыжей, формой матрицы закрутки, усилием при закрутке).

Не буду разбирать порядок величин приводимых автором условных давлений форсирования, поскольку не ясно: как он их оценивал. Но считаю, что значения их явно завышены. Остановлюсь подробнее на другом: будет ли данный параметр (условное давление форсирования) отражать реальное давление пороховых газов в момент форсирования и насколько они будут близки по величине.

И здесь для прояснения данного вопроса, на мой взгляд, необходимо обратиться к такому свойству, присущему всем физическим телам, как инерция: стремление тела сохранить своё первоначальное состояние. Другими словами: под действием силы тело приобретает или изменяет скорость не сразу, а постепенно.

В частности, инерция тела, находящегося в состоянии покоя, проявляется в том, что при приложении к нему даже весьма большой силы оно не может приобрести начальную скорость мгновенно. Особенно ярко «инерционные эффекты» проявляются при быстром нарастании действующей силы (что и происходит при выстреле), а когда в движении участвуют несколько соприкасающихся тел (в нашем случае пыжи и снаряд). Связано это с «немгновенностью» передачи силового воздействия от одного тела к другому. В нашем случае силы давления пороховых газов через пыжи к дробовому снаряду и далее к завальцованному дульцу гильзы.

И здесь надо представлять себе, что пока происходит этот процесс, то давление пороховых газов продолжает нарастать. Поэтому в один и тот же момент времени сила давления пороховых газов на пороховой пыж будет превышать величину силы, действующей со стороны дробового снаряда на закрученное дульце гильзы.

 

Следовательно, к моменту начала раскрытия дульца гильзы (моменту форсирования), сила давления пороховых газов будет превышать силу сопротивления. Отсюда следует, что чем быстрее будет происходить нарастание давления, тем на большую величину реальное давление форсирования будет превосходить его условную величину, выведенную на основе силы сопротивления (по А.Можарову). При медленном нарастании давления значения реального и условного давления форсирования будут, очевидно, более близкими по величине.

Известно, что чем выше мощность применяемого капсюля, тем быстрее развивается процесс воспламенения и горения пороха и, соответственно, быстрее происходит нарастание давления пороховых газов (разумеется, при прочих равных условиях снаряжения). Следовательно, в патроне с капсюлем Жевело при этих условиях реальное давление форсирования при выстреле всегда будет превышать таковое для патрона с капсюлем ЦБО.

С такой позиции можно легко объяснить результаты работы А.Можарова «Влияние капсюля на выстрел», в которой автор делает вывод о большем непостоянстве баллистических показателей патрона с капсюлем ЦБО по сравнению с капсюлем Жевело. Этот вывод и ставит под сомнение А.Ярковой.

Вот что он пишет (РОГ №12): «Если каким-то образом было обеспечено одинаковое давление форсирования, откуда такой разброс характеристик? Ведь равное давление форсирования задало дальнейшие равные условия развития выстрела».

В данном случае Ярковому следовало бы задуматься над тем, что принимается А.Можаровым за величину давления форсирования, равную 48-50 кг/см² и над основными понятиями физической механики. Но, видимо, желание сделать их капсюля ЦБО конфетку для бездымного пороха заставило его, прежде всего, искать ошибки у других авторов.

Цифра же 48-50 кг/см² в статьях А.Можарова – не реальное давление пороховых газов в момент форсирования, а условная величина, отражающая, как ранее указывалось, только способ снаряжения патронов. Но при разных капсюлях, как уже отмечалось, величины соответствующих реальных давлений форсирования, конечно же, были различными.

И в случае с капсюлем Жевело это давление, очевидно, значительно превосходило величину 48-50 кг/см². Поэтому и процесс развития выстрела для капсюлей Жевело и ЦБО шёл по разному. Понятно, что для Жевело гораздо быстрее, чем для ЦБО. Поэтому и максимальное давление пороховых газов в этом случае находилось, гораздо ближе к казённому срезу, чем при капсюле ЦБО.

По поводу сомнения Яркового о слишком близком нахождении максимального давления от казны (30 мм) при использовании капсюля Жевело сошлюсь на таблицы результатов баллистических испытаний бездымного пороха «Сокол», приведённых в «Настольной книге охотника-спортсмена» (т.1, стр.148-149), в которых значения по давлениям приведены для расстояния 32 мм от казённого среза ствола. Видимо, примерно, в этом месте и развивается максимальное давление пороховых газов при выстреле.

В этом отношении, думаю, результаты А.Можарова не следует подвергать излишним сомнениям, а учитывать их при использовании тех или иных боеприпасов и способов снаряжения патронов.

Борис Лапутько г.Дзержинск 16 января 2013 в 12:07






Оставьте ваш комментарий

Оставлять свои отзывы и комментировать могут только зарегистрированные пользователи.
Вы можете авторизоваться используя свой аккаунт на нашем сайте, а так же войти с помощью вашего аккаунта во "Вконтакте" или на "Facebook".

  • 0
    МакЛауд офлайн
    #1  16 января 2013 в 13:44

    Вот неугомонные "деды" проснутся и тогда держитесь, Борис. Что тогда начнется....будет вам и за форсирование, и за жевело:)

    Ответить
  • -2
    Борис Лапутько офлайн
    #2  16 января 2013 в 16:56
    МакЛауд
    Вот неугомонные "деды" проснутся и тогда держитесь, Борис. Что тогда начнется....будет вам и за форсирование, и за жевело:)

    Ну,я надеюсь,вы мне подсобите.Ведь я сам тоже дед и без кавычек.

    Ответить
  • -1
    Aleks Jarkovoj офлайн
    #3  17 января 2013 в 15:57
    Борис Лапутько
    Ну,я надеюсь,вы мне подсобите.Ведь я сам тоже дед и без кавычек.

    Борис Николаевич. Мне стало понятно, что подразумевается под условным давлением.Я как- то пытался выразить это через силу, но до довести до конца мозгов не хватило.
    Исходя из логики Можарова при одинаковых элементах снаряжения давление форсирования при разных по мощности капсюлях будет одинаковым, разным будет время его достижения.Представим что, клапан настроен на определенное давление. Он более высоким давлением откроется раньше. В нашем случае более высокое давление от капсюля Жевело "откроет" закрутку раньше. В данном случае имеет место более короткое время утилизации заряда. При более слабом капсюле горение несколько затянется. По моему, как-то так.
    А.Я. участник Дома3

    Ответить
  • -1
    Борис Лапутько офлайн
    #4  17 января 2013 в 17:27
    Aleks Jarkovoj
    Борис Николаевич. Мне стало понятно, что подразумевается под условным давлением.Я как- то пытался выразить это через силу, но до довести до конца мозгов не хватило.
    Исходя из логики Можарова при одинаковых элементах снаряжения давление форсирования при разных по мощности капсюлях будет одинаковым, разным будет время его достижения.Представим что, клапан настроен на определенное давление. Он более высоким давлением откроется раньше. В нашем случае более высокое давление от капсюля Жевело "откроет" закрутку раньше. В данном случае имеет место более короткое время утилизации заряда. При более слабом капсюле горение несколько затянется. По моему, как-то так.
    А.Я. участник Дома3

    Александр Алексеевич,хорошо,что ответили.Правильно:и завальцовка при Жевело раньше откроется,и время утилизации заряда уменьшится.Но самое главное, давление пороховых газов в заснарядном пространстве в момент форсирования("истинное" давление форсирования) будет превышать величину давления,которую Можаров определяет исходя из прочности фиксации снаряда и пыжей.А происходит это потому,что и Можаров и Сафронов рассматривают сдвиг пыжей и снаряда дроби,как единого целого и притом одновременно после превышения какого-то порогового значения давления.Реально же сила давления передаётся с некоторым запаздыванием из-за инерции покоя снаряда и конечной скорости деформации пыжей.Простая наглядная аналогия:резкое сжатие достаточно длинной пружины малой жёсткости.Если сжимать её с одного конца резко возрастающей силой ,уперев другой конец в какую-то преграду,то сила, действующая на преграду всегда будет отставать по величине от прикладываемой сжимающей силы.Об этом я и попытался рассказать и в этой статье и в комментарии к статье В.Сафронова.Посетитель того же Дома - Б.Л.

    Ответить
  • -2
    Евгений Арбузов офлайн
    #5  18 января 2013 в 22:06
    Борис Лапутько
    Александр Алексеевич,хорошо,что ответили.Правильно:и завальцовка при Жевело раньше откроется,и время утилизации заряда уменьшится.Но самое главное, давление пороховых газов в заснарядном пространстве в момент форсирования("истинное" давление форсирования) будет превышать величину давления,которую Можаров определяет исходя из прочности фиксации снаряда и пыжей.А происходит это потому,что и Можаров и Сафронов рассматривают сдвиг пыжей и снаряда дроби,как единого целого и притом одновременно после превышения какого-то порогового значения давления.Реально же сила давления передаётся с некоторым запаздыванием из-за инерции покоя снаряда и конечной скорости деформации пыжей.Простая наглядная аналогия:резкое сжатие достаточно длинной пружины малой жёсткости.Если сжимать её с одного конца резко возрастающей силой ,уперев другой конец в какую-то преграду,то сила, действующая на преграду всегда будет отставать по величине от прикладываемой сжимающей силы.Об этом я и попытался рассказать и в этой статье и в комментарии к статье В.Сафронова.Посетитель того же Дома - Б.Л.

    "...сила, действующая на преграду всегда будет отставать по величине от прикладываемой сжимающей силы."
    Вы, наверное, хотели сказать: "по времени", а не "по величине"?

    Ответить
  • -1
    Борис Лапутько офлайн
    #6  19 января 2013 в 12:48
    Евгений Арбузов
    "...сила, действующая на преграду всегда будет отставать по величине от прикладываемой сжимающей силы."
    Вы, наверное, хотели сказать: "по времени", а не "по величине"?

    Через какой-то промежуток времени после момента приложения нагрузки, именно по ВЕЛИЧИНЕ, сжимающая сила, пока происходит её резкое увеличение, будет превышать силу,действующую на преграду.Пример того же плана.Берут несколько легких отполированных(для уменьшения силы трения) металлических грузов,соединяют их последовательно отрезками тонкой резиновой нити и размещают на гладкой,стеклянной поверхности.К первому грузу через такую же резинку прикладывают быстро возрастающую силу - проще говоря - быстро дёргают.И здесь можно будет видеть,что последующие соединительные резинки будут растягиваться и,соответственно передавать усилие с запаздыванием.Т.Е.- та же картина,о которой говорилось выше.Более того,можно так подобрать груз,резинку и скорость приложения нагрузки,что резинка разорвётся,а первый груз не сдвинется.Думаю эта картина может служить отдалённой аналогией взрыва в патроннике при слишком большом заряде пороха,мощном капсюле и большой массе снаряда.Рад,что Вас заинтересовал данный вопрос.С вниманием отнесусь ко всем замечаниям и возражениям,если они возникнут с Вашей стороны.Но прошу ещё раз внимательно прочитать данную статью и мои комментарии к статье В.Сафронова.

    Ответить
  • -2
    Борис Лапутько офлайн
    #7  19 января 2013 в 18:38
    Aleks Jarkovoj
    Борис Николаевич. Мне стало понятно, что подразумевается под условным давлением.Я как- то пытался выразить это через силу, но до довести до конца мозгов не хватило.
    Исходя из логики Можарова при одинаковых элементах снаряжения давление форсирования при разных по мощности капсюлях будет одинаковым, разным будет время его достижения.Представим что, клапан настроен на определенное давление. Он более высоким давлением откроется раньше. В нашем случае более высокое давление от капсюля Жевело "откроет" закрутку раньше. В данном случае имеет место более короткое время утилизации заряда. При более слабом капсюле горение несколько затянется. По моему, как-то так.
    А.Я. участник Дома3

    Вот ещё,что,Александр Алексеевич.Условное давление(по Можарову) несложно оценить в домашних условиях(правда без учёта силы трения пыжей).Берётся папковая или пластмассовая гильза,заполняется пыжами,на них помещают круглую(по диаметру гильзы) стальную пластинку,в центре - отверстие с резьбой М5-6.Оставляют под закрутку край гильзы,как обычно.Производят завальцовку,ввинчивают болт с кольцом,зажимают этот "патрон" в тиски и вручную через динамометр тянут за кольцо,раскрывая закрученную гильзу.Ассистент желателен для фиксирования значения прикладываемой силы.Полученное максимальное значение силы делим на площадь поперечного сечения гильзы - вот Вам и условное давление форсирования по Можарову.И с тем ,что оно будет равно давлению пороховых газов в момент форсирования я и не согласен.Что и пытаюсь доказать и в своей статье и в комментариях к статье В.Сафронова.Думаю,что после внимательного прочтения и Вы с этим согласитесь.Впрочем,готов внимательно отнестись к любым замечаниям.

    Ответить
  • -2
    Евгений Арбузов офлайн
    #8  21 января 2013 в 17:42
    Борис Лапутько
    Через какой-то промежуток времени после момента приложения нагрузки, именно по ВЕЛИЧИНЕ, сжимающая сила, пока происходит её резкое увеличение, будет превышать силу,действующую на преграду.Пример того же плана.Берут несколько легких отполированных(для уменьшения силы трения) металлических грузов,соединяют их последовательно отрезками тонкой резиновой нити и размещают на гладкой,стеклянной поверхности.К первому грузу через такую же резинку прикладывают быстро возрастающую силу - проще говоря - быстро дёргают.И здесь можно будет видеть,что последующие соединительные резинки будут растягиваться и,соответственно передавать усилие с запаздыванием.Т.Е.- та же картина,о которой говорилось выше.Более того,можно так подобрать груз,резинку и скорость приложения нагрузки,что резинка разорвётся,а первый груз не сдвинется.Думаю эта картина может служить отдалённой аналогией взрыва в патроннике при слишком большом заряде пороха,мощном капсюле и большой массе снаряда.Рад,что Вас заинтересовал данный вопрос.С вниманием отнесусь ко всем замечаниям и возражениям,если они возникнут с Вашей стороны.Но прошу ещё раз внимательно прочитать данную статью и мои комментарии к статье В.Сафронова.

    Всё правильно Вы говорите. И ход Вашей мысли понятен. Просто Вы немного не те термины применяете при объяснении...
    Вы пытаетесь сказать про амортизацию пыжей. Но тогда надо говорить не о СИЛЕ, а об ЭНЕРГИИ, которая как раз и поглощается (и передаётся) этим амортизатором. А сила (про которую Вы говорите), прилагаемая к упругому телу (амортизатору), начнёт действовать на преграду только тогда, когда амортизатор достигнет предела своего сжатия, то есть из упругого превратится в твёрдое тело...
    А давление пороховых газов в момент форсирования будет больше "условного давления" ровно настолько, чтобы преодолеть силу трения и инерцию снаряда, пыжей и закрутки (завальцовки) и КОМПЕНСИРОВАТЬ поглощение энергии амортизатором и, в следствие его сжатия, увеличение объёма камеры сгорания.

    Ответить
  • -2
    Борис Лапутько офлайн
    #9  21 января 2013 в 18:23
    Евгений Арбузов
    Всё правильно Вы говорите. И ход Вашей мысли понятен. Просто Вы немного не те термины применяете при объяснении...
    Вы пытаетесь сказать про амортизацию пыжей. Но тогда надо говорить не о СИЛЕ, а об ЭНЕРГИИ, которая как раз и поглощается (и передаётся) этим амортизатором. А сила (про которую Вы говорите), прилагаемая к упругому телу (амортизатору), начнёт действовать на преграду только тогда, когда амортизатор достигнет предела своего сжатия, то есть из упругого превратится в твёрдое тело...
    А давление пороховых газов в момент форсирования будет больше "условного давления" ровно настолько, чтобы преодолеть силу трения и инерцию снаряда, пыжей и закрутки (завальцовки) и КОМПЕНСИРОВАТЬ поглощение энергии амортизатором и, в следствие его сжатия, увеличение объёма камеры сгорания.

    Вы прочитайте пожалуйста повнимательней пример с последовательно соединёнными грузами из предыдущего комментария.Отдалённая аналогия:1-й груз - снаряд,2-й - завальцовка.При этом следует всегда помнить,что давление пороховых газов продолжает нарастать с огромной скоростью.Ведь общее время выстрела составляет несколько миллисекунд,время же форсирования,очевидно,гораздо меньше.Поэтому передача силы,возрастающей с такой скоростью,запаздывает при воздействии на завальцовку.Думаю,что энергетический "подход" в данном случае только усложняет картину.Ваше объяснение ,думаю,больше подходит в случае приложения к пороховому пыжу силы,постоянной по величине.У нас же, как выше сказано,она резко возрастает.Вот на это и надо,по-моему,в первую очередь обратить внимание.

    Ответить
  • -2
    Евгений Арбузов офлайн
    #10  21 января 2013 в 23:17
    Борис Лапутько
    Вы прочитайте пожалуйста повнимательней пример с последовательно соединёнными грузами из предыдущего комментария.Отдалённая аналогия:1-й груз - снаряд,2-й - завальцовка.При этом следует всегда помнить,что давление пороховых газов продолжает нарастать с огромной скоростью.Ведь общее время выстрела составляет несколько миллисекунд,время же форсирования,очевидно,гораздо меньше.Поэтому передача силы,возрастающей с такой скоростью,запаздывает при воздействии на завальцовку.Думаю,что энергетический "подход" в данном случае только усложняет картину.Ваше объяснение ,думаю,больше подходит в случае приложения к пороховому пыжу силы,постоянной по величине.У нас же, как выше сказано,она резко возрастает.Вот на это и надо,по-моему,в первую очередь обратить внимание.

    Ну правильно, сила возрастает по мере воспламенения пороха. Но мы же здесь говорим только о МОМЕНТЕ форсирования. А в каждый конкретный момент (в графическом виде, для лучшего представления, это всего лишь точка на кривой) и сила, и развиваемое этой силой давление будут "постоянными". И в НАЧАЛЕ форсирования эта сила (и, соответсвенно, давление) будет иметь вполне определённое ("постоянное") значение, которое и позволит ей "начать" это форсирование, то есть, как я уже писал, преодолеть инерцию и трение и "компенсировать" потери на сжатие. И которая, естественно, в следующее мгновение (в следующей точке на графике) будет всё больше и больше. Но тоже до определённого момента и значения.

    Ответить
Ещё 10 комментариев...
все

Спасибо за Ваше мнение!

Архив голосований









наверх ↑