Зависимость формы траектории от величины начальной скорости пули, ее формы и поперечной нагрузки

Сохраняя свои основные свойства и элементы, траектории пуль могут резко отличаться одна от другой по своей форме: быть длиннее и короче, иметь различную отлогость и кривизну. Эти многообразные изменения зависят от ряда факторов.

Влияние начальной скорости. Если под одним и тем же углом бросания выпустить с различными начальными скоростями две одинаковые пули, то траектория пули, обладающей большей начальной скоростью, окажется выше траектории пули, имевшей меньшую начальную скорость (рис. 58).

Рис. 58 - Зависимость высоты траектории и дальности полета пули от начальной скорости

Пуле, летящей с меньшей начальной скоростью, потребуется больше времени, чтобы долететь до мишени, поэтому под действием силы тяжести она успеет и значительно больше опуститься вниз. Очевидно также, что с увеличением скорости увеличится и дальность ее лёта.

Влияние формы пули. Стремление увеличить дальность и меткость стрельбы требовало придать пуле такую форму, которая позволила бы ей как можно дольше сохранять скорость и устойчивость в полете.

Сгущение частиц воздуха перед головной частью пули и зона разреженного пространства позади нее являются основными факторами силы сопротивления воздуха. Головная волна, резко увеличивающая торможение пули, возникает при ее скорости, равной скорости звука или превышающей ее (свыше 340 м/сек).

Если скорость пули меньше скорости звука, то она летит у самого гребня звуковой волны, не испытывая чрезмерно большого сопротивления воздуха. Если же она больше скорости звука, пуля обгоняет все звуковые волны, образующиеся перед ее головной частью. В этом случае возникает головная баллистическая волна, которая значительно сильнее тормозит полет пули, отчего она быстро теряет скорость.

Если взглянуть на очертания головной волны и завихрения воздуха, которые возникают при движении различных по форме пуль (рис. 59), то видно, что давление на головную часть пули тем меньше, чем острее ее форма. Зона разреженного пространства сзади пули тем меньше, чем больше скошена хвостовая ее часть; в этом случае сзади летящей пули будет также меньше завихрений.

Рис. 59 - Характер очертаний головной волны, возникающей при движении различных по форме пуль

И теория, и практика подтвердили, что наиболее удобообтекаема та форма пули, которая очерчена по так называемой кривой наименьшего сопротивления - сигаровидная. Опыты показывают, что коэффициент сопротивления воздуха в зависимости только от формы головной части пули может изменяться в полтора-два раза.

Различной скорости полета соответствует своя, наиболее выгодная, форма пули.

При стрельбе на небольшие расстояния пулями, имеющими небольшую начальную скорость, их форма незначительно влияет на форму траектории. Поэтому револьверные, пистолетные и малокалиберные патроны снаряжаются тупоконечными пулями: это удобнее для перезарядки оружия, а также способствует сохранению ее от повреждений (особенно безоболочечных - к малокалиберному оружию).

Учитывая зависимость точности стрельбы от формы пули, стрелку необходимо оберегать пулю от деформации, следить, чтобы на ее поверхности не появились царапины, забоины, вмятины и т.п.

Влияние поперечной нагрузки. Чем тяжелее пуля, тем большей кинетической энергией она обладает, следовательно, тем меньше влияет на ее полет сила сопротивления воздуха. Однако способность пули сохранять свою скорость зависит не просто от ее веса, а от отношения веса к площади, встречающей сопротивление воздуха. Отношение веса пули к площади ее наибольшего поперечного сечения называется поперечной нагрузкой (рис. 60).

Рис. 60 - Площадь поперечного сечения пуль:
а - к 7,62-мм винтовке; б - к 6,5-мм винтовке; в - к 9-мм пистолету; г - к 5,6-мм винтовке для стрельбы по мишени "Бегущий олень"; д - к 5,6-мм винтовке бокового огня (длинный патрон).

Поперечная нагрузка тем больше, чем больше вес пули и меньше калибр. Следовательно, при одинаковом калибре поперечная нагрузка больше у пули более длинной. Пуля с большей поперечной нагрузкой имеет и большую дальность полета, и более отлогую траекторию (рис. 61).

Рис. 61 - Влияние поперечной нагрузки пули на дальность ее полета

Однако есть и определенный предел увеличения этой нагрузки. Прежде всего, с увеличением ее (при том же калибре) возрастает общий вес пули, а значит, и отдача оружия. Кроме того, увеличение поперечной нагрузки за счет чрезмерного удлинения пули вызовет значительное опрокидывающее действие головной ее части назад силой сопротивления воздуха. Из этого и исходят, устанавливая наиболее выгодные габариты современных пуль. Так, поперечная нагрузка тяжелой пули (вес 11,75 г) для служебной винтовки равна 26 г/см², малокалиберной пули (вес 2,6 г) - 10,4 г/см².

Насколько велико влияние поперечной нагрузки пули на ее полет, видно из следующих данных: у тяжелой пули, имеющей начальную скорость порядка 770 м/сек, наибольшая дальность полета 5100 м, у легкой пули при начальной скорости 865 м/сек - всего 3400 м.