Капсюль запрессовывается в капсюльные гнезда с таким расчетом, чтобы фольга, прикрывающая капсюльный состав, ложилась без напряжения на наковальню (схема 109).
Схема 108. Схема капсюльного гнезда с капсюлем:
1 - наковальня
Схема 109. Капсюль:
1 - колпачок; 2 - ударный состав; 3 - фольговый кружок
Скорость горения бездымного пороха и качество выстрела в большой мере зависят от качества срабатывания капсюля. Капсюль должен образовывать факел пламени определенной длины, температуры и продолжительности действия. Эти качества объединяют термином 'форс пламени'. Но капсюли, даже очень хорошего качества, могут не дать необходимого форса пламени при плохом ударе бойка. Для полноценной вспышки энергия удара должна быть 0,14 кг м. Такую энергию имеют ударные механизмы современных снайперских винтовок. Но для полноценного воспламенения боевого вещества капсюля имеют значение также форма и величина бойка. При нормальном бойке и сильной боевой пружине вычищенного ударного механизма форс пламени капсюля постоянный и обеспечивает стабильное воспламенение порохового заряда. При заржавленном, загрязненном, изношенном спусковом механизме энергия удара по капсюлю будет различной, при загрязнениях выход бойка для удара будет мал, следовательно, форс пламени будет различным (схема 110), сгорание пороха будет неоднообразным, давление в стволе от выстрела к выстрелу будет меняться (больше - меньше - больше), и не удивляйтесь, если нечищеное оружие вдруг будет давать заметные 'отрывы' вверх-вниз.
Схема 110. Форс пламени одинаковых капсюлей в разных условиях:
А - боек правильной формы и величины при необходимой энергии удара;
Б - очень острый и тонкий боек;
В - боек нормальной формы при малой энергии удара
Пороховой заряд предназначается для образования газов, выбрасывающих пулю из канала ствола. Источником энергии при выстреле являются так называемые метательные пороха, которые имеют взрывчатое превращение при сравнительно медленном нарастании давления, что позволяет использовать их для метания пуль и снарядов. В современной практике нарезных стволов применяются только бездымные пороха, которые делятся на пироксилиновый и нитроглицериновый порох.
Пироксилиновый порох изготавливается путем растворения смеси (в определенных пропорциях) влажного пироксилина в спиртоэфирном растворителе.
Нитроглицериновый порох изготавливается из смеси (в определенных пропорциях) пироксилина с нитроглицерином.
В бездымные пороха добавляются: стабилизатор - для предохранения пороха от разложения, флегматизатор - для замедления скорости горения и графит - для достижения сыпучести и устранения слипания зерен пороха.
Пироксилиновые пороха применяются главным образом в боеприпасах к стрелковому оружию, нитроглицериновые, как более мощные, - в артиллерийских системах и гранатометах.
При горении порохового зерна его площадь все время уменьшается, и соответственно уменьшается давление внутри ствола. Чтобы выровнять рабочее давление газов и обеспечить более-менее постоянную площадь горения зерна, пороховые зерна выполняются с внутренними полостями, а именно - в виде полой трубки или кольца. Зерна такого пороха горят одновременно и с внутренней, и с внешней поверхности. Уменьшение наружной поверхности горения возмещается увеличением внутренней горящей поверхности, так что общая площадь остается постоянной.
ОГНЕВОЙ ПРОЦЕСС В СТВОЛЕ
Пороховой заряд винтовочного патрона весом 3,25 г при выстреле сгорает примерно за 0,0012 с. При сгорании заряда выделяется около 3 калорий тепла и образуется около 3 л газов, температура которых в момент выстрела равна 2400-2900°С. Газы, будучи сильно нагретыми, оказывают высокое давление (до 2900 кг/см2) и выбрасывают пулю из ствола со скоростью свыше 800 м/с. Общий объем раскаленных пороховых газов от сгорания порохового заряда винтовочного патрона примерно в 1200 раз больше по объему, чем было пороха до выстрела.
Выстрел из стрелкового оружия происходит в следующем порядке, от удара бойка по капсюлю боевого патрона, запертого в патроннике, его инициирующее вещество, зажатое между жалом ударника и наковальней гильзы, воспламеняется, это пламя через затравочные отверстия выбрасывается к пороховому заряду и охватывает зерна пороха. Весь заряд пороха загорается почти одновременно. Образующееся при сгорании пороха большое количество газов создает высокое давление на дно пули и стенки гильзы. Это давление газов создает растяжение в ширину стенок гильзы (при сохранении их упругой деформации), и гильза плотно прижимается к стенкам патронника, препятствуя, как обтюратор, прорыву пороховых газов назад к затвору.
В результате давления газов на дно пули она сдвигается с места и врезается в нарезы. Вращаясь по нарезам, пуля продвигается по каналу ствола с непрерывно возрастающей скоростью и выбрасывается по направлению оси канала ствола.
Давление газов на противоположные стенки ствола и патронника также вызывает их незначительную упругую деформацию и взаимно уравновешивается. Давление газов на дно гильзы запертого затвором патрона вызывает движение оружия назад. Это явление называется отдачей. Согласно законам механики отдача возрастает с увеличением порохового заряда, веса пули и с уменьшением собственного веса оружия.
Во всех странах боеприпасы стараются делать очень высокого качества. Несмотря на это время от времени имеет место производственный брак или боеприпасы портятся от неправильного хранения. Иногда после удара бойком по капсюлю выстрела не последует или он происходит с некоторым запозданием. В первом случае имеет место осечка, во втором - затяжной выстрел. Причиной осечки чаще всего бывает отсыревание ударного состава капсюля или порохового заряда, а также слабый удар бойка по капсюлю. Поэтому необходимо оберегать боеприпасы от влаги и содержать оружие в исправном состоянии.
Затяжной выстрел является следствием медленного развития процесса воспламенения порохового заряда. Поэтому после осечки не следует сразу же открывать затвор. Обычно после осечки отсчитывают пять-шесть секунд и только после этого открывают затвор.
При сгорании порохового заряда только 25-30% выделяемой энергии затрачивается в качестве полезной работы на выброс пули. На совершение второстепенных работ - врезание в нарезы и преодоление трения пули при движении по каналу ствола, нагревание стенок ствола, гильзы и пули, перемещение подвижных частей в автоматическом оружии, выброс газообразной и несгоревшей части пороха - используется до 20% энергии порохового заряда. Около 40% энергии не используется и теряется после вылета пули из канала ствола.
Задача порохового заряда и ствола - разогнать пулю до необходимой полетной скорости и придать ей убойную боевую энергию. Процесс этот имеет свои особенности и происходит в несколько периодов.
Предварительный период длится от начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В течение этого периода в канале ствола создается давление газов, необходимое для того, чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола. Это давление называется давлением форсирования, оно достигает 250-500 кг/см2 в зависимости от геометрии нарезов, веса пули и твердости ее оболочки. Горение порохового заряда в этом периоде происходит в постоянном объеме, оболочка врезается в нарезы мгновенно, а движение пули по стволу начинается сразу же при достижении в канале ствола давления форсирования. Порох в это время еще продолжает гореть.
Первый, или основной, период длится от начала движения пули до момента полного сгорания
