Отдача

Обратный импульс ружья при выстреле

Первая военно-морская пушка, которая при выстреле может слегка откатываться назад и поэтому должна быть привязана прочными веревками.

Отдача (часто называемая отбрасыванием , отдачей или просто ударом ногой ) — это толчок назад , возникающий при выстреле из оружия . С технической точки зрения, отдача является результатом сохранения импульса , поскольку согласно третьему закону Ньютона сила , необходимая для ускорения чего-либо, вызовет равную, но противоположную противодействующую силу, что означает поступательный импульс, приобретаемый снарядом и выхлопными газами ( выбросами ). будет математически уравновешено равным и противоположным импульсом, приложенным к оружию.

Основы

Любая пусковая система (оружие или нет) генерирует отдачу. Однако отдача представляет собой проблему только в области артиллерийского и огнестрельного оружия из-за величины действующих сил. Давление в камере орудия и силы ускорения снаряда огромны, порядка десятков и сотен мегапаскалей ^{[nb 1] и} в десятки тысяч раз превышающих ускорение свободного падения ( g ), и то, и другое необходимо для запуска снаряда с полезной скоростью в течение очень короткого времени. время (обычно всего несколько миллисекунд), в течение которого он перемещается внутри ствола. Между тем, то же давление, действующее на основание снаряда, действует и на заднюю поверхность каморы пистолета, ускоряя орудие назад во время выстрела с той же силой , с которой ускоряется снаряд вперед.

Это перемещает орудие назад и создает импульс отдачи. Этот импульс отдачи является произведением массы и ускорения снаряда и пороховых газов, обратным образом: снаряд движется вперед, отдача - назад. Чем тяжелее и быстрее снаряд, тем больше будет отдача. Пушка приобретает скорость движения назад, которая равна отношению этого импульса к массе пушки: чем тяжелее пушка, тем медленнее скорость движения назад. Например, пуля калибра 9×19 мм Parabellum массой 8 г (124 г) , летящая вперед с начальной скоростью 350 м/с, создает импульс, который толкает пистолет массой 0,8 кг, стреляя из него со скоростью 3,5 м/с назад, если стрелок не встречает сопротивления.

Противодействие отдаче

Чтобы остановить движущееся назад орудие, импульс, приобретенный орудием, рассеивается за счет направленной вперед силы противодействия отдаче, приложенной к орудию в течение определенного периода времени во время и после выхода снаряда из дульного среза. ^{[nb 2]} В ручном стрелковом оружии стрелок применяет эту силу, используя свое тело, что приводит к заметному импульсу, обычно называемому «пинком». В более тяжелых навесных орудиях, таких как крупнокалиберные пулеметы или артиллерийские орудия , импульс отдачи передается через платформу , на которой установлено оружие . Практические весовые артустановки обычно недостаточно прочны, чтобы выдерживать максимальные силы, ускоряющие орудие в течение короткого времени нахождения снаряда в стволе. Чтобы смягчить эти большие силы отдачи, механизмы буферизации отдачи распределяют силу противодействия отдаче на более длительное время, обычно в десять-сто раз дольше, чем продолжительность действия сил, ускоряющих снаряд. В результате требуемая сила противодействия отдаче становится пропорционально меньшей и легко поглощается артустановкой.

Чтобы применить эту силу противодействия отдаче, современные навесные орудия могут использовать амортизацию отдачи, состоящую из пружин и гидравлических механизмов отдачи , аналогичных амортизирующей подвеске автомобилей. В ранних пушках использовались системы веревок, а также трение качения или скольжения, чтобы обеспечить силы, замедляющие отдачу пушки до остановки. Амортизация отдачи позволяет снизить максимальную силу противодействия отдаче, чтобы не были превышены ограничения по прочности артустановки.

Вклад пороховых газов

В современных пушках также очень эффективно используются дульные тормоза для перенаправления части пороховых газов назад после выхода снаряда. Это обеспечивает силу противодействия отдаче стволу, позволяя более эффективно спроектировать систему буферизации и артиллерийскую установку при еще меньшем весе.

Пороховые газы еще больше отводятся в безоткатных орудиях , где большая часть газов высокого давления, остающихся в стволе после выхода снаряда, выбрасывается назад через сопло в задней части патронника, создавая большую силу противодействия отдаче, достаточную для устранения необходимости в тяжелые буферы, смягчающие отдачу, на креплении (правда, за счет снижения начальной скорости снаряда).

Ручные пистолеты

Те же физические принципы, влияющие на отдачу в навесном оружии, применимы и к ручному оружию. Однако тело стрелка берет на себя роль артустановки и должно аналогичным образом рассеивать импульс отдачи оружия в течение более длительного периода времени, чем время полета пули в стволе, чтобы не травмировать стрелка. Кисти, руки и плечи обладают для этой цели значительной силой и эластичностью, вплоть до определенных практических пределов. Тем не менее, «воспринимаемые» пределы отдачи варьируются от стрелка к стрелку в зависимости от размера тела, использования подкладки затыльника , индивидуальной болевой терпимости, веса огнестрельного оружия, а также от того, используются ли системы амортизации отдачи и дульные устройства ( дульный тормоз или глушитель ). . По этой причине установление стандартов безопасности от отдачи для стрелкового оружия остается сложной задачей, несмотря на простую физику. ^[1]

Физика: импульс, энергия и импульс.

При выстреле действуют два закона сохранения: сохранение импульса и сохранение энергии . Отдача объясняется законом сохранения импульса, поэтому ее легче рассматривать отдельно от энергии .

Импульс — это просто масса, умноженная на скорость. Скорость — это скорость в определенном направлении (а не просто скорость). В техническом смысле скорость — это скаляр (математический) : величина; а скорость - это вектор (физика) : величина и направление. Импульс консервативен: любое изменение импульса объекта требует равного и противоположного изменения некоторых других объектов. Отсюда и отдача: для сообщения импульса снаряду необходимо сообщить орудию противоположный импульс.

Изменение импульса массы требует приложения силы (это законы движения Ньютона ). В огнестрельном оружии силы сильно меняются, поэтому важен импульс : изменение импульса равно импульсу. Быстрое изменение скорости ( ускорения ) оружия представляет собой удар , которому противодействует амортизатор .

Энергия при стрельбе из огнестрельного оружия проявляется во многих формах (тепловая, давление, но для понимания отдачи важна кинетическая энергия , которая равна половине массы, умноженной на квадрат скорости. Для оружия с отдачей это означает, что для данного импульса движения назад удвоение массы вдвое снижает скорость, а также вдвое уменьшает кинетическую энергию пистолета, облегчая ее рассеивание.

Импульс

Если учесть все задействованные массы и скорости, векторная сумма, величина и направление импульса всех задействованных тел не изменяются; то есть импульс системы сохраняется. Это сохранение импульса является причиной того, что отдача оружия происходит в направлении, противоположном направлению проекции пули: масса, умноженная на скорость снаряда (включая газ) в положительном направлении, равна массе, умноженной на скорость пистолета в отрицательном направлении. В сумме общий импульс системы (боеприпас, пистолет и стрелок/стрелковая платформа)) равен нулю, как и до нажатия на спусковой крючок.

Таким образом, с практической инженерной точки зрения, посредством математического применения закона сохранения импульса, можно в первом приближении рассчитать импульс отдачи и кинетическую энергию оружия, просто основываясь на оценках скорости (и массы) снаряда, выходящего из ствола. А затем правильно спроектировать системы амортизации отдачи, чтобы безопасно рассеять этот импульс и энергию. Для подтверждения аналитических расчетов и оценок после изготовления прототипа орудия энергию и импульс отдачи снаряда и орудия можно непосредственно измерить с помощью баллистического маятника и баллистического хронографа .

Характер процесса отдачи определяется силой расширяющихся газов в стволе на орудие (силой отдачи), равной и противоположной силе выброса. Это также определяется силой противодействия отдаче, приложенной к оружию (например, руке или плечу оператора, или креплению). Сила отдачи действует только в то время, пока выброс еще находится в стволе ружья. Сила противодействия отдачи обычно применяется в течение более длительного периода времени и добавляет оружию импульс вперед, равный обратному импульсу, создаваемому силой отдачи, чтобы остановить орудие. Существует два особых случая силы противодействия отдачи: свободная отдача , при которой продолжительность действия силы противодействия намного больше, чем длительность силы отдачи, и нулевая отдача, при которой сила противодействия отдаче соответствует сила отдачи по величине и продолжительности. За исключением случая нулевой отдачи, сила противоотдачи меньше силы отдачи, но сохраняется более длительное время. Поскольку сила отдачи и сила противодействия не совпадают, орудие будет двигаться назад, замедляясь до тех пор, пока не остановится. В случае нулевой отдачи две силы совпадают, и ружье не будет двигаться при выстреле. В большинстве случаев ружье очень близко к состоянию свободной отдачи, поскольку процесс отдачи обычно длится намного дольше, чем время, необходимое для перемещения выброса по стволу. Примером почти нулевой отдачи может служить пистолет, надежно закрепленный на массивном или хорошо закрепленном столе или поддерживаемый сзади массивной стеной. Однако использование систем с нулевой отдачей часто непрактично и небезопасно для конструкции оружия, поскольку импульс отдачи должен поглощаться непосредственно за счет очень небольшого расстояния упругой деформации материалов, из которых изготовлено оружие и установка, возможно, превышающих их. пределы прочности. Например, прижав приклад крупнокалиберного ружья прямо к стене и нажав на спусковой крючок, вы рискуете расколоть как приклад, так и поверхность стены.

Отдача огнестрельного оружия, большая или маленькая, является результатом закона сохранения импульса. Если предположить, что огнестрельное оружие и снаряд перед выстрелом находятся в состоянии покоя, то их общий импульс равен нулю. Если предположить, что отдача близка к свободной, и пренебречь газами, выбрасываемыми из ствола (приемлемая первая оценка), то сразу после выстрела сохранение импульса требует, чтобы общий импульс огнестрельного оружия и снаряда был таким же, как и раньше, а именно нулевым. . Сформулировав это математически:

$${\displaystyle p_{\text{f}}+p_{\text{p}}=0}$$

${\displaystyle p_{\text{f}}}$ ${\displaystyle p_{\text{p}}}$

Поскольку импульс тела определяется как его масса, умноженная на его скорость, мы можем переписать приведенное выше уравнение как:

$${\displaystyle m_{\text{f}}v_{\text{f}}+m_{\text{p}}v_{\text{p}}=0}$$

• ${\displaystyle m_{\text{f}}}$это масса огнестрельного оружия
• ${\displaystyle v_{\text{f}}}$скорость огнестрельного оружия сразу после выстрела
• ${\displaystyle m_{\text{p}}}$это масса снаряда
• ${\displaystyle v_{\text{p}}}$- скорость снаряда сразу после выстрела

Сила, интегрированная за период времени, в течение которого она действует, даст импульс, обеспечиваемый этой силой. Сила противодействия отдаче должна придать огнестрельному оружию достаточный импульс, чтобы остановить его. Это значит, что:

$${\displaystyle \int _{0}^{t_{\text{cr}}}F_{\text{cr}}(t)\,dt=-m_{\text{f}}v_{\text{f}}=m_{\text{p}}v_{\text{p}}}$$

где:

• ${\displaystyle F_{\text{cr}}(t)\,}$- сила противодействия как функция времени ( t )
• ${\displaystyle t_{\text{cr}}}$- продолжительность действия силы противодействия

Аналогичное уравнение можно записать для силы отдачи огнестрельного оружия:

$${\displaystyle \int _{0}^{t_{\text{r}}}F_{\text{r}}(t)\,dt=m_{\text{f}}v_{\text{f}}=-m_{\text{p}}v_{\text{p}}}$$

где:

• ${\displaystyle F_{\text{r}}(t)}$сила отдачи как функция времени ( t )
• ${\displaystyle t_{\text{r}}}$- продолжительность силы отдачи

Предполагая, что силы в некоторой степени равномерно распределены по их соответствующей продолжительности, условием свободной отдачи является , а для нулевой отдачи - . ${\displaystyle t_{\text{r}}\ll t_{\text{cr}}}$ ${\displaystyle F_{\text{r}}(t)+F_{\text{cr}}(t)=0}$

Угловой момент

При стрельбе из ружья в условиях свободной отдачи сила, действующая на ружье, может не только отбросить ружье назад, но также вызвать его вращение вокруг центра масс или опоры отдачи. Это особенно верно для более старых огнестрельных оружий, таких как классическая винтовка Кентукки , у которой приклад наклонен значительно ниже, чем ствол, обеспечивая точку поворота, вокруг которой дуло может подниматься во время отдачи. ^{[ нужна цитата ]} В современном огнестрельном оружии, таком как винтовка M16 , приклады имеют конструкцию, расположенную на прямой линии со стволом, чтобы минимизировать любые вращательные эффекты. Если существует угол вращения частей отдачи, крутящий момент ( ) на ружье определяется по формуле: ${\displaystyle \tau }$

$${\displaystyle \tau =I{\frac {d^{2}\theta }{dt^{2}}}=hF(t)}$$

где - перпендикулярное расстояние центра масс ружья ниже оси ствола, - сила, действующая на ружье за ​​счет расширяющихся газов, равная и противоположная силе, действующей на пулю, - момент инерции ружья относительно ее центр масс, или точка его поворота, и представляет собой угол поворота оси ствола «вверх» от его ориентации при воспламенении (угла прицеливания). Угловой момент пушки находится путем интегрирования этого уравнения и получения: ${\textstyle h}$ ${\textstyle F(t)}$ ${\textstyle I}$ ${\displaystyle \theta }$

$${\displaystyle I{\frac {d\theta }{dt}}=h\int _{0}^{t}F(t)\,dt=hm_{\text{g}}V_{\text{g}}(t)=hm_{\text{b}}V_{\text{b}}(t)}$$

$${\displaystyle I\theta _{f}=h\int _{0}^{t_{f}}m_{\text{b}}V_{\text{b}}\,dt=2hm_{\text{b}}L}$$

где - угол над углом прицеливания, под которым пуля покидает ствол, - время прохождения пули в стволе (из-за ускорения время больше  : ) и L - расстояние, которое пуля проходит от места покоя. положение до кончика ствола. Угол, под которым пуля покидает ствол выше угла прицеливания, определяется по формуле: ${\displaystyle \theta _{f}}$ ${\displaystyle t_{f}}$ ${\displaystyle a=2x/t^{2}}$ ${\displaystyle L/V_{\text{b}}}$ ${\displaystyle t_{f}=2L/V_{\text{b}}}$

$${\displaystyle \theta _{f}={\frac {2hm_{\text{b}}L}{I}}}$$

Включая выброшенный газ

Прежде чем снаряд покинет ствол орудия , он закупоривает канал ствола и «затыкает» расширяющийся газ, образующийся при сгорании пороха позади него. Это означает, что газ по существу содержится внутри закрытой системы и действует как нейтральный элемент в общем импульсе физики системы. Однако, когда снаряд выходит из ствола, это функциональное уплотнение удаляется, и высокоэнергетический буровой газ внезапно может свободно выйти из дульного среза и расшириться в виде сверхзвуковой ударной волны (которая часто может быть достаточно быстрой, чтобы на мгновение догнать снаряд и воздействовать на него) . его динамика полета ), создавая явление, известное как дульный взрыв . Прямой вектор этого взрыва создает эффект реактивного движения , который воздействует обратно на ствол и создает дополнительный импульс сверх обратного импульса, создаваемого снарядом перед его выходом из пистолета .

Общая отдача, приложенная к огнестрельному оружию, равна и противоположна суммарному поступательному импульсу не только снаряда, но и выброшенного газа. Аналогично, на энергию отдачи огнестрельного оружия влияет выбрасываемый газ. В силу сохранения массы масса выброшенного газа будет равна исходной массе пороха (при условии полного сгорания). В грубом приближении можно считать, что выбрасываемый газ имеет эффективную скорость на выходе где - начальная скорость снаряда и является приблизительно постоянной. Тогда суммарный импульс пороха и снаряда будет: ${\displaystyle \alpha V_{0}}$ ${\displaystyle V_{0}}$ ${\displaystyle \alpha }$ ${\displaystyle p_{e}}$

$${\displaystyle p_{e}=m_{p}V_{0}+m_{\text{g}}\alpha V_{0}\,}$$

${\displaystyle m_{\text{g}}\,}$

Это выражение следует подставить в выражение для импульса снаряда, чтобы получить более точное описание процесса отдачи. Эффективную скорость также можно использовать в уравнении энергии, но поскольку используемое значение α обычно указывается для уравнения количества движения, полученные значения энергии могут быть менее точными. Значение константы α обычно принимается в пределах от 1,25 до 1,75. В основном это зависит от типа используемого пороха, но может немного зависеть и от других факторов, таких как соотношение длины ствола к его радиусу.

Дульные устройства позволяют снизить импульс отдачи за счет изменения характера расширения газов. Например, дульный тормоз в основном работает, отводя часть выбросов газа в стороны, увеличивая интенсивность бокового взрыва (следовательно, более громкий в стороны), но уменьшая тягу от прямой проекции (таким образом, уменьшая отдачу). Точно так же компенсаторы отдачи отводят выбросы газа в основном вверх, чтобы противодействовать подъему дульного среза . Однако глушители работают по другому принципу: не направляют расширение газа вбок, а модулируют скорость расширения газа вперед. Благодаря использованию внутренних перегородок газ проходит по извилистому пути, прежде чем в конечном итоге высвободиться наружу в передней части глушителя, таким образом рассеивая свою энергию на большей площади и в течение более длительного времени. Это снижает как интенсивность взрыва (следовательно, меньшую громкость ), так и создаваемую отдачу (что касается того же импульса , сила обратно пропорциональна времени ).

Восприятие отдачи

Отдача при стрельбе из револьвера Smith & Wesson Model 500

Что касается стрелкового оружия, то, как стрелок воспринимает отдачу или удар , может оказать существенное влияние на опыт и производительность стрелка. Например, к ружью, которое, как говорят, «лягает, как мул », будут подходить с трепетом, и стрелок может предвидеть отдачу и вздрагивать в ожидании выстрела. Это приводит к тому, что стрелок дергает спусковой крючок, а не плавно нажимает на него, и рывок почти наверняка нарушит выравнивание ружья и может привести к промаху. Стрелок также может получить физическую травму при стрельбе из оружия, вызывающего отдачу, превышающую ту, которую тело может безопасно поглотить или сдержать; возможно, попадание в глаз оптическим прицелом, попадание в лоб из пистолета, когда локоть сгибается под действием силы, или повреждение мягких тканей плеча, запястья и кисти; и эти результаты варьируются для отдельных людей. Кроме того, как показано на рисунке справа, чрезмерная отдача может создать серьезные проблемы с безопасностью на стрельбище, если стрелок не может адекватно удерживать огнестрельное оружие в направлении вниз.

Восприятие отдачи связано с замедлением, которое тело обеспечивает против откатного ружья, причем замедление представляет собой силу, замедляющую скорость откатывающей массы. Сила, приложенная на расстоянии, — это энергия. Таким образом, сила, которую ощущает тело, рассеивает кинетическую энергию откатывающей массы оружия. Более тяжелое ружье, то есть ружье большей массы, будет проявлять меньшую кинетическую энергию отдачи и, как правило, приведет к уменьшению восприятия отдачи. Следовательно, хотя определение энергии отдачи, которая должна рассеиваться за счет силы противодействия, достигается за счет сохранения импульса, кинетическая энергия отдачи - это то, что на самом деле сдерживается и рассеивается. Аналитик-баллистик обнаруживает эту кинетическую энергию отдачи путем анализа импульса снаряда.

Один из распространенных способов описания ощущаемой отдачи конкретной комбинации пистолет-патрон - это «мягкая» или «резкая» отдача; мягкая отдача - это отдача, распределенная в течение более длительного периода времени, то есть при меньшем замедлении, а острая отдача - в течение более короткого периода времени, то есть при более высоком замедлении. Подобно тому, как вы мягче или сильнее нажимаете на тормоза автомобиля, водитель чувствует, что на более длинном или меньшем расстоянии прикладывается меньшая или большая сила замедления, чтобы остановить автомобиль. Однако для человеческого тела механически регулировать время отдачи и, следовательно, длину, чтобы уменьшить ощущаемую силу отдачи, возможно, является невыполнимой задачей. Помимо использования менее безопасных и менее точных приемов, таких как стрельба от бедра, плечевая подкладка представляет собой безопасный и эффективный механизм, который позволяет удлинить резкую отдачу до мягкой, поскольку меньшая замедляющая сила передается на тело на немного большее расстояние. и времени и распределены по немного большей поверхности.

Принимая во внимание вышеизложенное, вы можете определить относительную отдачу огнестрельного оружия, приняв во внимание небольшое количество параметров: импульс пули (вес, умноженный на скорость) (обратите внимание, что импульс и импульс являются взаимозаменяемыми терминами) и вес огнестрельного оружия. Уменьшение импульса снижает отдачу, при прочих равных условиях. Увеличение веса огнестрельного оружия также снижает отдачу, при прочих равных условиях. Ниже приведены базовые примеры, рассчитанные с помощью бесплатного онлайн-калькулятора Handloads.com, а также данные о пулях и огнестрельном оружии из соответствующих руководств по перезарядке (средних/обычных боеприпасов) и спецификаций производителя:

• В рамке Glock 22 при весе пустого 1,43 фунта (0,65 кг) было получено следующее:
  • 9 мм Люгер: импульс отдачи 0,78 фунт _-ф ·с (3,5 Н·с); Скорость отдачи 17,55 футов/с (5,3 м/с); Энергия отдачи 6,84 фут- _фунт-ф (9,3 Дж)
  • .357 SIG: импульс отдачи 1,06 фунт _-ф ·с (4,7 Н·с); Скорость отдачи 23,78 футов/с (7,2 м/с); Энергия отдачи 12,56 фут-фунт _-ф (17,0 Дж)
  • .40 S&W: импульс отдачи 0,88 фунт- _сила -с (3,9 Н·с); Скорость отдачи 19,73 фута/с (6,0 м/с); Энергия отдачи 8,64 фут-фунт _-ф (11,7 Дж)
• В пистолете Smith & Wesson .44 Magnum со стволом длиной 7,5 дюйма и массой пустого 3,125 фунта (1,417 кг) было получено следующее:
  • .44 Remington Magnum: импульс отдачи 1,91 фунт- _сила -с (8,5 Н·с); Скорость отдачи 19,69 футов/с (6,0 м/с); Энергия отдачи 18,81 фут-фунт _-ф (25,5 Дж)
• В 7,5-дюймовом стволе Smith & Wesson 460 при массе пустого 3,5 фунта (1,6 кг) было получено следующее:
  • .460 S&W Magnum: импульс отдачи 3,14 фунт- _сила -с (14,0 Н·с); Скорость отдачи 28,91 фута/с (8,8 м/с); Энергия отдачи 45,43 фут-фунт _-ф (61,6 Дж)
• В 4,5-дюймовом стволе Smith & Wesson 500 при массе пустого 3,5 фунта (1,6 кг) было получено следующее:
  • .500 S&W Magnum: импульс отдачи 3,76 фунт- _сила -с (16,7 Н·с); Скорость отдачи 34,63 фута/с (10,6 м/с); Энергия отдачи 65,17 фут-фунт _-ф (88,4 Дж)

Помимо общей массы ружья, на восприятие отдачи стрелком влияют возвратно-поступательные движения частей ружья. Хотя эти части не являются частью выброса и не изменяют общий импульс системы, они все же включают в себя перемещение масс во время стрельбы. Например, широко распространено мнение, что ружья с газовым приводом имеют «более мягкую» отдачу, чем ружья с фиксированным затвором или ружья с приводом от отдачи . (Хотя многие полуавтоматические и газоотводные ружья включают в ложу системы буферов отдачи, которые эффективно распределяют пиковую ощущаемую силу отдачи.) В газовом ружье во время выстрела затвор ускоряется назад под действием пороховых газов, что приводит к передняя сила на корпусе орудия. Этому противодействует направленная назад сила, когда затвор достигает предела хода и движется вперед, что приводит к нулевой сумме, но для стрелка отдача распределяется на более длительный период времени, что приводит к более «мягкому» ощущению. . ^[2]

Навесные орудия

Фотография отдачи пушки, сделанная в замке Морж , Швейцария.

Безоткатная конструкция позволяет запускать более крупные и быстрые снаряды с плеча.

Система отдачи поглощает энергию отдачи, уменьшая пиковую силу, передаваемую на все, на чем установлено ружье. Старомодные пушки без противооткатной системы при выстреле откатываются назад на несколько метров; использовались системы, чтобы несколько ограничить это движение (веревки, трение, включая тормоза на колесах, уклоны, чтобы отдача заставляла орудие подниматься в гору,...), но полное предотвращение любого движения просто привело бы к поломке крепления. В результате орудия приходилось возвращать в боевое положение и тщательно прицеливать после каждого выстрела, что резко снижало темп стрельбы. Создание современных скорострельных орудий стало возможным благодаря изобретению гораздо более эффективного устройства: гидропневматической противооткатной системы. Впервые разработанный Владимиром Барановским в 1872–1875 годах и принятый на вооружение русской армии, а затем во Франции, в 75-мм полевой пушке 1897 года , он до сих пор остается основным устройством, используемым в больших орудиях.

В этой системе ствол установлен на направляющих, по которым он может откидываться назад, а отдача воспринимается цилиндром, который по своей работе аналогичен автомобильному газонаполненному амортизатору и обычно обозначается как более короткий цилиндр. и меньше, чем ствол, установленный параллельно ему. Цилиндр содержит заряд сжатого воздуха, который будет действовать как пружина, а также гидравлическое масло; В процессе работы энергия ствола расходуется на сжатие воздуха при отдаче ствола назад, а затем рассеивается за счет гидравлического демпфирования, когда ствол возвращается вперед в боевое положение под давлением сжатого воздуха. Таким образом, импульс отдачи распределяется по времени, в течение которого ствол сжимает воздух, а не по гораздо более узкому интервалу времени во время выстрела снаряда. Это значительно снижает пиковую силу, передаваемую на крепление (или на землю, на которой установлено ружье).

Мягкая отдача

В системе с мягким откатом пружина (или пневмоцилиндр), возвращающая ствол в переднее положение, сначала находится в почти полностью сжатом состоянии, затем ствол ружья освобождается и свободно летит вперед в момент перед выстрелом; Затем заряд воспламеняется, когда ствол достигает полностью переднего положения. Поскольку при воспламенении заряда ствол все еще движется вперед, около половины импульса отдачи приходится на остановку движения ствола вперед, а другая половина, как и в обычной системе, уходит на повторное сжатие пружины. Затем защелка захватывает ствол и удерживает его в исходном положении. Это примерно вдвое уменьшает энергию, которую должна поглотить пружина, а также примерно вдвое уменьшает пиковую силу, передаваемую на крепление, по сравнению с обычной системой. Однако необходимость надежного достижения зажигания в один конкретный момент является основной практической трудностью этой системы; ^[3] и в отличие от обычной гидропневматической системы, системы с мягкой отдачей не легко справляются с зависанием или осечками. Одним из первых орудий, использовавших эту систему, была французская 65-мм пушка образца 1906 года ; он также использовался британским переносным противотанковым оружием PIAT времен Второй мировой войны.

Другие устройства

Безоткатные орудия и гранатометы отводят газ назад, компенсируя отдачу. Их часто используют в качестве легкого противотанкового средства. Таким орудием является 84-мм безоткатное орудие шведского производства Carl Gustav .

В пулеметах конструкции Хирама Максима , например, в пулемете Виккерс , отдача ствола используется для привода механизма подачи.

Смотрите также

• Подъем дульного среза - крутящий момент , создаваемый отдачей, который заставляет дульный срез подниматься вверх и назад.
• Коэффициент мощности — система ранжирования, используемая на соревнованиях по практической стрельбе для награждения патронов с большей отдачей.
• Операция отдачи , использование силы отдачи для циклического действия оружия.
• Рикошет — снаряд, который отскакивает, отскакивает или отскакивает от поверхности, возможно, назад к стрелку.
• Буфер отдачи
• Дульный тормоз
• Затыльник

Примечания

1. Для сравнения: атмосферное давление составляет примерно 0,1 мегапаскаля.
2. с мягкой отдачей , см. ниже, применяют эту силу еще до воспламенения метательного заряда.

Рекомендации

1. Анализ компромисса с ограниченными характеристиками новой системы оружия с закрытым затвором и стрельбой из плеча, 1992; Приложение: Отдача в оружии, стреляющем с плеча: обзор литературы, Роберт Дж. Спин, Лаборатория человеческой инженерии армии США, 1982 г.
2. Рэнди Уэйкман. «Управление отдачей ружья». Чак Хоукс.
3. «Система мягкой отдачи» (PDF) . Вестник полевой артиллерии . Апрель 1969. стр. 43–48.

Внешние ссылки

• Учебное пособие по отдаче
• Калькулятор отдачи и сводка уравнений в JBM.