В огнестрельном оружии и артиллерии капсюль ( / ˈ p r aɪ m ər / ) — это химическое вещество и/или устройство, отвечающее за инициирование сгорания пороха , которое выталкивает снаряд из ствола орудия .
В ранних ружьях с черным порохом , таких как дульнозарядные , капсюль был по сути тем же химическим веществом, что и основной метательный заряд (хотя обычно в более мелкой порошкообразной форме), но заливался во внешнюю вспышку , где он мог быть воспламенен источником зажигания, таким как медленная спичка или кремневый замок , хотя некоторые дульнозарядные ружья имеют капсюли, такие как капсюли для капсюлей. Этот внешний порошок был соединен через небольшое отверстие в задней части ствола ружья, которое вело к основному заряду внутри ствола. Поскольку порох не горит, когда мокрый, это затрудняло (или даже делало невозможным) стрельбу из этого типа оружия в дождливую или влажную погоду.
Современные капсюли, напротив, более специализированы и отличаются от основного метательного заряда, для воспламенения которого они предназначены. Они бывают двух типов: те, которые используют химические вещества, чувствительные к удару , и те, которые зависят от химических веществ, воспламеняемых электрическим импульсом. В меньшем оружии капсюль обычно относится к первому типу и встроен в основание патрона. Примерами служат пистолетные патроны , винтовочные патроны и дробовики . Более крупные артиллерийские орудия , напротив, обычно используют электрический капсюль. В артиллерии капсюли часто являются отдельным компонентом, помещенным внутри ствола позади основного метательного заряда, но есть и другие примеры оружия, включая, например, некоторое автоматическое оружие, предназначенное для стрельбы патронами со встроенными электрическими капсюлями.
При ударе с достаточной силой, создаваемой ударником , или при электрическом воспламенении капсюли вступают в химическую реакцию, выделяя тепло, которое передается основному метательному заряду и воспламеняет его, а это, в свою очередь, приводит в движение снаряд. Из-за своего небольшого размера эти капсюли сами по себе не обладают достаточной мощностью, чтобы выстрелить снарядом, но все еще обладают достаточной энергией, чтобы частично загнать пулю в ствол — опасное состояние, называемое зарядом пиропатрона .
Первым шагом к стрельбе из любого огнестрельного оружия является воспламенение пороха. Самым ранним огнестрельным оружием были ручные пушки , представлявшие собой простые закрытые трубки. В закрытом конце трубки было просверлено небольшое отверстие, «затравочное отверстие», ведущее к основному пороховому заряду. Это отверстие заполнялось тонко измельченным порохом, который затем поджигался горячим углем или факелом . С появлением ручного огнестрельного оружия это стало нежелательным способом стрельбы из ружья. Держать горящую палку, пытаясь осторожно засыпать заряд черного пороха в ствол, опасно, а попытка держать ружье одной рукой, одновременно нацеливаясь на цель и ища затравочное отверстие, очень затрудняет точную стрельбу. [ необходима цитата ]
Первой попыткой сделать процесс стрельбы из стрелкового оружия проще было создание «фитильного замка». Фитильное замочное устройство включало в себя «замок» (так его называли из-за сходства с дверными замками того времени), который приводился в действие спусковым крючком , первоначально называвшимся «трикером». Замок представлял собой простой рычаг, который поворачивался при нажатии и опускал спичку вниз к запальному отверстию. Спичка представляла собой медленно горящий фитиль, сделанный из растительных волокон, которые были замочены в растворе нитратов , древесного угля и серы , и высушены. Эта «медленная спичка» поджигалась до того, как требовалось оружие , и она медленно горела, сохраняя горячий уголек на горящем конце. После того, как оружие заряжалось, а запальное отверстие заполнялось порохом, горящий кончик спички располагался так, чтобы замок соприкасался с запальным отверстием. Чтобы выстрелить из оружия, его прицеливали и нажимали на спусковой крючок. Это опускало спичку к запальному отверстию, воспламеняя порох. При тщательном уходе медленно горящую спичку можно было поддерживать в течение длительного времени, а использование механизма блокировки позволяло вести довольно точный огонь.
Следующей революцией в технологии зажигания стал «колесный замок». Он использовал подпружиненное зубчатое стальное колесо , которое терлось о кусок железного пирита , похожее на современную зажигалку . Ключ использовался для того, чтобы заводить колесо и натягивать пружину. После натяжения колесо удерживалось на месте спусковым крючком. Когда нажимали на курок, зубчатый край стали терся о пирит, вызывая искры . Эти искры направлялись в кастрюлю, называемую « флэш-пан », заполненную сыпучим порохом, который вел в запальное отверстие. Флэш-пан обычно был защищен подпружиненной крышкой, которая отъезжала в сторону при нажатии на курок, подвергая порох воздействию искр. Колесный замок был крупным новшеством — поскольку он не полагался на горящий материал как на источник тепла , его можно было держать готовым в течение длительного периода времени. Закрытый флэш-пан также обеспечивал некоторую способность противостоять плохой погоде. Ветер, дождь и сырая погода сделали бы фитильное ружье бесполезным, но колесцовый замок, заряженный и смазанный небольшим количеством смазки вокруг запальной головки, мог стрелять в большинстве условий.
Колесцовый замок пользовался популярностью лишь недолгое время, прежде чем был заменен более простой и надежной конструкцией. «Кремневый замок», как и колесцовый замок, использовал вспышку и искру для воспламенения пороха. Как следует из названия, кремневый замок использовал кремень, а не железный колчедан. Кремень удерживался в подпружиненной рукоятке, называемой «петухом» из-за сходства его движения с клюющей курицей. Курок вращался примерно на 90 градусов и удерживался в напряженном или «взведенном» положении спусковым крючком. Обычно кремневые замки могли заблокировать курок в двух положениях. Положение «полувзвода» удерживало курок на полпути назад и использовало глубокую выемку, чтобы нажатие на спусковой крючок не отпускало курок. Полувзвод был безопасным положением, используемым при заряжании, хранении или переноске заряженного кремневого замка. Положение «полного взвода» удерживало курок полностью назад и было положением, из которого производился выстрел. Г-образный «фризен» был другой половиной системы зажигания кремневого замка. Он служил как крышкой пламегасителя, так и стальной ударной поверхностью для кремня. Фризен был шарнирным и подпружиненным, так что он фиксировался в открытом или закрытом положении. В закрытом положении ударная поверхность была расположена так, чтобы кремень ударял под нужным углом, чтобы генерировать искру. Ударный кремень также открывал фризен , подвергая пламегаситель искре. Механизм кремневого замка был проще и прочнее колесцового замка, а кремень и сталь обеспечивали хороший, надежный источник зажигания. Кремневый замок оставался на военной службе более 200 лет, и кремневые ружья до сих пор производятся для исторических реконструкций и соревнований по стрельбе из дульнозарядного оружия, а также для охотников, которым нравится дополнительная сложность, которую предоставляет кремневый замок.
Следующим крупным скачком в технологии зажигания стало изобретение химического капсюля, или «колпачка», и механизма, который его использовал, названного «каплок». Ударное зажигание было изобретено шотландским священнослужителем преподобным Александром Джоном Форсайтом в 1807 году, но нуждалось в дальнейших усовершенствованиях, прежде чем оно было постепенно принято в 1820-х - 1830-х годах. К середине 19-го века ударная или капсюльная система была хорошо устоявшейся. Она была принята обеими сторонами в Гражданской войне в США , поскольку была проще и надежнее кремневого замка. Основной причиной того, что капсюль был так быстро принят, было его сходство с кремневым замком и простота переделки старого оружия для использования капсюльного зажигания; обычно можно было использовать тот же замок и ствол с небольшими изменениями. Вспышка и фриззен были удалены и заменены небольшим полым горизонтальным цилиндром (барабаном), ввинченным в просверленное и нарезанное отверстие для вспышки и имеющим «ниппель», на который можно было надеть колпачок. «Молот», который также имел полувзвод (для заряжания и установки колпачка) и положение полного взвода, заменил курок. При отпускании путем нажатия на спусковой крючок, молоток ударял по колпачку, раздавливая его о ниппель. Капсюль представлял собой тонкую металлическую чашку, содержащую небольшое количество чувствительного к давлению взрывчатого вещества, часто гремучую ртуть . При раздавливании взрывчатое вещество детонировало, посылая струю горячего газа вниз через отверстие в ниппеле в запальное отверстие ружья, чтобы воспламенить пороховой заряд. В процессе стрельбы колпачок обычно раскалывался и падал, когда курок переводился в положение полувзвода для заряжания. Система Caplock работала хорошо и до сих пор является предпочтительным методом воспламенения для охотников и стрелков-любителей, которые используют дульнозарядное оружие.
Небольшое количество безгильзовых патронов вообще не используют капсюль, но первичный метательный заряд воспламеняется с помощью внешнего электрического заряда, как, например, у Voere VEC-91 и O'Dwyer VLe. Это не следует путать с электрическим воспламенением внутреннего капсюля (см. ниже).
Химические капсюли, передовая металлургия и производственные технологии объединились в 19 веке, чтобы создать совершенно новый класс огнестрельного оружия — патронное оружие. Стрелки с кремневыми и капсюльными замками долго носили свои боеприпасы в бумажных патронах , которые служили для хранения отмеренного заряда пороха и пули в одной удобной упаковке; бумага также служила для герметизации пули в канале ствола. Тем не менее, источник воспламенения обрабатывался отдельно от патрона. С появлением химических капсюлей вскоре было изобретено несколько систем с множеством различных способов объединения пули, пороха и капсюля в одну упаковку, которую можно было быстро заряжать с казенной части огнестрельного оружия. Это значительно упростило процедуру перезарядки и проложило путь для полуавтоматического и полностью автоматического огнестрельного оружия.
Этот большой скачок вперед имел свою цену. Он ввел дополнительный компонент в каждый патрон – гильзу – которую нужно было удалить, прежде чем оружие можно было перезарядить. В то время как кремневый замок, например, готов к немедленной перезарядке после выстрела, использование латунных гильз принесло проблемы извлечения и выброса. Механизм современного ружья должен не только заряжать и стрелять, но и извлекать стреляную гильзу, для чего может потребоваться столько же подвижных частей. Многие неисправности связаны с этим процессом, либо из-за неправильного извлечения гильзы из патронника, либо из-за того, что она заклинила действие. Изобретатели девятнадцатого века неохотно принимали это дополнительное усложнение и экспериментировали с различными самовоспламеняющимися патронами , прежде чем признали, что преимущества латунных гильз намного перевешивают их единственный недостаток.
Три системы самовоспламенения с металлическим патроном, выдержавшие испытание временем, — это кольцевое воспламенение , капсюль центрального воспламенения Бердана и капсюль центрального воспламенения Боксера.
Штифтовой патрон для огнестрельного оружия — устаревший тип латунного патрона, в котором воспламеняющий состав воспламеняется путем удара по небольшому штифту, который выступает радиально чуть выше основания патрона. Изобретенный Казимиром Лефошо в 1828 году, но не запатентованный до 1835 года, он был одним из самых ранних практичных проектов металлического патрона. Однако выступающий штифт был уязвим для повреждений, смещения и случайного воспламенения. Более того, штифт должен был быть аккуратно расположен в небольшой выемке при заряжании, что делало использование штифтового патрона в многозарядном или самозарядном оружии невозможным. Штифтовой патрон сохранился сегодня только в нескольких очень маленьких холостых патронах, разработанных как шумовые, и в новаторском оружии.
Патроны кольцевого воспламенения используют тонкую латунную гильзу с полым выступом или ободом вокруг заднего конца. Этот ободок заполняется во время изготовления чувствительным к удару капсюлем. Во влажном состоянии капсюль стабилен; шарик влажного капсюля помещается в оболочку и просто вращается, чтобы полностью покрыть крайние части обода. (Более подробную информацию о точном процессе и одном наборе химических соединений, которые были успешно использованы, см. в патенте США 1,880,235 , патенте Remington Arms 1932 года Джеймса Э. Бернса.) В сухом состоянии капсюль внутри обода становится чувствительным к удару. Когда ободок затем раздавливается молотком или ударником, капсюль детонирует и воспламеняет пороховой заряд. Патроны кольцевого воспламенения обычно являются одноразовыми и обычно не могут быть перезаряжены. Кроме того, поскольку ободок должен быть достаточно тонким, чтобы его можно было легко раздавить, максимальное давление, возможное в гильзе, ограничивается прочностью этого тонкого обода. Патроны кольцевого воспламенения изначально были доступны в калибрах до 1 дюйма (25 мм), однако все, кроме калибров .22 дюйма (5,6 мм) и меньше, со временем устарели. .22 Long Rifle , также используемый в пистолетах , является самым популярным калибром для отдыха на сегодняшний день, поскольку он недорогой, относительно тихий и имеет очень низкую отдачу .
Хотя метод капсюлирования кольцевого воспламенения ограничен из-за требуемых тонких гильз, в последнее время он пережил несколько возрождений. Сначала это был .22 Magnum Rimfire от Winchester, или .22 WMR в 1959 году, за которым в 1970 году последовал недолговечный 5 мм Rimfire от Remington , основанный на гильзе магнум от Winchester. В 2002 году Hornady представила новый патрон калибра .17 на основе .22 WMR, .17 HMR . .17 HMR по сути является патроном .22 WMR с сужением для пули калибра .17 и используется как настильный, легкий варминт- боеприпас . За .17 HMR в 2003 году последовал .17 Mach 2 от Hornady, или .17 HM2 , который основан на слегка удлиненном и суженном патроне .22 Long Rifle. Оба этих патрона кольцевого воспламенения калибра .17 получили широкую поддержку от производителей огнестрельного оружия, и хотя высокотехнологичные, высокоскоростные оболочечные пули калибра .17 делают патроны кольцевого воспламенения .17 значительно дороже, чем версии калибра .22, они отлично подходят для стрельбы на короткие дистанции и все еще намного дешевле, чем сопоставимые патроны центрального воспламенения. В 2013 году компания Winchester выпустила патрон .17 Winchester Super Magnum , в котором используется более крупная гильза давно устаревшего патрона .25 Stevens, что позволяет развивать скорость до 3000 футов/с (910 м/с) с пулей весом 20 гран (1,3 г), что делает его самым быстрым и мощным патроном кольцевого воспламенения в мире, используемым сегодня. [1]
Отличительной чертой патронов центрального воспламенения является металлическая чаша, содержащая капсюль, вставленный в углубление в центре основания патрона. Боек огнестрельного оружия раздавливает это взрывчатое вещество между чашей и наковальней, чтобы произвести горячий газ и поток раскаленных частиц для воспламенения порохового заряда. [2] В патронах центрального воспламенения используются капсюли Бердана и Боксера; капсюли различаются по конструкции. Различные капсюльные смеси использовались в капсюлях разного размера для осуществления быстрого воспламенения порохового заряда. Для быстрого воспламенения бездымных пороховых защитных покрытий требуются частицы с относительно высокой теплоемкостью . Некоторые капсюльные взрывчатые вещества разлагаются на раскаленные твердые вещества или жидкости. Инертные ингредиенты могут нагреваться до раскаленных искр, когда взрывчатое вещество разлагается на газ. Патроны для военного использования требуют стабильных капсюльных составов, поэтому военные запасы боеприпасов для стрелкового оружия будут надежно функционировать после многих лет хранения. [3]
Некоторые патроны для пулеметов и автопушек (например, MG 131 13 мм и M61 Vulcan 20 мм) используют внутренний электрический капсюль, который содержит химикаты, активируемые внешним электрическим зарядом, а не механическим воздействием. Капсюль, в свою очередь, воспламеняет основное топливо, так же как и в случае с чувствительным к удару или внешним электрическим типом. Среди преимуществ, которые это дает, — возможность в автоматическом оружии контролировать момент воспламенения патрона частично независимо от механического действия орудия. Исторически эта гибкость использовалась немецкими Люфтваффе во Второй мировой войне в необычайно эффективном синхронизирующем механизме , который позволял стрелять из пулеметов и автопушек через движущиеся винты их истребителей с относительно небольшим компромиссом в выходной мощности автоматического огня орудий. Другие страны, такие как Советский Союз, полагались на более грубые механические системы, которые сильнее снижали скорострельность их орудий. [4]
Электрокапливание также использовалось в системе EtronX, разработанной и продаваемой Remington для некоторых из ее спортивных винтовок. Она продавалась как огнестрельное оружие с гораздо более быстрым временем запирания. Она так и не стала популярной спортивной системой оружия и в результате была прекращена Remington.
Огнестрельное оружие с капсюльным приводом использует энергию отката капсюля для разблокировки и перезарядки огнестрельного оружия. Джон Гаранд разработал систему в безуспешной попытке заменить винтовку с продольно-скользящим затвором M1903 в начале 1920-х годов. [5] Прототипы Гаранда хорошо работали с американскими военными боеприпасами .30-06 и необжатыми капсюлями, но затем военные перешли с быстрогорящего пороха на прогрессивно горящий порох Improved Military Rifle (IMR). Более медленный рост давления сделал прототипы с капсюльным приводом ненадежными, поэтому Гаранд отказался от конструкции в пользу винтовки с газовым приводом, которая стала M1 Garand . [5] [6] Корпорация AAI использовала поршневой капсюль в винтовке, представленной на конкурс SPIW. [7] Другими винтовками, использующими эту систему, были Postnikov APT и карабин Clarke, описанные в патенте США 2,401,616 . [8]
Аналогичная система используется в прицельных винтовках LAW 80 и Shoulder-launched Multipurpose Assault Weapon, использующих 9-мм патрон на основе .308 Winchester с холостым патроном .22 Hornet вместо капсюля. При выстреле гильза Hornet отходит назад на небольшое расстояние, разблокируя действие. [9]
Капсюль-активируемые патроны/поршневые капсюли используют капсюль в форме холостого патрона для удержания метательного заряда внутри патрона или в качестве поршня для разблокировки затвора и циклического действия оружия. Примерами являются 9×51 мм SMAW, MBA Javette и M48A2.
Устройство, приводимое в действие капсюлем, было обречено на провал, поскольку патрон калибра .30 не подходил для такого типа операций.
{{citation}}: |first2=имеет общее название ( help ) cfp 129. Василий Валентин описал « взрывчатое золото » в первой половине 17 века. В 1630 году Ван Дреббель ( Корнелис Дреббель ?) исследовал гремучую ртуть и «взрывчатое золото». В 1690 году книга Иоганна фон Левенштерна-Кункеля Laboratorium Chymicum описала, как сделать гремучую ртуть. В 1805 году Александр Джон Форсайт использовал хлорат калия для изготовления гранул, но они были небезопасны. «Первые капсюли зажигания были изобретены в начале девятнадцатого века. В этих капсюлях воспламеняющийся состав был заключен в оболочку из латуни или меди. Это изобретение нельзя с уверенностью отнести к какому-либо конкретному лицу. В литературе по этому вопросу упоминаются имена нескольких химиков, включая Белло и Эгга в 1815 году [5]. Первое применение гремучей ртути в капсюлях зажигания приписывается Райту[6] в 1823 году».