Терминальная баллистика (также известная как баллистика ран ), подраздел баллистики , представляет собой изучение поведения и воздействия снаряда, когда он поражает и передает свою энергию цели. Конструкция пули и скорость удара во многом определяют эффективность ее удара. [1]
Общий
Хотя концепции терминальной баллистики могут быть применены к любому снаряду, поражающему любую цель, большая часть темы касается воздействия огня из стрелкового оружия, поражающего живые цели, и их способности выводить из строя или уничтожать их. Общие факторы включают вес пули, состав, скорость и форму.
Снаряды огнестрельного оружия
Классы пуль
Есть три основных класса пуль:
- Те, которые предназначены для максимальной точности на различных диапазонах
- Те, которые предназначены для максимального увеличения урона цели за счет как можно более глубокого проникновения.
- Те, которые предназначены для предотвращения чрезмерного проникновения в цель, путем деформации для контроля глубины проникновения пули, что в качестве побочного продукта наносит больший ущерб внутри раны.
Третий класс может ограничивать проникновение путем расширения или фрагментации.
Стрельба по мишеням
Для стрельбы по мишеням на короткие дистанции на дистанциях до 50 метров (55 ярдов) аэродинамика относительно не важна, а скорости невелики. Пока пуля сбалансирована и не падает, аэродинамика не имеет значения. Для стрельбы по бумажным мишеням лучшая пуля - это та, которая пробьет идеальное отверстие в мишени. Эти пули называются пыжами . У них очень плоский передок, часто с относительно острой кромкой по периметру. Плоская передняя часть пробивает в бумаге большое отверстие, близкое к полному диаметру пули, если не равное ему.
Это позволяет легко и однозначно подсчитать цель. Поскольку срезание края кольца мишени приведет к более высокому баллу, важны доли дюйма. Журнал -fed пистолетами не может надежно кормить wadcutters из-за угловатой формы. Чтобы решить эту проблему , используется полувадорез . Полупукорез состоит из конической части, переходящей в меньшую плоскость, и тонкого острого выступа у основания конуса. Плоское острие пробивает чистое отверстие, а выступ аккуратно открывает отверстие. Для стальных целей важно обеспечить достаточную силу, чтобы сбить цель с минимальным повреждением цели. Мягкая свинцовая пуля, пуля с полым наконечником в оболочке или пуля с мягким наконечником расплющиваются при ударе (если скорость при ударе достаточна, чтобы заставить ее деформироваться), распространяя удар по большей площади цели, позволяя получить больше общего. сила, которую необходимо приложить, не повреждая стальную мишень.
Существуют также специализированные пули, предназначенные для использования при высокоточной стрельбе по мишеням из мощных винтовок; Дизайн несколько различается от производителя к производителю. Исследования 1950-х годов, проведенные ВВС США, показали, что пули более устойчивы в полете на большие расстояния и более устойчивы к боковому ветру, если центр тяжести находится несколько позади центра давления. Пуля MatchKing (которая до сих пор широко используется и удерживает множество рекордов) представляет собой конструкцию с полым наконечником с крошечным отверстием в оболочке на наконечнике пули и полым воздушным пространством под наконечником пули, где у предыдущих обычных пуль было ведущее ядро, которое дошло до сути.
Американские военные в настоящее время выпускает боеприпасы снайперов , что использование пуль этого типа. В патронах НАТО 7,62 × 51 мм выпускаются боеприпасы M852 Match и M118LR, оба из которых используют пули Sierra MatchKing; в 5.56 × 45mm НАТО , эти ВМС США и морская пехота США снайперы , которые используют уточнены винтовку M16 типа выпускаются Mk 262 Mod 0 картридж разработан совместно Black Hills Боеприпасов и Warfare Center Кран Naval Surface , используя пули , изготовленные Sierra Bullets , который был каннелирован в соответствии с военными спецификациями для этого проекта.
Для высокоточной стрельбы по мишеням на сверхдальние дистанции из мощных винтовок и снайперской стрельбы доступны радикально разработанные пули с очень низким лобовым сопротивлением (VLD), которые обычно изготавливаются из стержней из монометаллических сплавов на токарных станках с ЧПУ . Движущей силой этих снарядов является желание увеличить практическую максимальную эффективную дальность сверх обычных стандартов. Для этого пули должны быть очень длинными, и часто приходится превышать нормальную общую длину патрона. Обычные скорости поворота нарезов также часто приходится увеличивать для стабилизации очень длинных снарядов. Такие картриджи, которые не существуют в продаже, называют «дикими кошками» . Использование патрона на основе Wildcat (сверх) дальнего действия требует использования нестандартной или индивидуальной винтовки с соответствующим образом вырезанным патронником и быстро вращающимся каналом ствола.
Максимальное проникновение
При использовании против бронированных целей или крупных, сильных диких животных наиболее важным фактором является проникновение. Сосредоточение наибольшего количества импульса на наименьшей возможной области цели обеспечивает наибольшее проникновение. Пули для максимального проникновения предназначены для противодействия деформации при ударе и обычно изготавливаются из свинца, покрытого оболочкой из меди, латуни или мягкой стали (некоторые даже из твердого сплава меди или бронзы). Оболочка полностью закрывает переднюю часть пули, хотя часто сзади остается оголенный свинец (это производственные соображения: сначала формируется оболочка, а свинец обжимается сзади).
Для проникающих веществ, значительно более твердых, чем свинец в оболочке, свинцовый сердечник дополняется или заменяется более твердым материалом, например, закаленной сталью. Военные бронебойного стрелкового оружия выполнен из сердечника медью стали с рубашкой; сталь сопротивляется деформации лучше, чем обычный мягкий свинцовый сердечник, что приводит к большему проникновению. В нынешней пуле НАТО 5,56 мм SS109 (M855) используется свинцовый сердечник со стальным наконечником для улучшения пробития, стальной наконечник обеспечивает сопротивление деформации для пробивания брони, а более тяжелый свинцовый сердечник (на 25% тяжелее предыдущей пули M193) обеспечивает увеличенная плотность сечения для лучшего проникновения в мягкие цели. Для более крупных и высокоскоростных орудий, таких как танковые пушки, твердость имеет второстепенное значение по сравнению с плотностью, и обычно это субкалиберные снаряды, изготовленные из карбида вольфрама, твердого сплава вольфрама или обедненного урана, обжигаемого легким алюминиевым или магниевым сплавом (или углеродом). волокна в некоторых случаях) сабо .
Многие современные танковые орудия являются гладкоствольными, а не нарезными, потому что практические повороты нарезов могут стабилизировать только снаряды, такие как бронебойный баллистический колпачок (APCBC), с отношением длины к диаметру примерно до 5: 1, а также потому, что нарезы добавляют трение, уменьшая скорость и, таким образом, общую силу, которую можно достичь. Чтобы добиться максимальной силы на минимальной площади, современные противотанковые снаряды имеют соотношение сторон 10: 1 или более. Поскольку они не могут быть стабилизированы с помощью нарезов, они сконструированы как большие дротики, с стабилизирующими усилиями с плавниками, а не с нарезами. Эти подкалиберные снаряды, называемые бронебойно-стабилизирующими шайбами для выбрасывания (APFSDS), удерживаются в канале ствола сабо. Башмак - это легкий материал, который передает давление заряда на пенетратор, а затем выбрасывается, когда снаряд покидает ствол.
Контролируемое проникновение
Последняя категория пуль - это пули, предназначенные для контроля проникновения, чтобы не повредить что-либо позади цели. Такие пули используются в основном для охоты и гражданского противопехотного применения; они обычно не используются военными, поскольку использование расширяющихся пуль в международных конфликтах запрещено Гаагской конвенцией и потому, что эти пули имеют меньше шансов пробить современные бронежилеты. Эти пули предназначены для увеличения площади их поверхности при ударе, тем самым создавая большее сопротивление и ограничивая прохождение цели. Желательным побочным эффектом является то, что расширенная пуля делает отверстие большего размера, увеличивая повреждение тканей и ускоряя вывод из строя.
В то время как пуля, которая проникает насквозь, имеет тенденцию вызывать более обильное кровотечение, позволяя охотничьему животному легче проходить через кровь, в некоторых применениях более желательно предотвращение выхода из задней части цели. Пробивающая пуля может продолжаться (вероятно, не соосно исходной траектории из-за отклонения цели) и может вызвать непреднамеренное повреждение или травму.
Плоская точка
Самая простая пуля с максимальным разрушающим действием - это пуля с широким плоским наконечником. Это увеличивает эффективную площадь поверхности, так как округлые пули позволяют тканям «обтекать» края. Плоские точки также увеличивают сопротивление во время полета, что уменьшает глубину проникновения пули. Пули с плоским острием, с фронтом до 90% от общего диаметра пули, обычно предназначены для использования против крупной или опасной дичи. Они часто сделаны из необычно твердых сплавов, длиннее и тяжелее, чем обычные для своего калибра, и даже включают в себя экзотические материалы, такие как вольфрам, для увеличения плотности их поперечного сечения.
Эти пули предназначены для глубокого проникновения через мышцы и кости, при этом образуя раневой канал почти во весь диаметр пули. Эти пули предназначены для проникновения достаточно глубоко, чтобы достичь жизненно важных органов под любым углом и на достаточно большом расстоянии. Одно из применений пули с плоским острием - крупная дичь, такая как охота на медведя из пистолета калибра .44 Magnum или большего калибра. Чаще, чем охота, его используют в защитном «медвежьем ружье», которое носят туристы. Недостатком пуль с плоским острием является снижение аэродинамических характеристик; плоская точка вызывает сильное сопротивление , что приводит к значительному снижению скорости на больших расстояниях.
Расширение
Более эффективными по более легким целям являются расширяющиеся пули, пули с полым наконечником и пули с мягким наконечником . Они предназначены для использования гидравлического давления мышечной ткани для расширения пули. Полое острие отслаивается на несколько соединенных частей (иногда называемых лепестками из-за их внешнего вида), в результате чего пуля создает большую площадь необратимого повреждения. Полое острие наполняется тканями тела и жидкостями при ударе, а затем расширяется по мере того, как в пулю попадает материя. Этот процесс неофициально называют грибовидным, так как идеальным результатом является форма, напоминающая гриб - цилиндрическое основание с широкой поверхностью, на которой кончик пули отшелушивается, открывая большую площадь при прохождении через тело. В целях аэродинамической эффективности из-за того, что полое острие не создает сопротивления, наконечник полого острия часто будет иметь заостренный полимерный «нос», который также может способствовать расширению, действуя как поршень при ударе, толкающем полое острие в открытое положение. Покрытый медью полый наконечник, загруженный в .44 Magnum, например, с первоначальным весом 240 гран (15,55 г) и диаметром 0,43 дюйма (11 мм) может при ударе образовать грибовидный круг диаметром 0,70. дюйм (18 мм) и конечный вес 239 гран (15,48 г). Это отличное исполнение; сохранился почти весь вес, а площадь лобовой поверхности увеличилась на 63%. Проникновение пустотелого острия будет меньше, чем вдвое, чем у аналогичной нерасширяющейся пули, а образовавшаяся рана или постоянная полость будут намного шире.
Может показаться, что если вся цель снаряда с максимальным разрушением состоит в расширении до большего диаметра, было бы разумнее начинать с желаемого диаметра, чем полагаться на несколько противоречивые результаты расширения при ударе. Хотя в этом есть свои достоинства ( именно по этой причине у .45 ACP есть сильные поклонники по сравнению с .40 S&W и диаметром 0,355 9 × 19 мм ), есть и существенные недостатки. Пуля большего диаметра будет иметь значительно большее сопротивление, чем пуля меньшего диаметра и той же массы, что означает, что характеристики на больших дальностях будут значительно ухудшены. Пуля большего диаметра также означает, что для хранения боеприпасов требуется больше места, что означает либо более громоздкое оружие, либо меньшую емкость магазина. Обычным компромиссом при сравнении пистолетов .45 ACP, .40 S&W и 9 × 19 мм является емкость от 7 до 14 патронов у .45 ACP по сравнению с емкостью от 10 до 16 патронов у .40 S&W vs. ёмкость от 13 до 19 патронов калибра 9 × 19 мм. Хотя имеется несколько пистолетов калибра .45 с магазинами большой емкости ( Para Ordnance был одним из первых в конце 1980-х годов), многие люди находят необходимую широкую рукоятку неудобной и трудной в использовании. Особенно в том, что касается военных требований к нерасширяющемуся снаряду, ведутся ожесточенные споры о том, лучше ли иметь меньшее количество более крупных пуль для усиления конечных эффектов или большее количество меньших пуль для увеличения числа потенциальных попаданий в цель.
Фрагментация
Снаряды этого класса предназначены для разрушения при ударе, но по конструкции они больше напоминают расширяющуюся пулю. Пули с фрагментацией обычно имеют конструкцию, аналогичную описанным выше снарядам с полым острием, но с более глубокими и большими полостями. У них также могут быть более тонкие медные оболочки, чтобы снизить их общую целостность. Эти пули обычно стреляют с высокой скоростью, чтобы максимально увеличить их фрагментацию при ударе. В отличие от полого наконечника, который пытается оставаться в виде одной большой части, сохраняя как можно больший вес, при этом представляя наибольшую площадь поверхности цели, дробящаяся пуля предназначена для почти мгновенного распада на множество мелких частей.
Это означает, что вся кинетическая энергия от пули передается цели за очень короткий период времени. Наиболее распространенное применение этой пули - отстрел паразитов, например луговых собачек. Эффект от этих пуль весьма драматичен, часто приводя к тому, что животное разносится на части при ударе. Однако в случае крупной дичи фрагментирующие боеприпасы обеспечивают недостаточное проникновение в жизненно важные органы, чтобы гарантировать чистое поражение; вместо этого может произойти «разбрызгивание». Это также ограничивает практическое использование этих снарядов сверхзвуковыми (винтовочными) снарядами, которые обладают достаточно высокой кинетической энергией, чтобы гарантировать смертельное поражение. Двумя основными преимуществами этого боеприпаса являются то, что он очень гуманный, поскольку попадание почти в любую точку большинства мелких паразитов гарантирует мгновенное уничтожение, а осколки пули с относительно малой массой представляют очень низкий риск рикошета или проникновения в непредусмотренные второстепенные цели. . Не следует путать дробящиеся пули с хрупкими пулями (см. Ниже).
Также используются пули, похожие на пули с полым наконечником или пули с мягким наконечником, сердечники и / или оболочки которых намеренно ослаблены, чтобы вызвать деформацию или фрагментацию при ударе. В Warsaw Pact 5,45 × 39мм M74 штурмовой винтовки круглые экземплифицирует тенденция , которая становится обычным в эпоху высокой скорости, малого калибра военных патронов. В патроне 5,45 × 39 мм используется пуля в стальной оболочке с сердечником, состоящим из двух частей, причем задняя часть является ведущей, а передняя - стальной с воздушным карманом в передней части. При ударе наконечник без опоры деформируется, изгибая нос пули в небольшую L-образную форму. Это заставляет пулю кувыркаться в ткани, увеличивая, таким образом, эффективную площадь передней поверхности за счет более частого движения вбок.
Это не нарушает Гаагскую конвенцию, поскольку в ней конкретно упоминаются пули, которые расширяются или расплющиваются в теле. НАТО SS109 также имеет тенденцию гнуться на стыке стали и свинца, но из-за более слабой оболочки он распадается на множество десятков частей. Мяч НАТО калибра 7,62 мм, производимый некоторыми странами, такими как Германия и Швеция, также может фрагментироваться из-за конструкции оболочки.
Хрупкий
Последняя категория расширяющихся пуль - это хрупкие пули. Они предназначены для разрушения при ударе, что приводит к значительному увеличению площади поверхности. Чаще всего такие пули изготавливаются из свинцовых гранул небольшого диаметра, помещенных в тонкую медную оболочку и удерживаемых эпоксидной смолой или аналогичным связующим. При ударе эпоксидная смола раскалывается, и медная оболочка раскрывается, отдельные свинцовые шарики затем распределяются широким узором и из-за их низкого отношения массы к площади поверхности очень быстро останавливаются. Подобные пули изготавливаются из спеченных металлов, которые при ударе превращаются в порох. Эти пули обычно ограничиваются пистолетными патронами и винтовочными патронами, предназначенными для использования на очень коротких дистанциях, поскольку неоднородные сердечники имеют тенденцию вызывать неточности, которые, хотя и допустимы на коротких дистанциях, неприемлемы для больших дистанций, на которых используются некоторые винтовки.
Чаще всего хрупкие боеприпасы используются для тренировок по стрельбе по стальным мишеням с близкого расстояния, в то время как при стрельбе по стали может возникнуть риск получить ранение осколками стандартных твердых свинцовых пуль при стрельбе по стали, порох, который разлагается на хрупкие пули. при ударе представляет собой очень низкий риск для стрелка. Это становится неактуальным при стрельбе на дальние дистанции, поскольку маловероятно, что осколки, образовавшиеся при попадании пули любого типа по стальной цели, пройдут более 50-100 ярдов, в таких случаях более целесообразно использовать летящие пули. они идентичны тем, которые используются в реальных ситуациях, чем для снижения возможных рисков от осколков пули и рикошета, поэтому хрупкие пули обычно не используются. Одно интересное применение патронов из спеченного металла - в дробовиках при спасении заложников; Спеченный металлический патрон используется на близком расстоянии, чтобы выстрелить в механизм замка на открытом воздухе. Образовавшийся металлический порошок немедленно рассеется после взлома дверного замка и не причинит почти никакого ущерба обитателям комнаты. Осколочные снаряды также используются вооруженными агентами безопасности в самолетах. Проблема заключается не в разгерметизации (пулевое отверстие не сбросит давление в авиалайнере), а в чрезмерном проникновении и повреждении жизненно важных электрических или гидравлических линий или ранении невиновного прохожего пулей, которая полностью проходит через тело цели вместо того, чтобы останавливаться в теле. .
Большой калибр
Цель стрельбы крупнокалиберным снарядом не всегда одинакова. Например, может потребоваться дезорганизовать вражеские войска, нанести урон вражеским войскам, устранить функционирование вражеского танка или уничтожить вражеский бункер. Разумеется, для разных целей требуются снаряды разной конструкции.
Многие крупнокалиберные снаряды наполнены фугасным взрывчатым веществом, которое при детонации разрушает оболочку снаряда, производя тысячи высокоскоростных осколков и сопровождающееся резко возрастающим избыточным давлением взрыва. Реже другие используются для высвобождения химических или биологических агентов либо при ударе, либо над целевой областью; Разработка соответствующего взрывателя - сложная задача, выходящая за рамки терминальной баллистики.
Другие крупнокалиберные снаряды используют бомбы (суббоеприпасы), которые выпускаются снарядом-носителем на требуемой высоте или времени над своей целью. Для американских артиллерийских боеприпасов эти снаряды называются улучшенными обычными боеприпасами двойного назначения (DPICM), например, 155-мм снаряд M864 DPICM содержит в общей сложности 72 кумулятивных осколочных бомбы. Использование нескольких бомб вместо одного фугасного снаряда позволяет получить более плотное и менее расточительное поле осколков. Если бомба поражает бронетранспортер, также существует вероятность того, что кумулятивный заряд (если он используется) проникнет и выйдет из строя. Негативным фактором их использования является то, что любые неработающие бомбы продолжают засорять поле боя в очень чувствительном и смертоносном состоянии, вызывая жертвы спустя долгое время после прекращения конфликта. Международные конвенции, как правило, запрещают или ограничивают использование этого типа снарядов.
Некоторые противотанковые снаряды используют так называемый кумулятивный заряд для поражения своей цели. Формованные заряды использовались с тех пор, как было обнаружено, что блок взрывчатки с выгравированными на нем буквами создавал идеальные впечатления от этих букв при взрыве о кусок металла. Кумулятивный заряд - это заряд взрывчатого вещества с полой облицованной полостью на одном конце и детонатором на другом. Они работают за счет детонирующего фугасного взрывчатого вещества, разрушающего (часто медный) гильзу в себя. Часть разрушающегося лайнера продолжает формировать постоянно растягивающуюся струю материала, движущуюся с гиперзвуковой скоростью. При взрыве на правильном расстоянии от брони реактивная струя с силой пробивает себе путь сквозь броню цели.
Вопреки распространенному мнению, струя кумулятивного заряда, облицованного медью, не расплавляется, хотя нагревается примерно до 500 ° C. Это заблуждение связано с жидкоподобным поведением металла, которое вызвано огромным давлением, создаваемым во время детонации взрывчатого вещества, заставляющим металл течь пластически. При использовании в качестве противотанкового снаряда, снаряд, использующий кумулятивную боеголовку, известен под аббревиатурой HEAT (осколочно-фугасный противотанковый).
Формованные заряды можно защитить с помощью взрывоопасной реактивной брони (ERA) или сложных композитных массивов брони . ERA использует взрывчатое вещество, зажатое между двумя относительно тонкими (обычно) металлическими пластинами. Взрывчатое вещество детонирует при ударе струи кумулятивного заряда, детонирующий сэндвич с взрывчаткой раздвигает две пластины, снижая проникновение струй, создавая помехи и разрушая их. Недостатком использования ERA является то, что каждая пластина может защитить от одиночного удара, и возникающий в результате взрыв может быть чрезвычайно опасен для находящегося поблизости персонала и легкобронированных конструкций. [ необходима цитата ]
Танковые кумулятивные снаряды постепенно заменяются для атаки тяжелой брони на так называемые «кинетические энергетические» проникающие средства . Это самые примитивные (по форме) снаряды, от которых сложнее всего защититься. Пенетрант KE требует огромной толщины стали или сложной брони для защиты. Они также образуют отверстие гораздо большего диаметра по сравнению с кумулятивным зарядом и, следовательно, создают гораздо более обширный эффект позади брони. Пенетраторы KE наиболее эффективны, когда они изготовлены из плотного вязкого материала, который формируется в виде длинного узкого снаряда, похожего на стрелу / дротик.
В качестве материала пенетратора часто используются сплавы вольфрама и обедненного урана. Длина пенетратора ограничена способностью пенетратора выдерживать пусковые усилия в канале ствола и поперечные силы по его длине при ударе. [ необходима цитата ]
Галерея
Баллистика ранения для различных советских патронов
АК-47 7,62x39 мм баллистическая рана
АК-74 5,45x39 мм баллистическая рана
M16 5.56x45mm баллистическая рана
M16A2 M855 5.56X45mm Баллистика ранения НАТО
Смотрите также
- Судебная баллистика
- Огнестрельное ранение
- Гидростатический шок
- Пенетратор кинетической энергии
- Останавливающая сила
- Таблица пистолетных и винтовочных патронов
- Фактор нокаута Тейлора
- Эффект парообразования
Рекомендации
- ^ Руководство по тестированию и анализу терминальной баллистики для отделения механики проникновения - BRL
Внешние ссылки
- Инструкция по созданию баллистического геля
- Результаты и фотографии баллистических желатиновых тестов
- Стрельба из отверстий в теориях ранения: механика терминальной баллистики
- Формованные заряды