Испытания различных типов капсюлей

Периодически возникает вопрос о том какие капсюли лучше, какие хуже. Многим нравится "Жевело" и мало кому нравится ЦБ. Эмоций в таких сообщениях обычно много, а противоречий еще больше. Короче, найти полностью удовлетворяющие данные, которым можно доверять, особенно по современным капсюлям не удалось. Потому была предпринята попытка просто эти характеристики измерить.

Для измерений было сделано устройство, объемом, примерно как у патрона, герметично вставляемое в ружьё.
Вид деталей устройства представлен на фото.

Устройство вставляется в патронник как обычный патрон, причем стенка патронника является элементом камеры. Камера близка по размерам к обычному патрону. Сменные капсюльные вставки позволяют испытывать разные типы капсюлей. Вставка с другого конца устройства имеет навинчивающийся цилиндр, позволяющий менять объем камеры с 5 до примерно 3 см**3. Уплотнение выполнено с помощью резиновых колец.
После накола капсюля регистрируется давление в камере устройства.
Давление фиксируется по показаниям тензодатчика на стенке ружья. Собственно, используется аппаратура, предназначенная для измерений давлений при полноценном выстреле.

Измерение давления типовых капсюлей. Температура - +22 град.
Вкратце получены следующие результаты.
------
КВ-21 - 4.2, 4.2, 4.3 МПа, t нарастания = 0.18 мс (Черный налет в камере)
КВ-209 (Муромские) - 4.7, 4.9, 5.05 МПа, t нарастания = 0.18 мс (Черный налет в камере)
КВ-209 (Чапаевск ) - 4.6, 4.7, 4.9, 5.05 МПа, t нарастания = 0.15 мс (Черный налет в камере)
Французские - 4.8, 4.9, 5.2, 5.25 МПа, t нарастания = 0.1.. 0.12 мс (Немного черного налета)
Жевело (Красноз.) - 3.55, 3.65 МПа, t нарастания = 0.18 мс (Рыжий налет, довольно много)
ЦБ - 2.0, 2.05 МПа, t нарастания = 0.18 мс (Светло-бурый налет)
ЦБ+Дымный (полная камера) - 3.8, 4.0 МПа, t нарастания = 0.20 мс (Желтый налет, много)

Некоторые выводы.
------
1. Как и ожидалось, лучшими из испытанных оказались капсюли диаметром 6.2мм КВ-209 и примерно аналогичные им по размерам капсюли производства Франции (тип, к сожалению, установить не удалось). Данные капсюли развивали в объеме, соотвествующем патрону (3.3 см**3), давление 4.6 - 5.25 МПа (46-52.5 атм). При указанном объеме камеры это соотвествует энергии газа более 17Дж.
2. Наименьшее время нарастания давления было у импортного капсюля. Впрочем, незначительно.
3. Капсюли схожей конструкции - КВ-21, но меньшие по посадочному диаметру дали несколько меньшее давление, около 4.2МПа.
4. Касюли типа "Жевело" неожиданно дали низкие значения давления (и энергии), существенно уступая при этом даже КВ-21. В тесте использованы "Жевело" от КХЗ, желтого цвета и без обозначений на корпусе.
5. Как и ожидалось, наименьшие значения давлений показали капсюли ЦБ. Всего около 2 МПа (20 атм).
6. При использовании подсыпки дымного пороха под капсюлем ЦБ (практически заполненый объем капсюльной камеры), давление возросло до приемлемого уровня, выше, чем от "Жевело", но ниже, чем от КВ-21. При этом скорость нарастания давления примерно соответствовала КВ-21.
Это, кстати, говорит о целесообразности и безопасности подсыпки "дымного" в капсюльное гнездо практически во всех случаях.

Конечно, данные испытания проведены лишь на некоторых типах капсюлей, которые просто были в наличии. Но теперь не сложно будет провести испытания и других типов.

Очень нужная, интересная и полезная работа!Удивило "поведение" Жевело-заведомо мощный КВ,может быть солидный возраст или несоответствие ТУ.

Очень интересные данные!
В литературе описано что "Жевело" дает, чуть-ли не под 100 атм.
А вообще интересно, вы их испытывали так скажем "на пустую гильзу", а как бы испытать "в почти боевых условиях" когда объем равен нулю????

Вячеслав, Вы только не подумайте, что я с вами в чем-то несогласен - я рассуждаю.. . и ваши коментарии и пояснения мне как-раз и интересны.
(читал достаточно Ваших тем - и заочно ваше мнение как реального экспериментатора УВАЖАЮ)

как бы увязать эти данные с поджигом пороха и так далее.. . ?
Раскройте тему)))
точнее, интересуют влияние этих показателей на живой патрон а не на экспериментальную установку.

2 SVS1 Ну Вы фанат. За информацию спасибо. При самокруте разницы между Жевелом и КВ-21 я не уловил (остальные компоненты одинаковые). На пострелушках и охоте по мелочи пользовал центробой без подсыпки. Теперь думаю буду дымарь сыпать в капсюльное гнездо.

я заметил ухудшение при использовании ЦБ при Т -25.. . порох СОКОЛ.
кв 21, 22 209 и жевело - по мне были одинаковы.. .

Большое спасибо за информацию.

Точно ФАНАТ, откровенно не порадовали результаты по Жевело??? Странно, всегда думал, что Жевело-Н (не -М) мощнее КВ21(22). А под ЦБ всегда сыпал дымный, только у меня был очень мелкий. Единственный недостаток - каждый раз хорошо надо чистить посадочное место под капсуль и затравочные отверстия.

Слов нет...
Большое спасибо!
С ув

ИСПЫТАНИЯ ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСТНЫ, НО В ЕЩЕ ИГРАЕТ ФАКТОР ДАВЛЕНИЯ. НА СЧОТ ЖЕВЕЛО-ТАК ОНИ ПАПАДАЮТСЯ ТОЛСТОСТЕННЫЕ И БАЁК НЕ МОЖЕТ ИХ ВДАВИТЬ.

Уважаемый SVS1!А допустима ли подсыпка в КВ Жевело неск. зерен дымного?Имею
опыт такой стрельбы, но полузарядами Сокола-результат отличный, а вот нормальными не рисковал. (Подразумевается стрельба при минусовых температурах-летом ни к чему).

я имел ввиду иное-если прямо в Жевело, то не будет ли слишком мощным и узким форс пламени, что может негативно отразиться на выстреле.

А зачем вскрывать Жевело?Жевело-Н продается в охот. маге на Новых Черемушках.

Эксперимент очень интерересный.
Занятно было-бы посмотреть на фото форса пламени которые дают разные капсюля.

А проведенный эксперимент я бы несколько разширил:
1. Вставил бы термопару - на сколько температура увеличивается?
2. Сунул бы в камеру по гвоздику. После эксперимента посмотреть - через какое время гвоздики начнут ржаветь.

Знаю еще один старый способ проверки силы капсюлей-гильза со вставленным КВ,затем в КВ плотно вставляется дробина (вроде N0 подходит),и производится выстрел в сухую сосновю доску с дистанции в метр. Сила и "свежесть" КВ проверяется опытным путем.

Так я же написал-СТАРЫЙ способ, когда спец. аппараратуры и в помине не было.

Для СКС-26. На форуме есть такой АлексБек ,так вот они с братом для ИЖ-43 заряжают именно для зимы ,жевело с подсыпкой дымного, 1,9 сокола и 33 дроби - очень хвалят. Бутылка на 35м. пробивается насквозь и не колется. Подробности спроси у него в личке.

То есть получается, что такое сочетание дает хороший бой при заниженном заряде пороха.

Ну может быть для ИЖ-43, 1,9 сокола это и не заниженый заряд ,но подробности лучше у него лично, он давно так заряжает с брательником своим. Найти его удобнее в ветке про ИЖ-12.
Можешь на меня сослаться, что их засветил - земляки они мои.

:-))))

Originally posted by SVS1:
.... Для измерений было сделано устройство, объемом, примерно как у патрона, герметично вставляемое в ружьё.
Вид деталей устройства представлен на фото.. .
Устройство вставляется в патронник как обычный патрон, причем стенка патронника является элементом камеры. Камера близка по размерам к обычному патрону. ..

------

Ружье ИЖ-27, нижний ствол ?
ИМХО, возможно недостаточное усилие удара бойка по данному капсюлю в нижнем стволе.
Я про Жевело.
ИМХО.

И какое же по Вашему мнению наивыгоднейшее макс. давление?

Мало Вы (они) сыпали "Сокола" и хвалить тут нечего. Тем более, уродство в лесу бутылки бить.

Разговор на эту тему сначала зашел с их отцом на тему капризности ижевских ружей (способу зарядки патронов).Когда он им купил по ружью они еще мальцами были - пошли пристреливать на огороды(так как живут на краю леса)Первые выстрелы пацаны чуть не в слезы - бой отвратительный. Стал он их успокаивать, что мол подберем заряды и будет всё нормально. И подобрали. Может быть они обтюратор какой дополнительно используют не знаю. Также не знаю какой у них внутренний диаметр канала ствола, может 18мм.ровно, что на старых ижах не редкость(12к)и поэтому не берусь делать вывод -много1,9 или мало. Я конкретно ответил человеку на вопрос, да такой способ дает эфект-на конкректном ружье. А насчет бутылок в лесу они их просто так не бросят потому ,что ребята хоть и молодые но правильные, такие сейчас редкость, тем более отец всю жизнь лесником и егерем.
С уважением Хантер-12.

При Ваших 1.9г скорость должна была бы упасть до примерно 380-385м/с, а давление до 50-52МПа. Т.е. скорость ниже нормы, давление низковато, должна быть небольжая затяжка и повышенное давление на срезе. Т.е. кучности не видать.

А вот это предложение я вообще не понял.

Для иж27 кручу 32дроби на 2г Сокола для зимы 2.1г вполне доволен!!!1.9 это маловато просто бабахинг получится :-))))

Данные интересные, но вот показаниям давления по тензодатчикам в этом диапазоне я бы не доверял.

Какое оружие и какие физиологические ощущения при такой навеске?

Originally posted by Serg S:
Данные интересные, но вот показаниям давления по тензодатчикам в этом диапазоне я бы не доверял.

А я бы доверял
Если проведена прямая калибровка на стволе (он же по совместительству датчик давления ), то результаты не хуже, чем пьезодатчиком.
А учитывая, что пьезодатчик следует калибровать динамически, то результаты измерения могут быть и лучше.

Точнее можно мерить только крешерным прибором, но только ценой резкого увеличения выстрелов в серии - методом наименьших деформации.

Здесь дана теория крешерного прибора.
Книжка не только о крешерах, но вообще о баллистических измерениях.
Полвека назад, однако, имейте ввиду

Как я ждал эти данные!!!!
Вот уж Спасибо с большой буквы(смайлик, кланяющийся в пояс)
Жаль нет данных по КВ-22(но я так понял теперь дело только в том, чтоб его найти и испытать)
И еще, "Жевело" без обозначений так же и на коробке? Как бы установить, все же мощный, нормальный или неоржавляющий.
На мой взгляд необычайно интресные и притом чрезвычайно редко встречающиеся исследования - а то в литературе так и кочуют 19 и 42 из книги в книгу, надоело.
З.Ы. SVS1, если бы вы открыли фонд для целей своих исследований, я бы туда немножко перечислил.
Еще раз примите благодарность.

С уважением к экспериментатору!

Судя по приведенным данным более стабильное давление дает КВ-21. Очень прошу, если будут еще результаты по испытаниям капсюлей, пожалуйста, выложите.

Также в намеченной программе проведение того же самого, но при низкой температуре.

Очень интересует при нуле градусов Цельсия... .

SVS1> Вот только не крешерным методом. Тут Вы похоже не разобрались.

Это врядь ли

SVS1> Погрешности крешерного метода даже по пиковым измерениям значительно больше, чем для "пьезо" и "тензо" методов.

Прочность стволов испытывают патронами высокого давления, отработанными по крешерному методу. Так что он - первичен. Любые другие нужно под него подгонять, а не наоборот. Это по поводу точности определения максимального давления.

SVS1> А про измерения в реальном времени, т.е. про непрерывное измерение давления как функции времени, можно вообще забыть.

Уже можно, и слава Перуну

SVS1> Понятно, что когда-то методы с использованием сложной электроники были просто не доступны и крешерный метод был по сути единственным. Но то время прошло и теперь проблем с электроникой нет.

Не в электронике дело, а в единстве метода. Пресс Барановского - и в Африке пресс Барановского. И медь - везде медь. Если взять партию патронов и испытать их на любом полигоне по требованию действующих стандартов, то разница в максимальных давлениях будет не хуже 3... 5%.
Если то же самое проделать с пьезодатчиками, то разница может быть и 30%. Даже для боевых патронов, не говоря уже о гладкоствольных.
Но это уже другая тема.

SVS1> Так же не верно насчет только динамической калибровки "пьезо" датчиков. Опять же, раньше эта проблема была, сейчас нет. Сейчас нет проблем поставить регистратор с входным сопротивлением до 10**15 Ом.

Еще с начала 80-ых годов пьезоизмерения проводились именно подобными усилителями; уже четверть века это - не проблема. Или - только денежная проблема, поскольку тогда такие усилители стоили очень дорого. Кстати, самое низкое сопротивление в цепи обладали разъемы, коненчо В особености на поле, в грязь и в дождь. Поэтому старались не отключать без острой необходимости разъемы.

SVS1> Постоянная времени пьезодатсчика при его емкости более 100pF "улетает" за 10**5 секунд. За такое время Вы точно сможете откалибровать характеристи даже в статике. И пообедать в процессе измерений тоже успеете.

В лабораторию - да, конечно. На поле все несколько не так происходит - например давление в ракетном двигателе не стоит мерить пьезодатчиком. Даже если время работы - десятые доли секунды.

SVS1> Но "тензо" датчики действительно несколько лучше "пьезо". Не всегда, но в нашем случае. В основном, за счет удобства монтажа, малых размеров и малого вмешательства в исследуемый объект.

На мой взглядь, самое главное преимущество тензодатчиков Вашего типа - это [практическое] отсутствие артефактов. Поскольку измеритель - сам ствол, а тензодатчик всего лишь регидтрирует деформации. А ведь именно деформации ствола нас интересуют!

С пьезодатчиками - с точностью до наоборот.
Собственная частота пьезодатчиков за 500 kHz. Усилителя - тем более. Мегагерцные АЦП давно уже не редкость. И что происходит?
Берем балствол, вворачиваем датчик, подключаем систему и стреляем. Запись есть, кудрявая по самое не могу, аж до собственной частоты датчика.

Разобраться, где резонансные явления, а где на самом деле пульсация в давлении продуктов сгорания, не каждый профессор акустики сможет. И авторы измерительного софта. А тем более - рядовой испытатель.
Вот он ничего и не трогает, оставляет все в первозданно-модулированном виде.

К сожалению, я не видел ни одну.. . подчеркиваю: НИ ОДНУ методику измерения давления пороховых газов пьезодатчиком, в которой обосновано [или даже необосновано] дается максимальная частота, которую достоверно измеряет датчик. А методик я видел много - и СЭВовских, и теперь НАТОвских. И НИИшных, и заводских, и фирменных. Фирмы - AVL, Kistler, Hottinger.

Конечно, сделать канал отбора газов подлиннее, да заполнить его силиконом (или крешерной мастикой потверже), и амплитуда артефактов снизится раз в 10, до 1... 2% от максимального давления. Однако.. . мы же к достоверности стремились. И ругали крешерный метод за невозможность точных измерений
С другой стороны, сунуть голенький датчик в камору - так он одноразовый будет, как крешерный столбик, только дороже на три порядка...

А недостатки тензодатчиков произходят из преимуществ.
На толстый балствол тензодатчик будет в несколько раз менее чувствителен. Если ствол нагреется, все - охлаждать надо.
Чуть неаккуратно снял со станка: содрали и все, переклеивай, а это дня два-три.

Но для любителя, для боевого [в смысле - не баллистического] оружия - тензо - самое то.

SVS1> За книгу спасибо. У меня такой не было.

А у Вас есть что-то посвежее Серебрякова? У меня по ствольным систем - нет

И по теории, и по измерениям.

2. Если температура пламени от капсюля существенно выше температуры вспышки пороха, то значение температуры не столь принципиально, важна энергия. А она считается по давлению и объему.

ИМХО, я бы не был столь категоричен. Процессы теплообмена между пороховыми газами и порохом происходят за короткое время в результате конвекции (немного добавляется излучением) - интенсивность теплообмена растет с ростом разницы температур между газами и порохом. С учетом того, что за короткое время надо прогреть до температуры воспламенения по возможности максимальноый объем (массу) близлежащих пороховых зерен для создания достаточного первоначального очага горения , лучше иметь более высокотемпературный поток капсульных газов при меньшей общей массе, чем наоборот - хотя суммарная энергия, при близких значениях газовой постоянной, будет сопоставима.
Скорее всего капсюльные составы, и начальная температура газов, у различных капсюлей довольно близки - поэтому результирующее давление должно достаточно точно характеризовать их эффективность в сравнении.
Кстати, относительная маломощность ЦБ скорее определяется не сколько малым колличеством или другим составом взрывчатого вещества (ВВ) в нем (в одной ветке приводили данные ГОСТа по сопоставимому составу и массе ВВ в ЦБ и Жевело), а в значительной мере коструктивом в составе гильзы с "закрытой камерой сгорания" и небольщими запальными отверстиями - значительная часть тепловой энергетики и температуры газов ВВ "тратиться" на прогрев стенок самой закрытой каморы и термодинамические потери, и на выходе из запальных отверстий температур газов значительно снижается. В КВ и Жевело напротив, камора фактически открыта и засыпана непосредственно порохом - самые благоприятные условия для воспламенения.

При Ваших 1.9г скорость должна была бы упасть до примерно 380-385м/с, а давление до 50-52МПа. Т.е. скорость ниже нормы, давление низковато, должна быть небольшая затяжка и повышенное давление на срезе. Т.е. кучности не видать.

Я в целом согласен - высокое дульное давление никак не способстует кучности и равносмерности осыпи. Только вопрос в том насколько - ИМХО, это "насколько" может вполне оказаться весьма "призрачным" даже при прочих равных - хотя эти "равные" далеко не всегда легко выполнить.
С ростом дультного давления в приведенном выше случае падает и максимальные давления при выстреле (и деформация дроби) и начальная скорость - а все это работает в сторону увеличения кучности - и какая тенденция будет доминировать в итоге большой вопрос на самом деле. Уменьшение начальной скорости дроби вроде и плохо само по себе, но в гораздо меньшей степени, чем формальное сравнение по начальной энергетие в цифрах - на сверхзвуке из-за резко возрастающего коэффициента аэродинамического сопротивления дроби бОльшая часть начальной скорости и энергетики уходит "в свисток" на первых метрах дистанции.
В ветках неоднократно обсуждали также дульные компенсаторы и т.п для сброса дульного давления, причем существенного сброса - боле-менее объективных сравнительных данных отстрела для чоков 0,75-1мм по повышению кучности в ЦИФРАХ так никто и не привел.
Прошу воспринимать вышесказанное не как критику проведенной работы, а лишь как конструктивную точку зрения на отдельные моменты.
И конечно, большое спасибо за проведенную работу - "белых" пятен и мифов с каждым таким опытом остается меньше и меньше, и есть от чего отталкиваться в подводе теоретической базы. Хорошо бы еще Жевело-Н также "отстрелять"
Еще вопрос. Патроны с снаром-410 и 50г дроби были закрыты звездочкой или завальцованы, использовались п/к или ДВП-войлок, какие рекомендованные навески для этого пороха по банке были для 410 кал, используемый капсуль, температура отстрела? Заранее спасибо за ответы.

лучше иметь более высокотемпературный поток капсульных газов при меньшей общей массе, чем наоборот - хотя суммарная энергия, при близких значениях газовой постоянной, будет сопоставима.

Тезис фактически сводиться к тому, что за заданный период времени лучше нагреть 1г пороха до 1000 градусов, чем 2г до 500 градусов(специально утрирую) - я правильно понял?

quote:
------
лучше иметь более высокотемпературный поток капсульных газов при меньшей общей массе, чем наоборот - хотя суммарная энергия, при близких значениях газовой постоянной, будет сопоставима.
------

Тезис фактически сводиться к тому, что за заданный период времени лучше нагреть 1г пороха до 1000 градусов, чем 2г до 500 градусов(специально утрирую) - я правильно понял?

Примерно так - и если температурой воспламенения того же пороха считать например условно 501-999 градусов, то уже точно так.
Еще утрированный пример, температура воспламенения пороха пусть будет условно180 гр. (по цифре могу ошибаться). Опустите в горсть пороха кирпич температурой 190гр и большой запасенной тепловой энергией даже при температурной разнице в 10градусов, и "бум" не произодет вообще или очень долго (реально проверять не стоит ) - всегда есть разница температур при теплопередаче от "горячего" к "холодному", в самом порохе происходит отвод тепла, и снижение температуры, от нагретых зерен и их сторон, соприкасающихся с источником тепла, к более холодным зернам и внутрь самого зерна.
Если поднести к пороху зажженную спичку, тепловая энергия которой в сотни-тысячи раз меньше нагретого кирпича, "бум" будет обеспечен незамедлительно - нетрудно догадаться почему с учетом температуры ее пламени и создания незамедлительно очага горения.
Кстати, температура капсюльных газов снижается при расширении (и совершении работы) в начальный момент выстрела при сжатии пыжей. Поэтому при наличии проблем со стабильностью выстрела при минусовой температуре и отсутствии возможности заменить капсюль-порох можно рекомендовать более "плотное" снаряжение патронов (меньше высота пыжей и их ход осадки) и "жесткие" пыжи (войлок-ДВП вместо п/к с "мягкими" ножками-амртизатором). Естественно, все это следует делать не теряя чувства меры, и лучше с относительно "легкими" вариантами снаряжения, чтобы не вылезти за пределы по давлению. Как пример, не тех же малых калибрах, 20-ый и меньше, капсюль ЦБ на Соколе обычно работает без всяких проблем свойственных зачастую 12 кал скорее именно из-за меньшего начального объема "пороховой камеры сгорания" патрона.

Мысль предельно ясна.
Комментарий: ИМХО дело не столько в количестве "превнесенной" энергии, сколько в "размере канала" ее передачи. Иначе говоря не к чему мощный процессор, когда у нас слабая локальная шина. Вопрос сводится к тому, ставим ли мы задачу поджечь наибольшее количество порошинок капсюлем, или есть некоторое идеальное для выстрела кол-во подожженного капсюлем заряда. При такой-то температуре вспышки. При таком-то давлении.

Температура вспышки ЦБ и мощных капсюлей не будет существенно отличаться по причине больших скоростей горения, поэтому теплопередачей можно пренебречь (как это делается, например, в расчёте цикла Карно, где поправки ничтожны ... ), затравочных отверстий должно быть не одно; обычно их 3. Просто, ЦБ подожжёт меньше зёрен, время нарастания давления возрастёт (на милисекунды!), форма кривой давления изменится .. . при хорошем (плотном) снаряжении и длинных стволах выстрел может получиться не таким уж и плохим .. . есть ещё куча всяких факторов ...
Пострадает стабильность от выстрела к выстрелу, будет больше разброс скоростей и др. и проч. .. .