Записки флинта. Длина ствола. 4-я серия. Конец сезона...

Приведу его здесь...

Originally posted by greenbars:
Длина, толщина. Прям как про письки. У кого длинный, ратует за длину. У кого толстый - за толщину. Другой с пеной у рта убеждает, что не в длине и/или толщине счастье. Одной нужно потолще, другой подлинее, а туда лучше тоньше. А всё равно, если пользоваться не умеешь, без завтрака останешся

В длинном стволе лучше преобразовывается энергия заряда в энергию движения пули, чем в коротком. Или, иначе, заряд требует свою длину ствола, в которой он успеет сгореть до того, как пуля покинет ствол. Если для конкретной навески конкретного пороха в конкретном калибре ствол коротковат, то неиспользованный заряд уйдёт в пшик - больше пламени и шума по сравнению с достаточно длинным стволом для этого заряда в этом калибре. Ну и более длинный ствол обычно позволяет развивать большую скорость при меньшем давлении. А гром и пламя, неодогоревший порох из ствола круто в патриотических агитках воспринимаются, но не в полуметре от фейса в сумерках.

Вот так я понимаю это дело. Может, где и ошибаюсь.

Оставим пиписочную часть этого пассажа на совести автора и процитируем живых классиков КВНа, что повторенная дважды шутка становится в два раза смешнее.

А в остальном, мне показалось, что данный пассаж - верхоглядство, если сказать, сглаживая углы . А если без экивоков, то, уж простите за резкость, - пустозвонство, не подкрепленное ни опытным путем, ни расчетом.

В длинном стволе лучше преобразовывается энергия
заряда в энергию движения пули, чем в коротком...
Лучше, это как?!.
Ласковее и нежнее, вкуснее и забористее?..
Во внутренней балллистике понятие "лучше" не имеет физического толкования.

Или, иначе, заряд требует свою длину ствола,
в которой он успеет сгореть до того, как пуля покинет ствол...
"Свою длину", это сколько? 30, 40 дюймов, 5 или 10 метров?
Где прикажете остановиться? Сколько вы считаете "своей длиной"?
Сколько пороху, вы полагаете, должно сгореть, чтобы ваше утверждение из пустого сотрясания воздуха типа "лучше" превратилось в обоснованное утверждение с цифрами, процентами, гранами пороха, метрами в секунду?

Лучше чем что?!.
В 10-ти метровом стволе, порох скорее всего сгорит весь, но нужна ли вам такая винтовка?

Ну и более длинный ствол обычно позволяет развивать
большую скорость при меньшем давлении...
А это, уж простите, полная несуразица.
Пик давления, в зависимости от калибра, возникает, на 2 - 4-м дюйме ствола. И этому пику абсолютно фиолетово, какова при этом общая длина. Выигрыш (и иногда весьма спорный) возникает из-за более длительного времени разгона в более длинном стволе.
А вот на сколько этот выигрыш велик и насколько спорен, я попытаюсь развернуть на моем собственном опыте и некоторых несложных расчетах...

Итак...
Отвлечемся от моего самого последнего частного примера "обрезания поневоле" из которого, собственно, и взята вышеприведенная цитата,
Записки флинта. Слухи о значении длины слегка преувеличены...
в калибре 6mm BR и рассмотрим несколько случаев на основе
- одного из самых популярных калибров, 308-го,
- наиболее часто встречающегося в этом калибре твиста 1:12",
- соответствующей ему пуле в 168 гран и
- двух крайних, но весьма типичных для тактических винтовок стандартов: длинного 26-ти (пример, Rem 700 Police) и короткого 20-дюймового (пример, Rem 700 LTR) ствола.

Полагаю, что этот сценарий для нашего анализа будет понятен и знаком очень многим участникам форума, т.к. во владении имеется много таких или подобных им стволов.

Предыстория...
Разговор этот начался не сегодня:
forum/2/112710.html
forum/2/115681.html
forum/91/533453.html
forum/2/386177.html

В описанном мною в 1-м эпизоде этого многосерийного триллера названном "Рем против Рема", где в простом эксперименте брались из одной пачки патроны Federal Premium Gold Medal и отстреливались поочередно из 20 и 26 дюймового стволов. Замерялась начальная скорость. Полученные 15 замеров на каждый ствол усреднялись.
Результаты этого простенького усреднения приведены в следующей табличке.

Легенда к таблице:
Avg. Velocity, fps - Средняя начальная скорость, футы в сек
Min. Velocity, fps - Минимальная начальная скорость, футы в сек
Max. Velocity, fps - Максимальная начальная скорость, футы в сек
Std. Dev., fps - Стандартное отклонение
VC, % - Коэффициент вариации, %
N (# of Shots) - Число выстрелов в выборке

Коэффициент вариации скоростей был очень низким и составил всего 0.5%,
что делает честь Федералу.

Ну, здесь пока ничего нового нет . Все это уже почти 5 лет висит в архивах Ганзы.
Теперь попробуем подвести под это безнадежное дело некий внутрибаллистический расчет с использованием QuickLoad (QL).
Но для того, чтоб использовать QL нам придется выявить основные компоненты этого знаменитого матчевого боеприпаса.
Пролистав свой блог на Ганзе, вспомнил, что Федеральскую "Формулу Счастья" мы уже тоже вычислили:
forum/12/102266.html
Т.е., пуля и порох, эти два совершенно необходимых для QL параметра мы знаем достоверно.

Если для конкретной навески конкретного пороха в конкретном
калибре ствол коротковат, то неиспользованный заряд уйдёт в пшик...
А сколько же с вашей легкой руки уйдет в пшик и насколько это трагично?
Есть у вас ответ на этот вопрос?
Если есть, то хочу услышать. Если нет, давайте поищем вместе.

Некоторые авторы утверждают, что полное сгорание пороха завершается на 2-3м дюйме. Другие, что на 12 - 14-м.
Если это так, то и спорить больше не о чем.
Но я попытался опереться на наиболее консервативную оценку, даваемую в QL.
Вернемся к нашему примеру с Federal Premium Gold Medal, вставим, где спрашивается, SMK 168 grain, IMR 4064 - 43.5 grain и прогоним расчет для двух длин ствола, 20 и 26 дюймов.

Что же у нас получилось?..
А получилось, что в 20-дюймовом стволе сгорает 97.2% заряда, а в 26-дюймовом - 98.6%. Тоже ведь не весь . Несгоревшая разница в пересчете на граны, составляет 0.6 грана.
Много ли это?
Кто релоадит, знает - в пределах одного шажка при подборе навесок в этом калибре.

Насколько корректен QL в этих расчетах?
Обратим внимание на расчетные скорости.
Получается около 6% выигрыша на длинном стволе.
На практике же из моих иземерений следует, что разница в начальных скоростях всего 4.4%.
Т.е. QL даже завышает величину этой разницы.
А значит и доля несгоревшего пороха также будет несколько меньшей, нежели следует из расчета.
Но так или иначе, с неким приближением примем расчетные величины, т.к. более достоверного и настолько же простого способа предложить не могу.

Для сравнения хочу привести аналогичный расчет для Ходгдоновского Варгета, весьма популярного пороха для этого калибра.

Здесь, как вы видите, доля несгоревшего пороха даже несколько выше в сравнении с IMR 4064, что и не удивительно, т.к. IMR 4064 в сравнении с Варгетом является более быстро горящим порохом.

Хорошо.
Признаем, что (возможно!) 0.6-0.7 гран и не догорает.
Но что нам мешает подняться на несколько ступенек по лестнице burn rate и проверить еще более быстрый порох?
Не будем экстремистами и остановимся на допущенном производителями к использованию в этом калибре порохе.

Итак Hodgdon H4895...
Заправим гильзу той же самой навеской, 43.5 гран.
И ву а ля!..

Теперь доля несгоревшего в 20-дюймовом стволе в сравнении с 26-дюймовым составляет всего 07% или 0.3 грана.
Что такое 0.3 грана для 308-го не мне вам рассказывать.
Некоторые весы врут больше этой величины.

Легенда к трем последним таблицам:
BBL = Barrel - ствол
BBL Length, inch - длина ствола, дюймы
Fill. % - заполнение гильзы, %
Charge, Grains - Вес заряда, граны
Muzzle Velocity, fps - Начальная скорость пули, футы в секунду
Energy, ft.lbs - Энергия (в данном случае начальная)
P max, psi - Максимальное давление, фунты на кв. дюйм
P muz, psi - Давление у дульного среза, фунты на кв. дюйм
Propellant Burnt, % - % сгоревшего заряда.
Barrel Time, ms - Время прохождения пули по стволу, мсек
Propellant Burnt % difference - Х.Х% equals Х.Х grain of powder -
Разница в % сгоревшего заряда - Х.Х% равен Х.Х гран пороха

Кстати, в реaльной жизни эта самая навеска, с этой самой пулей и глубиной посадки, из короткого 20-дюймового ствола Rem 700 LTR дает не 2512, а порядка 2650 fps.
И без каких либо признаков превышения давления. Нет превышения и на 44-гранах. Но это моя "зимняя" навеска .

В то время как из 26-дюймового ствола "кучкование" происходило на скоростях 2600 fps, а до следующей сладкой точки докарабкаться так и не удавалось.
Т.е расклад получился с точностью до наоборот. Короткая LTR-ка кучно стреляет при более высоких начальных скоростых, чем ее старшая сестра-верзила Полицайка .

И наконец добавлю еще и диаграмму из QL,
описывающую кривую зависимости скорости пули от длины ствола
(черная кривая, красная - кривая давления).
Я пометил зелеными крестиками точки 20 и 26 дюймов:

Именно в силу этой самой нелинейности увеличение
длины ствола на 30% дает выигрыш в скоростях менее 5%.

Ладно, будем закругляться...

М О Р А Л Ь

1. Короткий ствол в определенных приложениях (охота, тактическое оружие) имеет неоспоримые преимущества:

1.1. При прочих равных (одинаковый контур) кототкий ствол жестче длинного, а значит подвержен меньшим вибрационным колебаниям, а значит точнее.

1.2. Короткий ствол делает оружие более легким и лучше сбалансированным, что в вышеназванных приложениях имеет первостепенное значение.

1.3. Короткий ствол делает оружие более разворотистым, что в тех самых вышеназванных приложениях имеет не последнее значение.

1.4. При правильно подобранном более быстром порохе различия в начальных скоростях между длинным и коротким стволом можно в значительной степени снизить.

2. К недостаткам коротких стволов в сравнении с длинными следует отнести более узкие "полки" кучных зарядов и, соответственно, более сложную их тонкую настройку.

3. В определенных приложениях и спортивных дисциплинах, где вес и длина оружия не имеют значения или максимальный разрешенный в данном классе соревнований предел очень высок (скажем, F-Class, 10 кг) и увеличение веса является фактором, повышающим устойчивость оружия на упорах, а значительное увеличение длины ствола, до 28 и даже 32 дюймов, дает некоторый выигрыш в начальных скоростях. В этих случаях применение длинного толстого ствола более предпочтительно.