Баллистики псто

Тут в комментариях зашел разговор за баллистику малокалиберных патронов и их останавливающее действие. Ок, давайте разберемся быстренько, чтобы вопросов не оставалось.

Во-первых, любое огнестрельное оружие — это ускоритель массы (говоря строго, даже рогатка — самый настоящий mass driver) и руководствуется законами Ньютона, передавая кинетическую энергию летящего снаряда цели. Согласно тем же законам, энергия эта зависит от массы и скорости (ускорения, но в данном случае это не существенно). Соответственно, увеличить энергию снаряда можно двумя путями: либо увеличивая массу, либо скорость. Ну, или и то, и другое, что обычно накладно. Но сейчас не о том.

Согласно, опять-таки, тем же законам, что именно метать — не принципиально. Если поймать в парке белку весом 350 грамм (говоря строго, нужно считать не вес, а массу, но сейчас этим правилом можно пренебречь) и каким-то образом разогнать до скорости 950 м/с, количество запасенной белкой энергии будет примерно равно энергии снаряда пушки 2А72 на той же скорости. К сожалению для белки, при столкновении с препятствием — например, с броней танка, — от нее останется лишь мокрое пятно притом, что вся, до последнего джоуля, энергия будет передана цели, а снаряд в тех же условиях проковыряет 150 мм гомогенной стали и таки неиллюзорно доставит экипажу танка, даже если не пробьет броню. Совсем другое дело, если белкой запульнуть в человека — нет, схватить организмом 30-мм бронебойный снаряд одинаково летально, но при встрече с белкой на такой скорости, клиент имеет все шансы вообще дизентегрировать.

Что это значит? Это означает буквально то, что останавливающее действие есть способность снаряда передать цели максимум собственной энергии, а для оптимальной передачи энергии цели, нужно учитывать кучу факторов: начиная от аэродинамической формы и заканчивая твердостью и упругостью. Правда, стоит оговориться: все, опять-таки, зависит от скорости — если нашу белку разогнать до 297 000 км/с (это больше 95% скорости света), то в момент торможения о танк (если предположить, что белка каким-то образом не превратится в плазму еще на стадии разгона), наш грызун бабахнет с мощностью где-то так 3,7Мт TNT — в ~200 раз мощнее Хиросимы, однако. Неплохо для пушистого непоседы.

Ладно, я уже слышу гневный рев защитников животных и потому белку мы отпустим обратно в парк, а сами покумекаем над происходящим.

Итак. Для эффективного поражения противника, мало взять достаточно массивный снаряд и разогнать его до большой скорости, нужно еще как-то передать запасенную энергию цели, а иначе выход — пшик. Скажу, например, что для пробития человеческого тела, пуле патрона М43 требуется всего 50-150 джоулей (в зависимости, куда и как стрелять) — немного, если знать, что энергия на срезе ствола у пули ~1500 джоулей. В идеале, сферическая пуля, летящая со скоростью 1000 м/с, оставит в теле человека аккуратную круглую дырочку своего калибра — неприятно, но часто — не смертельно.

Так как же повысить это самое останавливающее действие? Самый простой вариант — увеличить калибр, т.е. площадь соприкосновения снаряда с целью — косяк такого метода должен быть очевиден: масса и габариты патронов для оружия повлияют на само оружие, носимый БК, самочувствие стрелка и т.д. К тому же, калибр фитильных мушкетов достигал порою 20-30 и даже более мм., но народ умудрялся регулярно выживать после огнестрельных ранений даже с учетом никакой медицины того времени. Кумекая над сей проблемой, умные головы придумали экспансивные пули — да-да, те самые «дум-дум», «hollow points» etc. Нет, ну посмотрите только, какие няшные цветочки:

very_interesting_photos_17

«Распускается» эта красота при встрече с целью, многократно увеличивая площадь поражения и отдавая цели в разы больше энергии. А значит, и останавливающее действие у нее больше.

Когда пошла тема с малоимпульсными патронами, вопрос повышения останавливающего действия решили за счет динамических свойств самих патронов: из-за их баллистики, попав в среду плотнее воздуха, пули теряли стабильность и начинали деформироваться, «кувыркаться» (т.е. — двигаться нелинейно) и рассыпаться на части. Вот парочка схем, дающих представление о предмете обсуждения:

91809181

Количество энергии, переданной телу, согласно закону Ньютона, выражается формулой:

9183

где Ek — кинетическая энергия снаряда, передаваемая телу; m — масса снаряда; Uj- скорость снаряда в момент попадания в тело; υ2 — скорость снаряда в момент выхода из тела; g — гравитационное ускорение. Да, именно эта формула делает дедушку Ньютона самым опасным человеком в нашей Вселенной.

Таким образом, в механизме огнестрельного ранения играют ведущую роль следующие элементы.

• Головная ударная волна (баллистическая), волна сильно уплотненного воздуха, формирующаяся впереди пули.

• Сам ранящий снаряд.

• Временная пульсирующая полость (энергия бокового удара).

• Вторичные ранящие снаряды (костные отломки, летящие со скоростью до 70 м/с).

• Воздействие вихревого следа.

Сила прямого удара определяется характеристиками ранящего снаряда и вторичных снарядов: скоростью, массой, величиной, площадью ударного соприкосновения, устойчивостью в полете. Сила бокового удара зависит от воздействия головной ударной волны и временной пульсирующей полости.

Взаимодействие огнестрельного снаряда с поражаемой частью тела рождает качественно новые динамические характеристики: поглощенную энергию, ударные волны, время контакта, форму и протяженность раневой траектории, временную пульсирующую полость, устойчивость или неустойчивость движения снаряда, образование вторичных снарядов биологической природы, положение снаряда в момент удара, мощность ударного воздействия и др.

Обсуждавшийся ранее патрон 4,6х30 мм способен дважды изменить ориентацию в пространстве на участке глубиной всего 120-мм, что позволяет увеличить размеры раневого канала и временно пульсирующей плоскости в 1,5 раза относительно «классических» калибров 9х19 «парабеллум» (HK MP5) и .45 ACP (HK UMP-45) при несравнимо большей бронепробиваемости. При этом пистолет-пулемет MP7 компактнее, легче и точнее на дистанциях до 200 метров, что и определило в итоге вытеснение им более привычных пистолетов-пулеметов с вооружение армии и специальных сил.

Однако, не смотря на тяжесть ран, наносимых пулями малоимпульсных патронов, их прямое останавливающее действие остается относительно небольшим, что и предопределило поиск новых, «сверх-промежуточных» калибров вроде патронов 6,5 «Грендель», совмещающих баллистику тяжелых пуль с большими поперечными нагрузками (что многократно увеличивает энергию бокового удара) с массо-габаритными характеристиками «классических» малоимпульных патронов (напомню, патрон 6,5″Грендель» создан на основе гильзы типового советского патрона М43 7,62х39 и является его глубокой переработкой с целью улучшения баллистики и поражающих свойств).

Вдогонку — пару мыслей. «Поражающие свойства» не являются синонимом «останавливающего действия» — например, облегченные пули отечественного патрона 5,45 пистолета Марголина оставляют несоизмеримые калибру тяжелые раны, которые без квалифицированной помощи быстро приводят либо к смертельной кровопотере, либо быстрому сепсису, однако их останавливающее действие — никакое и можно выпустить во врага пять-шесть пуль, а он после удавит вас голыми руками. Да, он, почти наверняка, не жилец — но вам-то от этого не легче! Именно поэтому военные боеприпасы часто делаются «гуманными», а беспощадную стреловидную шрапнель потихоньку заменяют более «гуманной» сферической: по большому счету, перед военным оружием крайне редко ставится задача полного уничтожения противника, много чаще достаточно просто вывести вражеского солдата из строя и в этом плане 6-мм стальной шарик, засевший в лодыжке, ничем не хуже разрывной пули 45 калибра. Однако опыт того же Беслана, когда на уничтожение одного джиханутого укурка под спидами уходило половина магазина АК-74М, заставил серьезно пересмотреть тему оружия специального назначения, поэтому те же американцы создали карабин под патрон .50 Bushmaster, а русские выкатили вот это:

Ash-12

Штурмовой крупнокалиберный автомат АШ-12 под совершенно монструозный патрон 12,7х55, вот такой:

1345734538_2

А вот — его гильза в сравнении с советским 7,62х39 от АКМ и буржуйскими .50 Bushmaster и .499 LWR:

1323113007

Под этот же калибр у злобных русских есть еще снайперская винтовка и даже револьвер(!) — короче, полный набор для тех, кому предыдущего «штурмового» калибра 9х39 мало.

Однако упоминавшийся уже MP7 — оружие не штурмовое, а т.н. Personal Defence Weapon, PDW, штурмовики в благополучных Австриях его используют потому, что им не приходится долбиться о джиханутых с пулеметами. Опять-таки, оружие очень удобное именно как средство выживания и личной защиты: скорострельнее и дальнобойнее пистолета, имеет высокую плотность огня и отличное бронебойное действие, позволяя с 50 метров уверенно поражать бойцов в бронежилетах 4-го класса защиты.

Ну и мысль номер два, уже чисто из области физики упругих тел. Помните нашего бельчонка, которого мы разгоняли до невменяемых скоростей? Так вот, при определенной скорости, параметры упругости и твердости снаряда и цели изменяются. В обычном, привычном нам мире на привычных скоростях, физика подсказывает, что снаряд должен быть как минимум сопоставим по твердости и упругости с материалом цели, а лучше — быть тверже и плотнее. Однако, на определенной скорости, в ход идет уже иная физика — законы гидродинамики, например. Нет, серьезно, если взять стальную иглу и разогнать ее до скорости больше 1500 м/с, она пройдет сквозь человеческое тело так же легко, как и сквозь окружающий воздух, однако то, что наделают энергия бокового удара и инверсионный след, можно будет квалифицировать как отборнейшую гурятину. В обычном случае, алюминиевая пуля не имеет шансов против стальной брони, однако на скорости свыше 3200 м/с все меняется и то, что получится в итоге, способно будет удивить даже самого предвзятого скептика.

К счастью или нет, но на сегодняшний день подобные скорости трудно достижимы. А значит, физика раскуеживания упругих тел метательными снарядами, покамест, останется прежней.

Материал: HMagier, специально для Topru.org
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем HMagier на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

комментарий 171

  1. Hoffman:

    Прочитал всё. Пациент реально доставил спорами с голосами в голове.
    «Вовремя подпущенный долбогрыз развлекает и веселит контингент»(С)