[ze względu na ilustracje polecam pobrać plik .doc]
Zjawisko strzału
Prędkość początkowa pocisku
Odrzut broni i powstawanie kąta wylotu
Tor pocisku lotu
Zjawisko strzału
Ciśnienie gazów na dno łuski powoduje wciśnięcie dna w czółko zamka. Pod wpływem ciśnienia na ścianki łuski następuje ścisłe przyleganie ich do ścianek komory nabojowej, zapobiegające przerwaniu się gazów do tyłu. Gazy prochowe rozprzestrzeniają się w stronę najmniejszego oporu, tzn. dna pocisku, wprawiając pocisk w ruch. Pocisk wskutek ruchu do przodu wrzyna się w gwinty, otrzymując ruch wirowy i zostaje wyrzucony z przewodu lufy w kierunku przedłużenia osi przewodu lufy. Na tym polega zjawisko strzału. Przebiega ono bardzo szybko. Na przykład, pocisk w lufie karabinu wz 1891/30 – leci około 0,0015 sęk. W miarę palenia się ładunku prochowego ciśnienie gazów wzrasta, osiągając wielkość potrzebną do zupełnego werżnięcia się pocisku w gwinty. Ciśnienie to nazywa się ciśnieniem forsującym Po. Dla broni strzeleckiej ciśnienie to wynosi 250—500 kG/cm. Okres zjawiska strzału w którym zachodzi proces palenia się ładunku prochowego w stałej objętości i zwiększaniu się ciśnienia Po, nazywa się okresem wstępnym.
Po okresie wstępnym następuje pierwszy lub główny okres zjawiska strzału, podczas którego odbywa się palenie ładunku prochowego w szybko zmieniającej się objętości. Okres ten trwa od momentu uzyskania ciśnienia maksymalnego, aż do zupełnego spalenia się ładunku prochowego. Pocisk pod działaniem stale rosnącej ilości gazów prochowych zostaje wprawiony w ruch w przewodzie lufy. Ciśnienie w pierwszym okresie szybko wzrasta, osiągając maksimum Pm, ponieważ w początkowym okresie szybkie narastanie ilości gazów odbywa się w czasie stosunkowo powolnego zwiększania się objętości w przestrzeni pozapociskowej. W broni strzeleckiej maksymalne ciśnienie osiąga 2500— 400 kG/cm2 (w karabinie maksymalne ciśnienie występuje w chwili przebycia przez pocisk 4—6 cm drogi). Maksymalne ciśnienie w karabinku małokalibrowym dochodzi do 1300 kG/cm2. Większe ciśnienie powoduje znaczne przyspieszenie ruchu pocisku w przewodzie lufy, a zatem znaczne zwiększenie przestrzeni pozapociskowej. Dlatego też mimo przyrostu ilości gazów ciśnienie zaczyna spadać, osiągając w końcowym okresie palenia się ładunku prochowego
wielkość P k, a prędkość pocisku cały czas wzrasta do granicy Vk.
Po spaleniu się ładunku prochowego kończy się dopływ nowych gazów. Ponieważ gazy mają duży zapas energii, powoduje to dalsze ich rozprzestrzenianie się i zwiększanie prędkości poruszania się pocisku. Jest to drugi okres zjawiska strzału, w którym pocisk porusza się wskutek działania stałej ilości swobodnie rozprzestrzeniających się gazów. Zjawisko strzału trwa zatem od momentu zakończenia palenia się ładunku prochowego do momentu wylotu pocisku z przewodu lufy. W tym okresie ciśnienie maleje do wielkości Pw, natomiast prędkość pocisku wzrasta do vw. W broni strzeleckiej Pw= 200—600 kG/cm2. W broni strzeleckiej całkowite spalanie się ładunku prochowego trwa do momentu, gdy pocisk znajduje się przy samym wylocie lufy; w broni o krótkich lufach (pistolety) nie zachodzi proces zupełnego spalania się ładunku prochowego, tj. drugi okres zjawiska strzału w rzeczywistości nie istnieje.
Trzeci okres lub okres wtórnego działania gazów, charakteryzuje się tym, że gazy wydobywające się z lufy w dalszym ciągu działają na pocisk. Po spaleniu się ładunku prochowego pocisk porusza się w dalszym ciągu pod działaniem swobodnie rozprzestrzeniających się gazów, które wskutek swojej sprężystości mają jeszcze duży zapas energii. Wolniejsze rozprzestrzenianie się gazów zwiększa prędkość ruchu pocisku (vm).
Gdy pocisk opuści przewód lufy, gazy wydobywają się na zewnątrz z większą szybkością aniżeli prędkość pocisku, przedłużając w ten sposób na pewnym odcinku od wylotu lufy (do 20 cm) ciśnienie na dno pocisku i zwiększając jeszcze bardziej jego prędkość. Zjawisko to trwa dopóty, dopóki przeciwdziałanie otaczającej atmosfery nie zrówna się z ciśnieniem gazów działających na dno pocisku. Prędkość ruchu pocisku w przewodzie lufy nieustannie wzrasta, osiągając swoją największą wielkość w odległości kilku centymetrów od wylotu lufy. W ten sposób ciśnienie gazów prochowych w przewodzie lufy najpierw gwałtownie wzrasta do wielkości Po, następnie do wielkości Pm, po czym zaczyna opadać do
wielkości Pw, tzn. do momentu wylotu pocisku z przewodu lufy i nadal opada do okresu wtórnego działania gazów (Patm) – Prędkość pocisku stale wzrasta, początkowo szybko, a następnie wolniej, osiągając wielkość Vm. Ciśnienie gazów w momencie wylotu pocisku z przewodu lufy nazywamy ciśnieniem wylotowym. W karabinie wz. 1891/30 r. wynosi ono 416 kG/cm2, w karabinku małokalibrowym — około 200 kG/cm3.
Prędkość początkowa pocisku
Pocisk pod działaniem, ciśnienia gazów prochowych porusza się w przewodzie lufy coraz prędzej, osiągając swoją maksymalną prędkość na przestrzeni kilkunastu centymetrów od wylotu lufy. Poruszając się następnie pod wpływem inercji i napotykając na opór powietrza, zaczyna powoli zatracać otrzymaną prędkość w miarę upływu czasu lotu. Biorąc to pod uwagę wielkość prędkości lotu pocisku przyjęto oznaczać tylko na niektórych odległościach jego lotu. Zwykle oznacza się wielkość prędkości lotu pocisku przy wylocie jego z przewodu lufy.
Prędkość ruchu pocisku w momencie jego wylotu z przewodu lufy nazywamy prędkością początkową. Jest to odległość, jaką przebyłby pocisk w ciągu l sekundy po wylocie z przewodu lufy, jeśliby na niego nie działała siła oporu powietrza i ciężkości. Jeżeli okres wtórnego działania gazów nie istniałby, to po wylocie pocisku z przewodu lufy prędkość jego (Vw) zaczęłaby się zmniejszać wskutek działania siły oporu powietrza. Jednakże w czasie okresu wtórnego działania gazów prędkość pocisku pod wpływem ich ciśnienia w dalszym ciągu wzrasta osiągając granicę Vm, a następnie zaczyna opadać wskutek działania siły oporu powietrza.
Przyjęto uważać, że największą prędkość ma pocisk w momencie wylotu z przewodu lufy, tzn., że prędkość początkowa pocisku jest prędkością największą (maksymalną). Wielkość prędkości początkowej zależy od wielu czynników.
Głównymi czynnikami są:
1. Ciężar pocisku. Zwiększając ciężar pocisku przy tym,samym ładunku zmniejszy się wielkość prędkości początkowej; zmniejszając ciężar .pocisku — Vo zwiększy się.
2. Ciężar ładunku. Zwiększenie ładunku przy tym samym ciężarze pocisku powoduje zwiększenie prędkości początkowej pocisku.
3. Długość przewodu lufy. W miarę zwiększania długości przewodu lufy wzrasta prędkość początkowa, ponieważ pocisk przez dłuższy okres czasu znajduje się pod wpływem ciśnienia gazów. Jednakże wzrost prędkości początkowej w miarę zwiększania długości przewodu lufy odbywa się do określonej granicy. Przy bardzo długim przewodzie lufy może okazać się, że siła działania gazów prochowych na pocisk będzie mniejsza od siły oporu pocisku w przewodzie lufy (powstałej wskutek tarcia); w tym wypadku prędkość pocisku znacznie się zmniejszy.
4. Prędkość palenia się prochu. Im większa jest prędkość palenia się prochu tym szybszy jest wzrost ciśnienia gazów na pocisk, a zatem szybszy jest wzrost prędkości ruchu pocisku w przewodzie lufy. Szybko palący się proch powoduje większe i szybciej narastające ciśnienie maksymalne niż proch spalający się wolniej. Natomiast cechą wolno spalającego się prochu jest wolniejszy spadek ciśnienia po uzyskaniu maksymalnej jego wielkości. Dlatego proch użyty w broni o długiej lufie (wolno palący się) może spowodować większą prędkość początkową, niż szybko palący się proch, który nadaje się bardziej do broni z lufą krótką (pistolety, pistolety maszynowe).
Odrzut broni i powstawanie kąta wylotu
Prędkość odrzutu jest tyle razy mniejsza od prędkości początkowej pocisku, razy pocisk jest mniejszy od broni. Odrzut broni zaczyna się w momencie rozpoczęcia się ruchu pocisku w przewodzie lufy i osiąga swoją największą prędkość w momencie wylotu pocisku z przewodu lufy. W tych okolicznościach broń odchyla się częścią wylotową lufy do góry i w momencie wylotu pocisku kierunek osi przewodu lufy nie pokrywa się z poprzednim kierunkiem. Kąt powstały między kierunkiem osi przewodu lufy przed strzałem a tą samą osią w momencie strzału nazywamy kątem wylotu. Jest to wielkość zmienna zależna z znacznym stopniu od umiejętności strzelającego, jeżeli strzelający w czasie strzelania trzyma silnie karabin, kąty wylotu będzie mniejszy. Należy jednak jeszcze wspomnieć, że przy strzelaniu ogniem ciągłym pierwotne położenie osi przewodu lufy, przy każdy pocisku jest inne. Może to powodować że lufa jest coraz wyżej z każdym strzałem. Jest to wynikiem powstających drgań lufy.
Tor pocisku lotu
Na poruszający się pocisk w powietrzu działają siły zmieniające jego prędkość i kierunek lotu. Te siły to:
-Siła ciężkości i..
-Siła oporu powietrza.
Linię zakreśloną przez środek ciężkości poruszającego się pocisku nazywamy torem pocisku
Elementy toru pocisku mają ustalone nazwy i skrócone oznaczenia:
-Punkt wylotu O — jest to środek wylotu lufy.
-Poziom wylotu lufy OE — płaszczyzna pozioma przechodząca przez punkt wylotu O.
-Punkt upadku F (tabelaryczny punkt upadku) — punkt przecięcia się toru pocisku z poziomem wylotu. Odległość OF nazywamy największą donośnością.
-Punkt uderzenia U — punkt przecięcia się toru pocisku z powierzchnią celu (ziemi lub przeszkody).
-Linia strzału OP — prosta będąca przedłużeniem osi przewodu lufy wycelowanej i gotowej do strzału broni.
-Linia rzutu OR — prosta będąca przedłużeniem osi przewodu lufy w chwili strzału.
-Linia celu OC — prosta łącząca punkt wylotu z celem.
-Kąt celownika c — kąt POC, zawarty między linią celowania a linią strzału.
-Kąt położenia celu p — kąt COE, zawarty między linią celowania a poziomem wylotu.
-Kąt podniesienia φ — kąt POE, zawarty między linią strzału a poziomem wylotu.
-Kąt wylotu γ — kąt ROP, zawarty między linią strzału a linią rzutu.
-Kąt rzutu Θ — kąt ROE, zawarty między poziomem wylotu a linią rzutu.
-Kąt upadku ω — (tabelaryczny kąt upadku) — kąt zawarty między poziomem wylotu a styczną do toru w punkcie upadku F.
-Kąt uderzenia u — kąt zawarty między styczną do toru pocisku w punkcie uderzenia U a styczną do powierzchni
-celu lub przeszkody w punkcie uderzenia.
-Czas lotu t — czas od momentu wylotu pocisku do chwili osiągnięcia przez pocisk żądanego punktu na torze.
-Całkowity czas lotu T — czas lotu pocisku do punktu upadku.
-Prędkość początkowa Vo — prędkość pocisku w początkowym punkcie toru O.
-Prędkość końcowa Vk — prędkość pocisku w punkcie upadku.
-Wierzchołek toru W — najwyższy punkt toru.
-Wierzchołkowa toru Yw — odległość pionowa od wierzchołka toru do poziomu wylotu.
-Obniżenie toru w danym punkcie MN — odcinek pionowy od linii rzutu do danego punktu na torze.
-Wznosząca część toru OW — część toru od wierzchołka toru do jego punktu początkowego.
-Opadająca część toru WU lub WF — część toru od wierzchołka toru do punktu upadku lub uderzenia.
-Odległość do celu OC — odległość wzdłuż prostej od broni do celu.