ОРУЖЕЙКА: декабря 2013

Комплексная оценка останавливающего действия боеприпасов

В 80-х гг. XX века Национальным юридическим институтом США была разработана математическая модель, позволяющая с помощью ЭВМ получить для различных боеприпасов коэффициент относительного останавливающего действия RII (Relative Incapacitation Index).

Для этого сначала были получены статистические данные для оценки вероятности попадания при стрельбе из пистолета М1911А1.45АСР по ростовым мишеням, появляющимся в произвольном порядке на дальностях до 30 м и рассчитано среднее взвешенное значение всех точек попадания на расстоянии 6,4 м. Затем была проведена экспертная оценка каждого участка тела человека с точки зрения выведения его из строя. На основе объединения вероятности попадания в отдельные участки тела и степени их значимости для выведения из строя был получен индекс уязвимости VI (Vulnerability Index).

Затем, методом Монте-Карло, было проведено компьютерное моделирование 10000 выстрелов во фронтальную фигуру человеку и вычисление индекса уязвимости. Все индексы суммировались, и определялось среднее значение. Уязвимость указывалась в виде инкрементов проникновения в глубину тела.

Экспериментальным путем были установлены максимальные размеры ВПП-МТС (Maximum Temporary Cavity) в желатиновых блоках для более чем 140 комбинаций

Расчет RII производился по формуле:

I - глубина проникновения,

r - радиус МТС.

В таблице даны результаты вычислений RII для распространенных калибров и типов пуль.

Индекс относительного выведения из строя (RII).

Для поражения цели в обычной одежде считается достаточным значение RII от 10 до 30.

На величину RII влияют следующие факторы:
- скорость пули, так как от нее зависит размер и форма ВПП. Кроме того, при скоростях свыше 215 м/с экспансивные пули начинают деформироваться;

- конструкции пули: экспансивная или оболочечная, твердость сердечника, материал, размеры и форма оболочки и т. д.;

- калибр, особенно для цельнооболочечных пуль;

- форма пули: тупоносые пули имеют большие начальное лобовое сопротивление;

- точка прицеливания: точка попадания на уровне подмышек дает больше шансов выведения из строя, чем обычная точка прицеливания в середину тела.

Недостатком этой методики является то, что глубина проникновения рассматривается только при фронтальной стрельбе.

Другим комплексным методом оценки эффективности боеприпасов является энергетический.

Удельная энергия широко используется в раневой баллистике и определяется отношением кинетической энергии пули к площади ее поперечного сечения. В России считается что пуля должна иметь кинетическую энергию не менее 80 Дж или удельную энергию не менее 1,5 Дж/мм2.

В США считают, что для поражения цели пуля должна передавать от 75 до 90 % своей энергии желатиновому блоку длиной 140 мм, при условии, что энергия пули в момент встречи с блоком составляет не менее 275 Дж.

Французский ученый Жоссеран предложил оценивать останавливающее действие по произведению площади пули на ее кинетическую энергию. Показатель, равный 15, считается достаточным для вывода противника из строя.

Используют также формулу американского генерала Ю. Хатгера для расчета относительного останавливающего действия пули (ООД):

где m - масса пули, г.;

V - скорость пули в момент встречи с целью, м/с;

F - поперечная площадь пули, см2;

S - коэффициент формы пули, находящийся в пределах от 0,9 для цельнооболочечных пуль до 1,25 для экспансивных пуль.

Автор: В.К. Зеленко, А.В. Брызжев, В.В. Злобин, В.М. Королев

П34 Пистолетные и снайперские патроны. Гранатометные выстрелы.
Учебное пособие. - Тула: Инфра, 2008. - 120 стр

Понятие эффективности патронов

Эффективность патрона определяется вероятностью выведения из строя живой силы или других целей при выстреле им из оружия и зависит от вероятности попадания в цель, убойного, останавливающего и пробивного действия пули. Определение величины вероятности поражения цели достаточно подробно излагается в специальной литературе.

Эффективность патрона с точки зрения вероятности поражения лучше всего характеризуется средним ожидаемым расходом боеприпасов, который равен частному от деления требуемого числа попаданий на величину вероятности попадания при одном выстреле. При стрельбе по живым целям требуемое число попаданий принимается равным единице при стрельбе одиночными выстрелами или математическому ожиданию числа попаданий, рассчитанному исходя из заданной вероятности поражения цели при стрельбе автоматическим огнем.

Средний ожидаемый расход для поражения групповой цели определяется по формуле:

где n - количество патронов, необходимое для поражения заданного процента целей;

аn - математическое ожидание числа попаданий, равное: для поражения 80 % целей - 1,609; 50 % целей - 0,693.

В - ширина фронта в м, занятого целями;

РB - вероятность попадания в полосу, равную высоте цели;

2z - ширина отдельной цели;

К - коэффициент фигурности цели.

Различие между понятиями «убойное действие» и «останавливающеедействие» достаточно расплывчато. Если убойное действие пули формулируется как боевое действие, приводящее к лишению живой цели боеспособности, то останавливающее действие определяется как способность пули при попадании в живую цель немедленно лишить ее боеспособности.

А.К. Благонравов писал: «Вопрос об «останавливающем действии» пули имеет особо существенное значение при боевом применении оружия самообороны (или вообще оружия на очень коротких дистанциях)... Если противник, будучи раненым, сохранит остаток сил настолько, что будет в состоянии еще короткое время владеть своим оружием (произвести выстрел, бросить ручную гранату) или продолжать движение, то такое действие оружия самообороны следует признать неудовлетворительным ».

Убойность пули зависит от ее энергии в момент встречи с целью, ее скорости и так называемого «бокового действия».

Пуля при попадании в живой организм вызывает гидродинамический удар, который, передаваясь во все стороны, вызывает разрушение тканей и общий шок. Однако, гидродинамический эффект существенно проявляется при скорости пули не менее 700 м/с.

Боковое действие определяется не только размерами самой раны, но и размерами поражаемых тканей по соседству с раной. Увеличение «бокового действия» достигается как при потере устойчивости движения пули в тканях, например, вследствие смещения центра масс или относительно большой длины пули, так и за счет экспансивности пуль, когда носик пули имеет возможность деформироваться и фрагментироваться, как, например, у полуоболочечных пуль.

Вопрос о количественной характеристике останавливающего действия еще не прояснен, так как не выяснена до сих пор качественная сторона этого явления. Однако считается, что уверенное поражение человека достигается такими пулями, которые при прохождении через желатиновый блок толщиной 178 мм (7 дюймов) теряют не менее 216 Дж энергии и имеют в момент встречи количество движения не менее 2,26 Н·с.

Пробивное действие пули характеризуется ее способностью пробить преграду (укрытие). Пробивное действие зависит от калибра, веса, формы и конструкции пули и от угла между касательной к траектории в точке встречи и касательной у поверхности цели в той же точке. Пробивное действие пули зависит не только от свойств оружия и пули, но и от свойств преграды.
Например, легкая винтовочная пуля калибра 7,62 мм образца 1908 г. массой 9,6 г и с начальной скоростью 865 м/с пробивает на дистанции до 2000 м -
слой гравия или щебня - до 120 мм,

слой песка или земли - до 700 мм,

кирпичную стену - до 150...200 мм,

стену из древесины хвойных пород (сосны) - до 850 мм.

Единообразного общепринятого метода оценки пробивного действия пуль не существует. Для сравнительной оценки используют различные имитаторы преград. В отечественной практике наиболее распространенными имитаторами являются сухие сосновые доски толщиной 25 мм для обычных пуль и листы из стали ЗКП для бронебойных пуль. Оценка производится по количеству пробитых досок или толщине пробитого стального листа.

Патроны для оружия с малым демаскирующим действием (МДД)

Общеизвестно, что выстрел из огнестрельного оружия сопровождается громким звуком, который наряду с дульным пламенем является главным демаскирующим фактором для снайпера, указывающим направление выстрела и предупреждающим противника об угрозе.

Пороховые газы имеют у дульного среза температуру до 1000 °С и создают давление около 200 кгс/см², в результате чего при выходе из ствола они расширяются, создавая волну давления, которую человек воспринимает как резкий звук. Интенсивность этого звука можно оценивать в паскалях (Па), но чаще используются децибелы (дБ).

Децибел - величина логарифмическая, например: изменение звука на 3 дБ означает изменение звукового давления в 2 раза, а на 30 дБ - в 1000 раз. Использование этой единицы измерения обусловлено тем, что чувствительность нашего уха так же нелинейная.

За субъективную единицу уровня громкости, называемую фоном, принят один децибел эталонного звука частотой 1000 Гц. Порогом болевого ощущения считается звук с уровнем громкости 130 дБ.

Примеры силы звуков для различных источников шума приведены в таблице

Допустимым уровнем звукового давления для стрелкового оружия считается 160 дБ, после которого за незначительное время чувствительность слуха восстанавливается полностью.

Если снизить уровень звука до 33 дБ, он не привлечет внимания на тихой городской улице, а с учетом того, что звук уменьшается пропорционально квадрату расстояния от его источника, в большинстве случаев достаточно снижения звука до 115...125 дБ.

Наиболее мощными источниками звука при выстреле являются:

- прорыв газов в зазор между пулей и поверхностью канала ствола. Эти газы, имеющую высокую температуру и давление, создают в канале ствола перед пулей плоскую ударную волну, называемую предшествующей ударной волной;

- баллистическая волна, образующаяся при движении пули со сверхзвуковой (> 330 м/с) скоростью;

- выход основной массы пороховых газов после вылета пули из ствола. При этом за счет резкого перепада температуры и давления возникает ударная волна, называемая дульной;

- пульсация истекающего потока пороховых газов, которая создает аэродинамический шум;

несгоревшие частицы пороха, имеющие сверхзвуковую скорость и создающие баллистические волны;

- догорание газопороховой смеси (при неполном сгорании);

- полет пули по траектории, сопровождающийся возникновением вихревого шума и баллистической волны (при скорости пули более скорости звука).

Наиболее распространенным способом глушения звука является замкнутая расширительная камера, закрепленная на дульном срезе оружия, где пороховые газы расширяются. Принимая во внимание, что на долю баллистической волны приходится не менее половины звуковой энергии выстрела, необходимым условием для глушения звука выстрела является дозвуковая начальная скорость пули.

Рис. 1. Патроны с дозвуковой начальной скоростью пули:

а) 7,62-мм специальный винтовочный патрон с пулей с уменьшенной скоростью;

б) 7,62 УС; в) 7У1; г) СП-5; д) СП-6

В 1938 г. на вооружение в СССР был принят 7,62-мм специальный винтовочный патрон с пулей с уменьшенной скоростью (рис. 1, а), предназначенный в основном для стрельбы из винтовки обр. 1891/30 гг. с прибором бесшумной стрельбы «БРАМИТ». Патрон имел биметаллическую гильзу с пулей массой 9,5 г и длиной 28,6 мм.

Заряд пороха подбирался таким образом, чтобы начальная скорость пули не превышала 330 м/с - скорость звука в воздухе при температуре воздуха около нуля градусов по Цельсию. Для отличия вся поверхность пули вместе с дульцем гильзы и полностью дно гильзы патрона окрашивались зеленым лаком.

Для проведения специальных операций к автомату АКМ был принят на вооружение прибор ПБС (прибор для беззвучной и беспламенной стрельбы) вместе со специальными патронами «УС» (рис. 1, б) - с уменьшенной (дозвуковой) начальной скоростью пули. Специальный патрон «УС» позволяет вести из АКМ с ПБС действительный прицельный огонь на дальностях до 400 м.

При выстреле из автомата АКМ пуля при выходе из канала ствола пробивает резиновый обтюратор прибора ПБС. Резина, сжимаясь, препятствует прорыву пороховых газов в корпус прибора. Газы, успевшие прорваться вслед за пулей, попадают в отсеки, расширяются, теряют скорость и не вызывают звука. Корме того, отсеченные резиновым обтюратором газы создают в канале ствола дополнительное давление, необходимое для работы автоматики АКМ.

Патроны «УС» в отличие от обыкновенных патронов обр. 1943 г. с пулей со стальнымсердечником обладают меньшим весом порохового заряда и большим весом пули.

Пуля в головной части имеет стальной сердечник, что при стрельбе на дальностях до 400 м обеспечивает пробитие стальной армейской каски. Для отличия от обыкновенных патронов обр. 1943 г. головная часть пули патрона «УС» окрашена в черные и зеленые цвета.

Для автомата АК-74 был разработан ПБС-4 и 5,45 мм-патрон с уменьшенной скоростью пули 7У1 (индекс 57-Н-231У), предназначенный для поражения на дальности до 400 м (рис. 1, в). Окраска пули - черно-зеленая вершина.

В СССР в конце 1980-х годов были разработаны боеприпасы калибра 9 мм - снайперский патрон СП-5 (индекс 7Н8) и автоматный патрон с повышеннойбронебойностью СП-6 (индекс 7Н9) (рис. 1, г, д).

За основу при разработке новых патронов была взята стальная гильза патрона 7,62x39 образца 1943 года с дульцем увеличенного диаметра.

За счет использования тяжелой (порядка 16 г) оптимизированной для дозвуковых скоростей пули удалось обеспечить эффективную дальность стрельбы до 400 метров.

Основными образцами, в которых используются эти патроны, стали бесшумные снайперские винтовки ВСС «Винторез» (индекс 6П29), ВСК и бесшумные автоматы АС «Вал» (индекс 6П30), 9А91.

Внешне патроны СП-5 и СП-6 отличаются по форме и окраске пули: патрон СП-5 имеет оболочечную пулю без маркировки; патрон СП-6 имеет пулю с оголенным в носовой части стальным бронебойным сердечником и маркирован черной краской в передней части пули.

бесшумная 12,7-мм снайперская винтовка ВКС

Рис. 2. 12,7-мм снайперская винтовка ВКС

В 2004 году на вооружение принят 12,7-мм снайперский комплекс ВКС (рис. 2).с малым демаскирующим действием, в состав которого входят снайперские патроны с дозвуковой начальной скоростью пули:

- патрон СЦ-130 ПТ2 с цельнометаллической бронзовой пулей, предназначенный для поражения живых целей, не защищенных СИБ, из снайперской винтовки на дальности до 600 м;

- патрон СЦ-130 ПТ с пулей патрона 12,7 СН, предназначенный для поражения живых целей, не защищенных СИБ на дальности не менее 600 м;

- патрон СЦ-130 ВПС с бронебойной пулей для поражения живых целей, защищенных СИБ 5-6 уровня защиты (по ГОСТ Р50744-95), и легко бронированной техники на дальности до 200 м (рис. 3).

Рис. 3. Бронебойная пуля СЦ-130 ВПС

Рис. 4. Пробитие стальной плиты пулями патрона СЦ-130 ВПС на дальности 100 м
а) элементы пули патрона СЦ-130 ВПС после пробития брони;
б) стальная плита (сталь Ст 3 толщиной 20 мм), пробитая пулей патрона СЦ-130 ВПС

Во время встречи пули патрона СЦ-130 ВПС с броней подкалиберный бронебойный сердечник головной частью внедряется в броню до соприкосновения корпуса с броней, после чего корпус останавливается. Сердечники выходят из корпуса, при этом тандемный сердечник передает часть своей кинетической энергии бронебойному, который пробивает броню (рис. 4, а).

Современные направления развития снайперских патронов

Система стрелкового вооружения, доставшаяся России от СССР, была ориентирована на концепцию конфликта мирового масштаба с задействованием больших людских и материальных ресурсов. Однако опыт локальных войн второй половины 20 века показал необходимость увеличения дальности огня снайперского оружия с вероятностью поражения мишени «бегущая фигура» на дальности 1500 м. В связи с этим были разработаны снайперские винтовки под патроны .50 Browning и отечественный патрон 12,7×108 мм.

Крупнокалиберные патроны, хотя и обеспечивают эти требования по дальности, но создавались для борьбы с бронетехникой, показатели защищенности которой сильно возросли со времени появления этих патронов, а для других задач их энергия избыточна, кроме того, вес винтовки для этого патрона составляет 11-16 кг. Поэтому целесообразным был бы боеприпас, промежуточный между калибрами 7,62 мм и 12,7 мм, который бы обеспечил возможность эффективной стрельбы на дальностях до 1500 м из сравнительно легкой винтовки.

Рассмотрим сравнительные характеристики отечественного снайперского патрона 7Н1, патронов 9×85 SNIPER, 12,7×108, 12,7×99 снайперский, 14,5×114 (смотри таблицу).

Из таблицы видно, что патрон 12,7×99 имеет лучшие характеристики по сравнению с патронами 12,7×108 за счет лучшей формы пули при одинаковом импульсе отдачи.

Улучшение характеристик патрона 12,7×108 пошло по двум направлениям: ЦНИИТОЧМАШ был разработан патрон 12,7 СН с оболочечной пулей, в которой последовательно расположены стальной сердечник из стали У12А твердостью HRC 64-68 ед. в оживальной части и свинцовый сердечник, ГУП «КБП» 12,7 СПЦ с пулей, выполненной целиком из бронзы и 12,7 СПБ с пулей со стальным сердечником из стали У10А твердостью HRC 60-64 ед., запрессованным в бронзовую оболочку.

Конструктивное решение пули патрона 12,7 СН является традиционным, аналогичную конструкцию имеют патроны СП-5 и 9-мм СН. Последовательное расположение стального и свинцового сердечников позволяет уменьшить дисбаланс пули, но бронебойное действие сердечника при этом уменьшается. Вследствие большей массы пули импульс отдачи значительно увеличивается по сравнению с патроном Б-32.

Патроны с цельнометаллическими точеными пулями получают все более широкое распространение вследствие их высокой кучности, при этом отмечается их достаточная пробивная способность.

В решении снайперских задач наибольшее распространение среди пуль этого класса получили пули южноафриканской фирмы «Impala», имеющие цилиндрическую форму с рядом проточек на цилиндре, которые уменьшают направляющую поверхность цилиндрической части примерно на 60 % и выполнены из сплава, состоящего из 57 % меди, 40 % цинка и 3 % свинца или томпака с 80 % меди.

В патроне 12,7 СПЦ пули выполнены из бронзы Бр.АЖ9-4, имеющей плотность 7,5 г/см3 и содержащей 8÷10 % алюминия и 2÷4 % железа, остальное - медь.

Отечественные снайперские патроны

Основным отечественным винтовочным патроном является патрон 7,62×54 мм образца 1908/30 года, который явился основой для создания семейства снайперских винтовок СВД и других конструкций оружия (рис. 1). Специально для снайперских винтовок были разработаны 2 вида патронов: «снайперские» 7Н1 и так называемые «с пулями с серебряным носиком» 57-Н-323С.

Рис. 1 Отечественные снайперские патроны

а) патрон 12.7×108; б) пуля 12,7 СН; в) пуля 12,7 СПЦ; г) пуля 12,7 СПБ;

д) патрон 7,62x54 образца 1908/03 года; е) пуля патрона «снайперский» с последовательно

расположенными стальным и свинцовым сердечником;

ж) пуля «серебряный носик» внутри оболочки длинный стальной сердечник в

свинцовой рубашке; з) патрон 9×39; и) пуля СП-5

Пуля патрона «снайперский» (рис. 1, е) является оболочечной с полостью в носовой части и последовательно расположенными стальным и свинцовым сердечником.

Пуля «серебряный носик» (рис. 1, ж) имеет внутри оболочки длинный стальной сердечник в свинцовой рубашке. В головной части пули полость заполнена свинцом. Патроны с этими пулями используются для стрельбы по легкобронированным и укрепленным целям.

При работе из отечественных снайперских винтовок могут использоваться и другие патроны 7,62×54, характеристики которых приведены в таблице.

характеристики отечественных снайперских патронов

В конце 80-х гг. XX века был разработан 9×39-мм патрон СП-5, предназначенный для бесшумных снайперских винтовок ВСС и ВСК-94 (рис. 1, з).

Пуля патрона СП-5 состоит из последовательного расположенных стального и свинцового сердечника, помещенных в биметаллическую оболочку (рис. 1, и). Гильза патрона спроектирована на базе гильзы патрона 7,62×39.

Характеристики патрона СП-5 приведены в таблице.

В 1990-х гг. появились отечественные снайперские винтовки под патрон 12,7×108 мм, разработанный еще в 30-е годы прошлого столетия на базе патрона Виккерса под крупнокалиберный пулемет ДШК. Этот патрон с бронебойно-зажигательной пулей Б-32 имеет следующие характеристики:

характеристики бронебойно-зажигательной пули Б-32

Однако этот патрон, являясь пулеметным, не обладает достаточной кучностью и может использоваться в снайперском оружии только для решения специальных задач.

Зарубежные снайперские патроны

Основными патронами, используемыми для снайперской стрельбы зарубежных армий и спецслужб, являются: 5,56×45-мм патрон НАТО (.223 Remington),.243 Winchester, 7-мм Remington Magnum, 7,5×54-мм, .300 Winchester Magnum, 7,62x51-мм НАТО, .338 Lapua Magnum, .50 Browning.

Характеристики этих патронов приведены в таблице.

характеристики зарубежных снайперских патронов

Патрон .243 Winchester (рис. 1, а) является типичным охотничьим боеприпасом, имеющим незначительную отдачу по сравнению с боеприпасами большего калибра и соответственно обеспечивающим лучшую кучность.

Патроны 7-мм Remington Magnum (рис. 1, б) и 300 Winchester (рис. 1, в) имеют аналогичную конструкцию и высокую кучность. В нижней части гильзы патрона имеется поясок, до которого производится досылание патрона в патронник, вследствие чего обеспечивается стабильный зеркальный зазор между зеркалом затвора и торцем гильзы.

Рис. 1. Зарубежные снайперские патроны

а) .243 Winchester; б) 7-мм Remington Magnum; в) .300 Winchester; г) 7,5x54;

д) 7,62x51 НАТО; е) .338 Lapua Magnum; ж) .50 Browning

Толстостенная гильза позволяет использовать более мощный пороховой заряд, благодаря чему пуля при массе 9,72 г имеет высокую начальную скорость (948 и 987 м/с соответственно).

Патрон 7,5×54 (рис. 1, г) был принят на вооружение только во французской армии в 1929 году, но в настоящее время выходит из употребления в связи с переходом на патрон 7,62×51 НАТО.

Патрон 7,62×51 НАТО (рис. 1, д) был разработан на основе патрона 30-06 Springfielg, у которого была укорочена гильза и несколько облегчена пуля, однако за счет применения сферического пороха с высокой насыпной плотностью патрон сохранил высокие баллистические характеристики.

В качестве патрона, промежуточного между калибрами 7,62 и 12,7 мм, фирма «Lapua» разрабатывала с середины 1980-х годов патрон .338 Lapua Magnum (рис. 1, е). Необходимость разработки такого патрона возникла в связи с тем, что патрон 7,62×51 обеспечивает вероятность поражения 0,7...0,8 на дистанциях до 800 м, а на больших дистанциях требуемая вероятность поражения не обеспечивается.

Патроны калибра 12,7 обеспечивают возможность поражения малоразмерных целей на дальностях до 1500 м, но при этом имеют избыточную энергию для поражения живой силы, что приводит к увеличению массы и габаритов винтовок.

Патрон .338 Lapua Magnum обеспечивает эффективную дальность стрельбы до 1500 м для поражения живой силы.

Базой для него послужил патрон .338 Bell с переобжатой гильзой охотничьего патрона .416 Rigby. Компания «Lapua» усилила гильзу, которая стала выдерживать давление до 420 МПа, и три варианта пуль массой 16,2 г с формой, оптимизированной для стрельбы на большие дальности: Lock Base (В 408), Scenar (GB 488) и Armour Piercing (АР 485).

Патрон .50 Browning (рис. 1, ж), созданный в 1920 году для крупнокалиберного пулемета, оказался столь удачным, что вполне подошел для современных снайперских винтовок.

В последнее десятилетие появились и новые перспективные снайперские патроны. Среди них следует отметить усиленные 7,62-мм патроны фирмы «Lapua» D46 и D47 с пулями массой соответственно 11,2 и 12 г, американский снайперский патрон Ml 18SB имеет пулю массой 11,3 г.

Патрон .300 FFV АР шведской компании FFV отличается исключительной настильностью траектории пули и пробивным действием. Американской фирмой McMillan разработан патрон .30 Phoenix с пулей массой 1,6 г и начальной скоростью 945 м/с.