К сожалению многие владельцы пневматического оружия имеют не совсем чёткие а иногда даже ошибочные представления о физических процессах, происходящих при его эксплуатации. Этому способствует отсутствие специальной литературы, а отрывочная информация (часто совершенно недостоверная) встречающаяся в оружейных журналах и ИНТЕРНЕТе вносит ещё большую неразбериху. Поскольку выпускаемая предприятием продукция в основном предназначена для потребителя, которого не удовлетворяют эксплуатационные характеристики серийных моделей, а возможности самостоятельных исследований в этой области для многих ограничены, изготовитель счёл необходимым включить данный раздел в материал сайта. Изготовитель рекомендует потребителю ознакомиться с ним, прежде чем приступить к изучению разделов, посвящённых модернизации конкретных моделей пневматического оружия. Так как технический уровень потребителей может сильно отличаться изложение всех вопросов предельно упрощено.

Физический процесс, происходящий при выстреле может быть описан несколькими способами:

Если предположить, что сжатый газ, используемый в качестве источника энергии является идеальным, то есть не имеет массы (а следовательно и инерционных свойств), вязкости (скорость распространения фронта давления по стволу достаточно велика), клапан накопительной камеры при выстреле мгновенно открывается и не создаёт никакого сопротивления для протекающего через него газа, объём накопительной камеры намного больше объёма ствола (при выстреле давление в ней не уменьшается) то можно определить теоретический предел начальной скорости пневматического оружия этого типа.

Из курса элементарной физики известна формула, описывающая равноускоренное движение тела из состояния покоя:

Для короткоствольного пневматического оружия (длина ствола 15 см), калибра 4,5мм, использующего в качестве источника энергии сжатый углекислый газ (давление 65 атм) и стреляющее шариком BBCAL (масса 0,35 г ) теоретический предел начальной скорости составляет 294 м/сек. Практически начальная скорость этого типа оружия значительно меньше.

Это объясняется целым рядом причин:

• объём накопительной камеры реальных моделей делается из соображений экономичности достаточно малым ( например для МР-654К он составляет всего 0,27куб.см., в то время как объём ствола составляет 1,5-2 куб. см.) Это приводит к резкому снижению давления в стволе при выстреле как за счёт естественного расширения газа, так и за счёт его сильного охлаждения при расширении. Адиабата углекислого газа имеет ярко выраженный провал давления при высоких скоростях расширения (малый объём накопительной камеры). Это объясняется переходом части газа из газообразной фазы в твёрдую (внешнее проявление - облако пара - мелких кристаллов, вылетающих из ствола при выстреле). Снизить скорость расширения возможно только увеличив объём накопительной камеры.
• конструкции клапанных систем реальных образцов оружия очень далеки от идеальной. Существует несколько конструкций клапанов, однако все они создают достаточно большое сопротивление для протекающего через них газа (в том числе и за счёт несовершенства конструкций с точки зрения аэродинамики, что приводит к образованию значительных завихрений газового потока, особенно сильно проявляющееся при высоких скоростях истечения).
• наличие многочисленных утечек газа, связанных с недостаточным качеством уплотнения между отдельными деталями оружия, также вносит свой вклад в уменьшение начальной скорости.
• грубые конструкторские и технологические ошибки, а также низкое качество изготовления оружия при его массовом производстве.

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что физические процессы происходящие при реальном выстреле очень сильно отличаются от идеального случая.

Выстрел можно также представить как процесс передачи кинетической энергии от струи газа к пуле (шарику) находящейся в стволе. Величина этой энергии пропорцианальна массе газа, активно воздействующей на пулю и квадрату её скорости. Экспериментальные исследования показали, что такая модель больше соответствует и точнее описывает процессы, происходящие при эксплуатации реальных моделей короткоствольного газобаллонного пневматического оружия массового производства.

Источником энергии в серийно выпускаемом оружии является сжатый углекислый газ. Основным физическим свойством определяющим его применение является способность находиться в жидкой фазе при относительно высоких температурах.

Наличие жидкой фазы позволяет некоторым образом стабилизировать ”мощность” выстрела (она в основном будет зависить только от температуры), а также запасти в баллончике значительное количество газа (количество углекислого газа находящегося в жидкой фазе и приведенное к атмосферному давлению соответствует его сжатию до 512 атмосфер).

Подробное описание физических процессов происжодящих внутри сосудов содержащих жидкую углекислоту (баллончики для пневматического оружия) при изменении внешних условий (температура, давление), а также процессов происходящих при их заправке с помощью предлагаемой системы приводится в соответствующей инструкции по эксплуатации.

Рассматривая вопрос о повышении энергии выстрела газобаллонного пневматического оружия необходимо отметить следующее: при использовании в качестве источника энергии углекислого газа практически нет возможности увеличить его энергетические параметры (давление зависит только от температуры). Поэтому единственной возможностью повышения энергии выстрела является увеличение скорости газовой струи выходящей из накопительной камеры в ствол.

В зависимости от индивидуальных особенностей конструкции оружия это может быть достигнуто следующими способами:

• увеличение объёма накопительной камеры
• увеличение пропускной способности клапана
• увеличение времени открытого состояния клапана

Эффективность этих мер для каждой модели оружия различна. Как показали исследования серийных моделей короткоствольного газобаллонного пневматического оружия практически достижимым уровнем начальной скорости являются значения порядка 170-190 м/сек.

Дальнейший рост энергии возможен только за счет увеличения давления газа и длины ствола. Однако это приводит к появлению целого ряда технических проблем, которые приходится решать индивидуально для каждой модели оружия.

К основным из них можно отнести следующие:

• рост давления в накопительной камере вызывает значительное увеличение усилия запирающего клапан, что в свою очередь требует усиления пружины ударно-спускового механизма, а это практически не всегда возможно.
• с увеличением давления возрастают требования к герметичности и механической прочности отдельных деталей и узлов оружия
• при использовании в качестве источника энергии сжатых газов :
  -количество выстрелов высокой энергии будет ограничено (отсутствие жидкой фазы и малый объём резервуара не позволяют запасти достаточное количество газа)
  -энергия выстрела будет быстро снижаться (как и давление)
• при высоких скоростях истечения резко возрастают требования к качеству клапанной системы с точки зрения аэродинамики (при низком качестве рост скорости приводит к возникновению сильной турбулентности потока и невозможности сколь-либо значительного её (скорости) увеличения)

далее ("Дальнейшее повышение мощности газобаллонного пневматического оружия") >>>