Как изменятся характеристики 7,62-мм патронов, если их почти полвека на складе продержать
О влиянии старения пороха на начальную скорость пуль 7,62-мм калибра на примере модернизированного станкового пулемёта Калашникова (ПКМС) и револьвера ТОЗ-36.
Вместо введения
Ранее мы уже писали о том, насколько сильно влияние старения пороха в метательных зарядах на характеристики оперённых бронебойных подкалиберных снарядов для танковых 125-мм пушек. Теперь пришло время поговорить о стрелковом оружии в рамках патронов калибра 7,62-мм для автоматов и пулемётов Калашникова, а также револьверов.
Конечно, о степени актуальности данного вопроса в практическом аспекте сегодня ничего утвердительного сказать нельзя как минимум по двум причинам. Первая заключается в отсутствии каких-либо данных о наличии совсем уж залежавшихся «цинков» с патронами на складах. Вторая — в арсеналах в любом случае проводятся ревизии, и старьё периодически изымается для переоснащения.
Тем не менее даже в теоретическом плане эта тема довольно интересна, поэтому поговорить о ней стоит. Ну а помогут нам в этом данные из монографии «Внутренняя баллистика ствольных систем при применении боеприпасов длительных сроков хранения» от 2009 года за авторством О. Б. Анипко и Ю. М. Бусяка.
Влияние разложения пороха
Начать, пожалуй, нужно с банальщины: порох является одним из ключевых компонентов боеприпаса — без разницы, хоть патрона для автомата, хоть выстрела для какой-нибудь пушки. Именно он, воспламеняясь, превращает химическую энергию в кинетическую, приводя в движение пулю или снаряд (технически это одно и то же — метаемое тело) за счёт давления образуемых пороховых газов.
Собственно говоря, он же и определяет главную характеристику патронов — начальную скорость пули, влияющую на её проникающую способность и точность стрельбы. Поэтому при разработке боеприпасов, как правило, используются максимальные навески пороха, обеспечивающие наибольшую (в рамках ТТЗ) скорость пули при вылете из ствола, находящуюся в балансе с требованиями по живучести (ресурсу) и прочими эксплуатационными характеристиками стрелкового оружия.
Однако этот баланс — штука весьма недолговечная, поскольку порох является неустойчивой в химическом плане субстанцией, из-за чего с течением времени его характеристики кардинально изменяются. Причём изменяются они, разумеется, в худшую сторону — и не только из-за неправильного хранения. Хватает и «внутренних» факторов.
Дело в том, что в ходе длительного хранения пороха происходят следующие процессы:
— Улетучиваются химические растворители, хоть и в малом количестве, но остающиеся в нём после финальной обработки нитроцеллюлозы, что ведёт к снижению его плотности и повышению хрупкости зёрен (фрагментов);
— Путём диффузного массопереноса из нитроцеллюлозы, как основы пороха, уходит азот, что негативным образом сказывается на его теплотворности;
— Под воздействием водорода и кислорода из воздуха (а он и в герметичных гильзах присутствует) в нитроцеллюлозе образуются кислоты на основе азота, которые разрушают элементы пороха, буквально «проедая» в них каверны, что увеличивает площадь их горения;
— Постепенно из состава пороха уходят стабилизаторы, призванные замедлить описанный в вышеобозначенных пунктах процесс, что лавинообразно ускоряет химическое разложение нитроцеллюлозы.
Разумеется, всё это естественным образом усугубляется повышенной температурой и влажностью, если боеприпасы хранятся в неправильных условиях. Однако даже при более-менее сносном хранении, спустя несколько десятков лет, они начинают серьёзно терять в своих характеристиках (начальной скорости пули), что наглядно демонстрируют исследования патронов калибра 7,62-мм.
В рамках этих мероприятий для пулемёта Калашникова были взяты патроны из партий, изготовленных в 1960, 1971 и 1988 годах, что соответствовало их «возрасту» в 44, 36 и 16 лет. Также были взяты патроны калибра 7,62 с уменьшенным пороховым зарядом для револьвера ТОЗ-36, хранившихся 26 и 38 лет. Измерение начальных скоростей пуль производилось с помощью электронного хронометра «Нептун», который отсчитывал время от совершения выстрела до попадания пули в мишень с погрешностью от 0,001 % до 0,003 % в зависимости от температуры окружающей среды.
Отстрел каждой партии патронов производился многократно, а затем вычислялось среднее значение начальной скорости пуль, поскольку только по одному выстрелу судить о том, насколько «протух» порох, попросту нельзя.
Перейдём к результатам.
По паспорту начальная скорость 7,62-мм пуль пулемёта Калашникова составляет 825 метров в секунду при использовании нового ствола и свежих патронов. И, надо отметить, пролежавшие 16 лет на складе патроны почти укладывались в этот норматив — скорость их пуль составила около 820 метров в секунду. 36-летние патроны давали в среднем уже около 760 м/с, а 44-летние — в пределах 750 метров в секунду.
Всё это более подробно указано в приложенной ниже таблице, а также графике.
Примерно схожие результаты дали и револьверные патроны, пули которых по паспорту должны иметь начальную скорость 190 метров в секунду, но из-за длительного хранения до неё не дотягивали: 26-летние патроны выдавали начальную скорость в 164 м/с, а 38-летние — в среднем 152,8 метров в секунду.
Более того, для револьвера был проведён дополнительный тест, с помощью которого выяснялась реальная проникающая способность его пуль в сочетании со старым порохом. Он заключался в стрельбе по доске толщиной 40 миллиметров, которую револьвер, при использовании свежих боеприпасов, уверенно пробивал с расстояния 25 метров.
При стрельбе 26-летними патронами из 10 попаданий по доске было 10 сквозных пробитий, то есть результат удовлетворительный. А вот с более древними 38-летними патронами он оказался не особо воодушевляющим: из 10 попаданий по доске только два увенчались успехом — 8 пуль её просто не пробили.
Так что да, минусы старого пороха вполне очевидны, но снижением начальной скорости пуль они не ограничиваются. Серьёзное влияние порох, находящийся в стадии активного химического разложения, оказывает и на ресурс оружия — и здесь не всё так просто, как может показаться на первый взгляд. Не просто потому, что логичный вывод о том, что чем меньше скорость пули, тем меньшие нагрузки испытывает ствол, здесь с реальностью никак не соотносится.
Дело в том, что, во-первых, порох из-за улетучивания растворителей и прочих составляющих становится хрупким, из-за чего его фрагменты (зёрна) подвержены разрушению на более мелкие элементы. Во-вторых, образуемые в результате хим. разложения кислоты выедают в них каверны. Всё это вкупе увеличивает площадь пороха, что приводит к ускорению его горения и значительному увеличению давления пороховых газов в момент совершения выстрела.
Однако горение это происходит неравномерно и при сниженной теплотворности (уменьшение полезной работы), поэтому дульное давление падает относительно паспортных значений, что ведёт к снижению начальной скорости пули, в то время как максимальное давление, испытываемое всей ствольной системой, заметно возрастает. Таким образом, ресурс ствола, как ни парадоксально, уменьшается, причём делает это стремительно, если используются боеприпасы, хранившиеся тридцать и более лет.
Живучесть ствола как функция срока хранения боеприпасов
Выводы
Какие выводы можно сделать из всего вышесказанного?
Во-первых, патроны со старым порохом сильно теряют в своей эффективности, поскольку падение начальной скорости пули ощутимо влияет сразу на несколько показателей. Это и снижение проникающей способности, что может снизить вероятность поражения целей за лёгкими укрытиями или в бронежилетах, и сокращение дальности прямого выстрела, и ухудшение точности стрельбы на дальних дистанциях боя.
Во-вторых, использовать старые патроны попросту небезопасно. В лучшем случае это просто приведёт к уменьшению ресурса ствола, что, в общем-то, несмертельно и не так уж затратно в плане замены одного условного пулемёта или автомата на другой. В худшем — может произойти разрушение ствольной коробки, а там недалеко и до ранений (вплоть до серьёзных) её осколками. Так что лучше остерегаться старья, произведённого, что называется, ещё при царе Горохе — и касается это не только калибра 7,62-мм.
Информация