Отдача

Ранняя военно-морская пушка, которая может слегка откатываться назад при выстреле и поэтому должна быть привязана прочными веревками.

Отдача (часто называемый отбрасыванием, отдачей или просто ударом ) - это обратная тяга, возникающая, когда пистолет разряжается. С технической точки зрения, отдача является результатом сохранения количества движения, так как согласно третьему закону Ньютона сила, необходимая для ускорения чего-либо, вызовет равную, но противоположную реактивная сила, что означает, что поступательный импульс, полученный снарядом и выхлопными газами (выброс ), будет математически уравновешен равным и противоположный импульс приложил к пушке. В ручном стрелковом оружии импульс отдачи в конечном итоге передается на землю, но через тело стрелка, что приводит к заметному импульсу, обычно называемому "пинок".

В более тяжелых орудиях, таких как крупнокалиберные пулеметы или артиллерийские орудия, импульс отдачи передается земле через монтажную платформу на на котором установлено оружие. Чтобы остановить движущееся назад орудие, импульс, приобретаемый орудием, рассеивается за счет противодействующей силы отдачи, действующей вперед, прикладываемой к ружью в течение некоторого периода времени после выхода снаряда из дульного среза. Чтобы применить эту силу противодействия отдаче, современные навесные орудия могут использовать буферизацию отдачи, содержащую пружины и гидравлические механизмы отдачи, аналогичные амортизирующей подвеске на автомобилях. Ранние пушки использовали системы тросов наряду с трением качения или скольжения, чтобы обеспечить силы, замедляющие отдачу пушки до остановки. Буферизация отдачи позволяет снизить максимальную силу противодействия отдаче, так что ограничения по прочности артустановки не превышаются. Давление в камере орудия и силы ускорения снаряда огромны, порядка десятков тысяч фунтов на квадратный дюйм и в десятки тысяч раз превышающего ускорение свободного падения (g ), и то и другое необходимо для запуска снаряда при полезной скорость на очень коротком пути ствола. Однако те же самые давления, действующие на основание снаряда, действуют на заднюю поверхность камеры пушки, ускоряя движение пушки назад во время выстрела. Практические весовые артустановки обычно недостаточно сильны, чтобы выдерживать максимальные силы, ускоряющие снаряд в течение короткого времени, в течение которого снаряд находится в стволе, обычно всего несколько миллисекунд. Чтобы смягчить эти большие силы отдачи, механизмы амортизации отдачи распределяют силу встречной отдачи на более длительное время, обычно в десять-сто раз дольше, чем продолжительность сил, ускоряющих снаряд. Это приводит к тому, что требуемая сила противодействия отдаче пропорционально ниже и легко поглощается артустановкой. Современные пушки также очень эффективно используют дульные тормоза для перенаправления некоторых пороховых газов назад после выхода снаряда. Это обеспечивает противодействующую силу отдачи стволу, что позволяет более эффективно спроектировать буферную систему и артустановку при еще меньшем весе.

Безоткатные ружья также существуют, в которых большая часть газа под высоким давлением, остающегося в стволе после выхода снаряда, отводится назад через сопло в задней части патронника, создавая большую силу встречной отдачи, достаточную для устранения необходимости тяжелые буферы для уменьшения отдачи на креплении.

Те же принципы физики, влияющие на отдачу в навесном оружии, применимы и к ручному оружию. Тем не менее, тело стрелка принимает на себя роль артустановки и должно аналогичным образом рассеивать импульс отдачи оружия в течение более длительного периода времени, чем время движения пули в стволе, чтобы не травмировать стрелка. Кисти, руки и плечи для этой цели обладают значительной силой и эластичностью, вплоть до определенных практических пределов. Тем не менее, «воспринимаемые» пределы отдачи варьируются от стрелка к стрелку, в зависимости от размера тела, использования амортизатора, индивидуальной переносимости боли, веса огнестрельного оружия и наличия систем амортизации отдачи и дульных устройств (дульный тормоз или глушитель ). По этой причине установление стандартов безопасности при отдаче для стрелкового оружия остается сложной задачей, несмотря на очевидную физику.

Содержание

• 1 Отдача: импульс, энергия и импульс
  • 1.1 Импульс
  • 1.2 Угловой момент
  • 1.3 Включая выбрасываемый газ
• 2 Восприятие отдачи
• 3 Установленные пушки
• 4 Неправильные представления об отдаче
• 5 См. Также
• 6 Ссылки
• 7 Внешние ссылки

Отдача: импульс, энергия и импульс

Импульс

Для изменения количества движения массы требуется сила ; согласно первому закону Ньютона, известному как закон инерции, инерция - это просто еще один термин для обозначения массы. Эта сила, приложенная к массе, создает ускорение, которое при приложении со временем изменяет скорость массы. Согласно второму закону Ньютона, закон количества движения - изменение скорости массы изменяет ее импульс (масса умножается на скорость). Здесь важно понять, что скорость - это не просто скорость. Скорость - это скорость массы в определенном направлении. В техническом смысле скорость - это скаляр (математика),, величина, а скорость - это вектор (физика),, величина и направление. Третий закон Ньютона, известный как сохранение количества движения, признает, что изменения в движении массы, вызванные приложением сил и ускорений, не происходят изолированно; то есть обнаруживается, что другие тела массы участвуют в управлении этими силами и ускорениями. Более того, если учесть все задействованные массы и скорости, векторная сумма, величина и направление импульса всех задействованных тел не изменится; следовательно, импульс системы сохраняется. Это сохранение количества движения является причиной того, что отдача пушки происходит в направлении, противоположном проекции пули - масса, умноженная на скорость снаряда в положительном направлении, равна массе, умноженной на скорость оружия в отрицательном направлении. В итоге общий импульс системы равен нулю, что удивительно так же, как и до нажатия на спусковой крючок. Таким образом, с практической инженерной точки зрения, используя математическое приложение сохранения количества движения, можно рассчитать в первом приближении импульс отдачи и кинетическую энергию, а также правильно спроектировать системы амортизации отдачи для безопасного рассеивания этого импульса. импульс и энергия, просто основанные на оценках скорости (и массы) снаряда, выходящего из ствола. Для подтверждения аналитических расчетов и оценок после изготовления прототипа оружия энергия и импульс отдачи снаряда и оружия могут быть непосредственно измерены с помощью баллистического маятника и баллистического хронографа.

. Существуют два закона сохранения при работе при выстреле: сохранение импульса и сохранение энергии. Отдача объясняется законом сохранения количества движения, поэтому ее легче обсудить отдельно от энергии.

. Характер процесса отдачи определяется силой воздействия расширяющихся газов в стволе на оружие ( сила отдачи), которая равна и противоположна силе на выбросе. Он также определяется силой противодействия отдаче, приложенной к оружию (например, руке или плечу оператора или креплению). Сила отдачи действует только в то время, когда выбросы все еще находятся в стволе оружия. Сила противодействия отдачи обычно применяется в течение более длительного периода времени и добавляет к оружию поступательный импульс, равный обратному импульсу, создаваемому силой отдачи, чтобы остановить ружье. Существует два особых случая противодействующей силы отдачи: Свободная отдача, в которой продолжительность действия силы противодействия отдачи намного больше, чем продолжительность силы отдачи, и нулевая отдача, при которой сила противодействия отдаче соответствует силе отдачи по величине и продолжительности. За исключением случая с нулевой отдачей, сила противодействия отдачи меньше, чем сила отдачи, но длится дольше. Поскольку сила отдачи и сила противодействия не совпадают, ружье будет двигаться назад, замедляясь, пока не остановится. В случае с нулевой отдачей эти две силы согласованы, и ружье не будет двигаться при выстреле. В большинстве случаев оружие очень близко к состоянию свободной отдачи, поскольку процесс отдачи обычно длится намного дольше, чем время, необходимое для перемещения выброса вниз по стволу. Примером почти нулевой отдачи может быть ружье, надежно закрепленное на массивном или хорошо закрепленном столе или поддерживаемое сзади массивной стеной. Однако использование систем с нулевой отдачей часто непрактично и не безопасно для конструкции оружия, так как импульс отдачи должен поглощаться непосредственно через очень небольшое расстояние упругой деформации материалов, из которых сделаны ружье и крепление. сделаны из, возможно, превышая их пределы прочности. Например, если прикладывать крупнокалиберную винтовку прямо к стене и нажимать на спусковой крючок, возникает риск растрескивания как ложа, так и поверхности стены.

Отдача огнестрельного оружия, большого или малого, является результатом закона сохранения количества движения. Если предположить, что огнестрельное оружие и снаряд перед выстрелом находятся в состоянии покоя, то их общий импульс равен нулю. Если предположить состояние почти свободной отдачи и пренебречь газами, выбрасываемыми из ствола (первая приемлемая оценка), то сразу после выстрела сохранение количества движения требует, чтобы общий импульс огнестрельного оружия и снаряда был таким же, как и раньше, а именно нулевым.. Формулируя это математически:

$pf\; +\; pp\; =\; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; p\_\; \{f\}\; +\; p\_\; \{p\}\; =\; 0\; \backslash ,\}$

где $pf\; \{\backslash \; displaystyle\; p\_\; \{f\}\; \backslash ,\}$- импульс огнестрельного оружия, а $pp\; \{\backslash \; displaystyle\; p\_\; \{p\}\; \backslash ,\}$- импульс снаряда. Другими словами, сразу после выстрела импульс огнестрельного оружия равен импульсу снаряда и противоположен ему.

Поскольку импульс тела определяется как его масса, умноженная на его скорость, мы можем переписать приведенное выше уравнение следующим образом:

$mfvf\; +\; mpvp\; =\; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; m\_\; \{f\}\; v\_\; \{f\}\; +\; m\_\; \{p\}\; v\_\; \{p\}\; =\; 0\; \backslash ,\}$

где:

$mf\; \{\backslash \; displaystyle\; m\_\; \{f\}\; \backslash ,\}$- масса огнестрельного оружия

$vf\; \{\backslash \; displaystyle\; v\_\; \{f\}\; \backslash ,\}$- скорость огнестрельного оружия сразу после выстрела.

$mp\; \{\backslash \; displaystyle\; m\_\; \{p\}\; \backslash ,\}$- масса снаряда

$vp\; \{\backslash \; displaystyle\; v\_\; \{p\}\; \backslash ,\}$- скорость снаряда сразу после выстрела.

Сила, интегрированная за период времени, в течение которого он действует, даст импульс, создаваемый этой силой. Сила противодействия отдаче должна обеспечивать достаточный импульс для огнестрельного оружия, чтобы остановить его. Это означает, что:

$\int \; 0\; tcr\; F\; cr\; (t)\; dt\; =\; -\; mfvf\; =\; mpvp\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; int\; \_\; \{0\}\; ^\; \{t\_\; \{cr\}\}\; F\_\; \{cr\}\; (t)\; \backslash ,\; dt\; =\; -m\_\; \{f\}\; v\_\; \{f\}\; =\; m\_\; \{p\}\; v\_\; \{p\}\}$

где:

$F\; cr\; (t)\; \{\backslash \; displaystyle\; F\_\; \{cr\}\; (t)\; \backslash ,\}$- сила противодействия отдачи как функция времени (t)

$tcr\; \{\backslash \; displaystyle\; t\_\; \{cr\}\; \backslash ,\}$длительность силы противодействия отдачи

Аналогичное уравнение можно записать для силы отдачи огнестрельного оружия:

$\int \; 0\; tr\; F\; r\; (t)\; dt\; =\; mfvf\; =\; -\; mpvp\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; int\; \_\; \{0\}\; ^\; \{t\_\; \{r\}\}\; F\_\; \{r\}\; (t)\; \backslash ,\; dt\; =\; m\_\; \{f\}\; v\_\; \{f\}\; =\; -\; m\_\; \{p\}\; v\_\; \{p\}\}$

где:

$F\; r\; (t)\; \{\backslash \; displaystyle\; F\_\; \{r\}\; (t)\; \backslash ,\}$- это сила отдачи как функция времени (t)

$tr\; \{\backslash \; displaystyle\; t\_\; \{r\}\; \backslash ,\}$- длительность силы отдачи

Предполагая, что силы в некоторой степени равномерно с распределением по их длительности, условием для свободной отдачи является $tr\; \ll \; tcr\; \{\backslash \; displaystyle\; t\_\; \{r\}\; \backslash \; ll\; t\_\; \{cr\}\}$, а для нулевой отдачи $F\; r\; (t)\; +\; F\; cr\; (t)\; =\; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; F\_\; \{r\}\; (t)\; +\; F\_\; \{cr\}\; (t)\; =\; 0\}$.

An момент импульса

Для оружия, стреляющего в условиях свободной отдачи, сила, действующая на оружие, может не только оттолкнуть его назад, но также может заставить его вращаться вокруг своего центра масс или противооткатной опоры. Это особенно верно для более старого огнестрельного оружия, такого как классическая винтовка Кентукки, у которой приклад наклонен вниз значительно ниже, чем ствол, обеспечивая точку поворота, вокруг которой дуло может подниматься при отдаче. В современном огнестрельном оружии, таком как винтовка M16, используется конструкция ложи, расположенная на одной линии со стволом, чтобы минимизировать любые эффекты вращения. Если есть угол поворота частей отдачи, крутящий момент ($\tau \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; tau\}$) на пистолете определяется по формуле:

$\tau \; =\; I\; d\; 2\; \theta \; dt\; 2\; =\; час\; F\; (t)\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; tau\; =\; I\; \{\backslash \; frac\; \{d\; ^\; \{2\}\; \backslash \; theta\}\; \{dt\; ^\; \{2\}\}\}\; =\; hF\; (t)\}$

где $h\; \{\backslash \; textstyle\; h\}$- перпендикулярное расстояние центра масс оружия ниже оси ствола, $F\; (t)\; \{\backslash \; textstyle\; F\; (t)\}$- сила на пушке из-за расширяющихся газов, равной и противоположной силе, действующей на пулю, $I\; \{\backslash \; textstyle\; I\}$- это момент инерции пистолета относительно его центр масс или его точка поворота, а $\theta \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; theta\}$- угол поворота оси ствола «вверх» от его ориентации при воспламенении (угол прицеливания). угловой момент пушки находится путем интегрирования этого уравнения, чтобы получить:

$I\; d\; \theta \; dt\; =\; h\; \int \; 0\; t\; F\; (t)\; dt\; =\; hmg\; V\; g\; (t)\; =\; hmb\; V\; b\; (\; t)\; \{\backslash \; displaystyle\; I\; \{\backslash \; frac\; \{d\; \backslash \; theta\}\; \{dt\}\}\; =\; h\; \backslash \; int\; \_\; \{0\}\; ^\; \{t\}\; F\; (t)\; \backslash ,\; dt\; =\; hm\_\; \{g\}\; V\_\; \{g\}\; (t)\; =\; hm\_\; \{b\}\; V\_\; \{b\}\; (t)\}$

где использовано равенство импульсов пистолета и пули. Угловое вращение ружья при выходе пули из ствола определяется повторным интегрированием:

$I\; \theta \; f\; =\; h\; \int \; 0\; tfmb\; V\; bdt\; =\; 2\; hmb\; L\; \{\backslash \; displaystyle\; I\; \backslash \; theta\; \_\; \{f\}\; =\; h\; \backslash \; int\; \_\; \{0\}\; ^\; \{t\_\; \{f\}\}\; m\_\; \{b\}\; V\_\; \{b\}\; \backslash ,\; dt\; =\; 2hm\_\; \{b\}\; L\}$

где $\theta \; f\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; theta\; \_\; \{f\}\}$- это угол над углом прицеливания, под которым пуля выходит из ствола, $tf\; \{\backslash \; displaystyle\; t\_\; \{f\}\}$- время прохождения пули в стволе (поскольку ускорения $a\; =\; 2\; x\; /\; t\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; a\; =\; 2x\; /\; t\; ^\; \{2\}\}$время больше, чем $L\; /\; V\; b\; \{\backslash \; displaystyle\; L\; /\; V\_\; \{b\}\}$: $tf\; =\; 2\; L\; /\; V\; b\; \{\backslash \; displaystyle\; t\_\; \{f\}\; =\; 2L\; /\; V\_\; \{b\}\}$), а L - расстояние, на которое пуля проходит от исходного положения до кончик ствола. Угол, под которым пуля выходит из ствола выше угла прицеливания, определяется следующим образом:

$\theta \; f\; =\; 2\; hmb\; LI\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; theta\; \_\; \{f\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{2hm\_\; \{b\}\; L\}\; \{I\}\; \}\}$

Включая выбрасываемый газ

Перед тем, как снаряд покинет ствол пистолета, он закупоривает канал ствола и «закупоривает» расширяющийся газ, генерируемый горение топлива за ним. Это означает, что газ по существу содержится в замкнутой системе и действует как нейтральный элемент в общем импульсе физики системы. Однако, когда снаряд выходит из ствола, это функциональное уплотнение удаляется, и высокоэнергетический газ в стволе внезапно освобождается, чтобы выйти из дульного среза и расшириться в виде сверхзвукового ударная волна (которая часто бывает достаточно быстрой, чтобы на мгновение настигнуть снаряд и повлиять на динамику его полета ), создавая явление, известное как дульный взрыв. Передний вектор этого взрыва создает эффект реактивного движения, который воздействует на ствол и создает дополнительный импульс в дополнение к обратному импульсу, генерируемому снарядом перед ним. выходит из пистолета.

Общая отдача, прикладываемая к огнестрельному оружию, равна и противоположна суммарному движению вперед не только снаряда, но и выбрасываемого газа. Аналогичным образом, энергия отдачи, передаваемая огнестрельному оружию, зависит от выбрасываемого газа. По сохранению массы масса выброшенного газа будет равна исходной массе топлива (при условии полного сгорания). В грубом приближении можно считать, что выбрасываемый газ имеет эффективную выходную скорость $\alpha \; V\; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; alpha\; V\_\; \{0\}\}$, где $V\; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; V\_\; \{0\}\}$- начальная скорость снаряда, а $\alpha \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; alpha\}$приблизительно постоянна. Тогда общий импульс $pe\; \{\backslash \; displaystyle\; p\_\; \{e\}\}$метательного заряда и снаряда будет:

$pe\; =\; mp\; V\; 0\; +\; mg\; \alpha \; V\; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; p\_\; \{e\}\; =\; m\_\; \{p\}\; V\_\; \{0\}\; +\; m\_\; \{g\}\; \backslash \; alpha\; V\_\; \{0\}\; \backslash ,\}$

где: $mg\; \{\backslash \; displaystyle\; m\_\; \{g\}\; \backslash ,\}$- это масса метательного заряда, равная массе выбрасываемого газа.

Это выражение следует заменить в выражение для импульса снаряда, чтобы получить более точное описание процесса отдачи. Эффективная скорость также может использоваться в уравнении энергии, но поскольку используемое значение α обычно указывается для уравнения количества движения, полученные значения энергии могут быть менее точными. Обычно считается, что значение константы α находится в диапазоне от 1,25 до 1,75. Это в основном зависит от типа используемого пороха, но может немного зависеть от других факторов, таких как отношение длины ствола к его радиусу.

Дульные устройства могут уменьшить импульс отдачи, изменяя характер расширения газа. Например, дульные тормоза в основном работают, отводя часть выбрасываемого газа в стороны, увеличивая силу бокового взрыва (следовательно, громче в стороны), но уменьшая тягу от переднего выброса (таким образом, меньшая отдача). Точно так же компенсаторы отдачи отводят выброс газа в основном вверх, чтобы противодействовать подъему дульного среза. Однако подавители работают по другому принципу, не направляя расширение газа в сторону, а вместо этого модулируя скорость поступательного расширения газа. За счет использования внутренних перегородок газ перемещается по извилистому пути, прежде чем в конечном итоге будет выпущен наружу в передней части глушителя, таким образом рассеивая его энергию на большей площади и в течение более длительного времени. Это снижает как интенсивность взрыва (таким образом, снижает громкость ), так и генерируемую отдачу (как и для того же импульса , сила обратно пропорциональна время).

Восприятие отдачи

Отдача при стрельбе Револьвер Smith Wesson Model 500

Для стрелкового оружия - способ, которым стрелок воспринимает отдачу или удар, может существенно повлиять на опыт и производительность стрелка. Например, к оружию, которое, как говорят, «пинается, как мул », следует приближаться с трепетом, и стрелок может предвидеть отдачу и вздрагивать в ожидании выстрела. Это приводит к тому, что стрелок дергает спусковой крючок, а не нажимает его плавно, и это рывковое движение почти наверняка нарушит выравнивание пистолета и может привести к промаху. Стрелок также может получить физические травмы, выстрелив из оружия, дающее отдачу, превышающую ту, которую тело может безопасно поглотить или сдержать; возможно, попадание в глаз прицелом, попадание пистолета в лоб при сгибании локтя под действием силы или повреждение мягких тканей плеча, запястья и кисти; и эти результаты различаются для разных людей. Вдобавок, как показано на рисунке справа, чрезмерная отдача может создать серьезные проблемы с безопасностью стрельбы, если стрелок не может адекватно удерживать огнестрельное оружие в нижнем направлении.

Восприятие отдачи связано с замедлением, которое тело обеспечивает против оружия отдачи, при этом замедление - это сила, которая замедляет скорость возвращающейся массы. Сила, приложенная на расстоянии, - это энергия. Таким образом, сила, которую ощущает тело, рассеивает кинетическую энергию отскакивающей массы оружия. Более тяжелое ружье, то есть ружье с большей массой, будет демонстрировать более низкую кинетическую энергию отдачи и, как правило, приведет к уменьшенному восприятию отдачи. Следовательно, хотя определение энергии отдачи, которая должна рассеиваться за счет силы встречной отдачи, достигается путем сохранения количества движения, кинетическая энергия отдачи - это то, что фактически сдерживается и рассеивается. Специалист по баллистике обнаруживает эту кинетическую энергию отдачи посредством анализа импульса снаряда.

Одним из распространенных способов описания ощущаемой отдачи конкретной комбинации оружия и патрона является «мягкая» или «резкая» отдача; мягкая отдача - это отдача, распределенная в течение более длительного периода времени, то есть при более низком замедлении, а резкая отдача распространяется на более короткий период времени, то есть при более высоком замедлении. Подобно более мягкому или более сильному нажатию на тормоза автомобиля, водитель чувствует, что на большее или меньшее расстояние прикладывается меньшая или большая сила торможения для остановки автомобиля. Однако для человеческого тела механическая регулировка времени отдачи и, следовательно, длины, чтобы уменьшить ощущаемую силу отдачи, возможно, является невыполнимой задачей. Помимо использования менее безопасных и менее точных приемов, таких как стрельба от бедра, плечевые накладки являются безопасным и эффективным механизмом, который позволяет удлинить резкую отдачу до мягкой, поскольку меньшая тормозящая сила передается телу на немного большее расстояние. и время, и распространились по немного большей поверхности.

Имея в виду вышесказанное, вы можете обычно определять относительную отдачу огнестрельного оружия, принимая во внимание небольшое количество параметров: импульс пули (вес, умноженный на скорость) (обратите внимание, что импульс и импульс являются взаимозаменяемыми терминами) и вес огнестрельного оружия. Снижение импульса снижает отдачу, при прочих равных. Увеличение веса огнестрельного оружия также снижает отдачу, как и раньше. Ниже приведены базовые примеры, рассчитанные с помощью бесплатного онлайн-калькулятора Handloads.com, а также данные о пулях и огнестрельном оружии из соответствующих руководств по перезарядке (средних / обычных зарядов) и спецификаций производителя:

• В Glock 22, используя вес пустого 1,43 фунта (0,65 кг), было получено следующее:
  • 9 мм Люгер: импульс отдачи 0,78 фунта f · с (3,5 Н · S); Скорость отдачи 17,55 фут / с (5,3 м / с); Энергия отдачи 6,84 фунт-фут f (9,3 Дж)
  • .357 SIG: импульс отдачи 1,06 фунт f · с (4,7 Н · с); Скорость отдачи 23,78 фут / с (7,2 м / с); Энергия отдачи 12,56 фунт-фут f (17,0 Дж)
  • .40 SW: Импульс отдачи 0,88 фунта f · с (3,9 Н · с); Скорость отдачи 19,73 фут / с (6,0 м / с); Энергия отдачи 8,64 футо-фунта f (11,7 Дж)
• В патроне Smith Wesson.44 Magnum с 7,5-дюймовым стволом и при весе пустого 3,125 фунта (1,417 кг) было следующее: получено:
  • .44 Remington Magnum: импульс отдачи 1,91 фунт f · с (8,5 Н · с); Скорость отдачи 19,69 фут / с (6,0 м / с); Энергия отдачи 18,81 фут-фунт f (25,5 Дж)
• В 7,5-дюймовом стволе Smith Wesson 460 при весе пустого 3,5 фунта (1,6 кг) было получено следующее:
  • .460 SW Magnum: импульс отдачи 3,14 фунта f · с (14,0 Н · с); Скорость отдачи 28,91 фут / с (8,8 м / с); Энергия отдачи 45,43 ft⋅lb f (61,6 Дж)
• В 4,5-дюймовом стволе Smith Wesson 500 при весе пустого 3,5 фунта (1,6 кг) было получено следующее:
  • .500 SW Magnum: импульс отдачи 3,76 фунта f · с (16,7 Н · с); Скорость отдачи 34,63 фута / с (10,6 м / с); Энергия отдачи 65,17 футо-фунтов f (88,4 Дж)

В дополнение к общей массе оружия возвратно-поступательные части оружия влияют на то, как стрелок воспринимает отдачу. Хотя эти части не являются частью выброса и не изменяют общий импульс системы, они включают движущиеся массы во время операции выстрела. Например, газовые ружья имеют более «мягкую» отдачу, чем ружья с фиксированным затвором или отдачей. (Хотя многие полуавтоматические ружья с отдачей и газовые ружья включают в себя буферные системы отдачи в приклад, которые эффективно распределяют пиковые ощущаемые силы отдачи.) В газовых ружьях затвор ускоряется назад за счет пороховых газов во время выстрела, что приводит к прямая сила на корпусе ружья. Этому противодействует сила, направленная назад, когда болт достигает предела хода и движется вперед, что приводит к нулевой сумме, но для стрелка отдача растягивается на более длительный период времени, что приводит к более «мягкому» ощущению..

Навесное орудие

Настоящая отдача пушки (Показано в замке Морж, Швейцария ) Безоткатные конструкции позволяют запускать более крупные и более быстрые снаряды с плеча.

Система отдачи поглощает энергию отдачи, уменьшая пиковую силу, передаваемую на все, на что установлено ружье. Старомодные пушки без системы отдачи откатываются на несколько метров назад при выстреле. Обычная система отдачи в современном скорострельном оружии - это гидропневматическая система отдачи, впервые разработанная Владимиром Барановским в 1872-185 годах и принятая на вооружение русской армии, а затем во Франции, в 75-мм полевое орудие обр. 1897 г.. В этой системе ствол установлен на направляющих, по которым он может давать отдачу назад, а отдача - та. Поднимается цилиндром, который аналогичен по работе автомобильному газовому амортизатору и обычно виден как цилиндр, установленный параллельно стволу пистолета, но короче и меньше его. Цилиндр содержит заряд сжатого воздуха, а также гидравлического масла; Во время работы энергия ствола поглощается при сжатии воздуха при отдаче ствола назад, а затем рассеивается посредством гидравлического демпфирования, когда ствол возвращается вперед в положение для стрельбы. Таким образом, импульс отдачи распространяется на то время, в течение которого ствол сжимает воздух, а не на гораздо более узкий интервал времени, когда снаряд стреляет. Это значительно снижает пиковую силу, передаваемую на крепление (или на землю, на которой установлено ружье).

В системе с мягкой отдачей пружина (или пневмоцилиндр), возвращающая ствол в переднее положение, начинается в почти полностью сжатом положении, затем ствол пистолета освобождается и летит вперед в тот момент. перед стрельбой; заряд затем воспламеняется, когда ствол полностью выдвигается вперед. Поскольку при воспламенении заряда ствол все еще движется вперед, примерно половина импульса отдачи применяется для остановки поступательного движения ствола, а другая половина, как и в обычной системе, используется для повторного сжатия пружины. Затем защелка захватывает ствол и удерживает его в исходном положении. Это примерно вдвое уменьшает энергию, которую пружина должна поглотить, а также примерно вдвое пиковое усилие, передаваемое на опору, по сравнению с обычной системой. Однако потребность в надежном достижении воспламенения в один точный момент представляет собой большую практическую трудность с этой системой; и, в отличие от обычной гидропневматической системы, системы с мягкой отдачей нелегко справиться с зависанием или пропуском зажигания. Одним из первых орудий, использовавших эту систему, было французское 65 mm mle.1906 ; он также использовался британским PIAT во время Второй мировой войны переносным противотанковым оружием.

Безоткатные винтовки и гранатометы выпускают газ в тыл, уравновешивая отдачу. Часто используются как легкое противотанковое оружие. Таким оружием является 84-мм безоткатное орудие шведского производства Карл Густав.

В пулеметах, соответствующих конструкции Хирама Максима - например, Пулемет Виккерс - отдача ствола используется для привода механизма подачи.

Заблуждения об отдаче

Голливуд и видеоигры изображения жертв стрельбы из огнестрельного оружия, отбрасываемых на несколько футов назад, неточны, хотя и не по часто цитируемой причине сохранения энергии, что также было бы ошибкой, поскольку применимо сохранение импульса. Хотя энергия (и импульс) должны сохраняться (в замкнутой системе ), это не означает, что кинетическая энергия или импульс пули должны полностью передаваться в цель таким образом, чтобы она летела. резко прочь.

Например, пуля, выпущенная из винтовки M16 (5.56x 45), имеет приблизительно 1763 джоулей кинетической энергии на выходе из дульного среза, но энергия отдачи ружья меньше 7 джоулей. Несмотря на этот дисбаланс, энергия по-прежнему сохраняется, поскольку полная энергия в системе до выстрела (химическая энергия, запасенная в порохе) равна полной энергии после выстрела (кинетическая энергия отдающегося огнестрельного оружия плюс кинетическая энергия пули. и другие выбросы плюс тепловая энергия от взрыва). Для того чтобы определить распределение кинетической энергии между огнестрельным оружием и пулей, необходимо использовать закон сохранения количества движения в сочетании с законом сохранения энергии.

Те же рассуждения применимы, когда пуля поражает цель. Пуля может иметь кинетическую энергию в сотни или даже тысячи джоулей, чего теоретически достаточно, чтобы поднять человека над землей. Эта энергия, однако, не может быть эффективно передана цели, потому что полный импульс также должен быть сохранен. Приблизительно, доля энергии, переданной цели (энергия, переданная цели, деленная на полную кинетическую энергию пули), не может быть больше, чем величина, обратная отношению масс цели и самой пули.

Остальная кинетическая энергия пули расходуется на деформацию или разрушение пули (в зависимости от конструкции пули), повреждение цели (в зависимости от конструкции цели) и рассеивание тепла. Другими словами, поскольку попадание пули в цель является неупругим столкновением, только меньшая часть энергии пули используется для фактической передачи импульса цели. Вот почему баллистический маятник полагается на сохранение импульса пули и энергии маятника, а не на сохранение энергии пули для определения скорости пули; пуля, выпущенная в подвешенный брусок из дерева или другого материала, будет тратить большую часть своей кинетической энергии на создание отверстия в дереве и рассеивание тепла в виде трения при замедлении до остановки.

Пострадавшие от огнестрельных ранений часто (но не всегда) просто падают в обморок при выстреле, что обычно происходит из-за психологического ожидания при попадании, прямого попадания в центральную нервную систему или быстрого падения артериального давления, вызывающего немедленную потерю сознания (см. останавливающая сила ), или пуля разрушает кость ноги, а не в результате импульса пули, толкающей их.

См. также

• Дульный подъем, a крутящий момент, создаваемый отдачей, который приводит к подъему и возврату дульного среза
• коэффициент мощности, рейтинговая система, используемая в практических соревнованиях по стрельбе для награждения патронов with more recoil.
• Recoil operation, the use of recoil force to cycle a weapon's action
• Ricochet, a projectile that rebounds, bounces or skips off a surface, potentially backwards toward the shooter
• Recoil buffer
• Muzzle brake
• Recoil pad

References

External links

• Recoil Tutorial
• Recoil Calculator and summary o f equations at JBM.