Odrzut broni

Odrzut broni palnej jest reakcja broni po wypaleniu, co powoduje jego przemieszczenie do tyłu, chyba że większość energii jest pochłaniana przez ramię strzelca lub poszukiwania. Broni, w zależności od rodzaju broni. Pod względem mechanicznym odrzut jest składową pędu skierowaną do tyłu, która jest równa, przy zastosowaniu zasady zachowania pędu , pędowi pocisku i gazów.

Zasada fizyczna

Wybuch ładunku miotającego amunicji wyzwala energię. Energia ta jest skupiana przez lufę i zamek broni, aby jak najwięcej przekazać pociskowi w celu wyrzucenia go z lufy.

Fizyczna zasada polega na zachowaniu pędu . Bez działania zewnętrznego deflagracja powoduje ruch pocisku i broni, które otrzymują taką samą ilość ruchu , określoną zależnością: $p$

{\ displaystyle p = m_ {1} \, v_ {1} = m_ {2} \, v_ {2}}

gdzie m 1 i v 1 oznaczają odpowiednio masę i prędkość pocisku, a m 2 i v 2 oznaczają masę broni i prędkość jej odrzutu.

Pocisk i broń będą miały odrębną energię kinetyczną . ${\ textstyle E_ {c} = {\ frac {1} {2}} \, m \, v ^ {2}}$

Pocisk jest mniej masywny od broni, więc prawie cała energia ciosu zostanie mu przekazana (w postaci energii kinetycznej, a tym samym prędkości).

W praktyce siła odrzutu jest często wykorzystywana mechanicznie, aby zapewnić powtórzenie przeładowania i strzelania. Ale znaczny odrzut nie jest pożądany na broni palnej, ponieważ męczy strzelca, zużywa broń i przesuwa lufę (dlatego konieczne jest ponowne wycelowanie, aby oddać drugi strzał). Odrzut broni ręcznej generalnie powoduje podniesienie lufy, ponieważ ta najczęściej znajduje się nad chwytem lub kolbą, co umożliwia trzymanie i celowanie broni. Ta niewspółosiowość tworzy zwis podczas strzelania, co pogarsza celność drugiego strzału, jeśli jest on automatyczny, i powoduje spowolnienie nowego celowania, gdy strzelanie jest półautomatyczne.

W przypadku broni lekkiej gwałtowny odrzut, prawdopodobnie połączony z hałasem i płomieniem detonacji, może spowodować, że broń będzie niewygodna do strzelania. Dlatego mniej doświadczeni strzelcy odczuwają strach przed odrzutem podczas naciskania spustu. Ta obawa powoduje napięcie, które wpływa na celność strzału.

Przykład obliczenia odrzutu

Jako przykład weźmy (uproszczone dane karabinu typu Mauser M98 ):

Karabin o masie: kg ; $4$
strzelanie piłką o wadze : g lub kg ; $8$ ${\ displaystyle 8 \ cdot 10 ^ {- 3}}$
z prędkością na wyjściu z armaty m s −1 ; ${\ displaystyle v _ {\ rm {piłka}} = 800}$
z lufą o długości mm = m . ${\ displaystyle l = 600}$ ${\ Displaystyle 0.600}$

Odrzut, któremu poddany jest strzelec, jest związany z pędem przekazywanym jednocześnie na pocisk i karabin w wyniku eksplozji ładunku miotającego. W rozpatrywanym przypadku, dla pocisku 8 g wyrzuconego z odległości 800 m s- 1 , karabin o masie 4 kg zostanie wyrzucony w przeciwnym kierunku z prędkością około 1,65 m s- 1 . Pokażmy ten wynik.

Pocisk zostanie wyrzucony z do m s −1 do lufy. Zakładając, że piłka podlega jednostajnemu przyspieszeniu , otrzymujemy wtedy: ${\ displaystyle v_ {0} = 0}$ ${\ displaystyle v _ {\ rm {piłka}} = 800}$ $w$

${\ displaystyle a (t) = a_ {0}}$
${\ Displaystyle v (t) = a_ {0} \, t + v_ {0}}$
${\ textstyle x (t) = {\ frac {1} {2}} \, (a_ {0} \, t + v_ {0}) \, t + x_ {0}}$

Aplikacja cyfrowa:

Korzystając z ostatniego równania (równania ruchu) określamy czas, w którym piłka jest przyspieszana:

{\ Displaystyle t _ {\ rm {ac}} = {\ Frac {l} {{\ Frac {1} {2}} \, v _ {\ rm {piłka}}}} \ quad \ Longrightarrow \ quad t _ {\ rm {ac}} = {\ frac {0.600} {{\ frac {1} {2}} \ times 800}} = 0,0015 {\ text {s}}}

Drugie równanie służy do określenia przyspieszenia, któremu podlega piłka:

{\ Displaystyle a _ {\ rm {piłka}} = {\ Frac {v _ {\ rm {piłka}}} {t _ {\ rm {ac}}}} \ quad \ Longrightarrow \ quad a _ {\ rm {piłka}} = {\ frac {800} {1,5 \ cdot 10 ^ {- 3}}} \ około 533 \ cdot 10 ^ {3} {\ text {ms}} ^ {- 2}}

Pocisk doznaje przyspieszenia około 54 300 g , co odpowiada sile F = 4340 N przyłożonej przez 1,5 ms . Siła ta jest przykładana jednocześnie do pocisku (o ile znajduje się w lufie) i do zamka broni.

Pod wpływem tej siły karabin wycofa się. Będziemy wtedy mieli dla karabinu:

${\ Displaystyle a _ {\ rm {karabin}} = {\ Frac {F} {m _ {\ rm {karabin}}}}}$ ( PFD ) albo ; ${\ Displaystyle a _ {\ rm {karabin}} = {\ Frac {4 \, 340} {4}} \ około 1 \, 100 {\ tekst {ms}} ^ {- 2}}$
to przyspieszenie jest wywierane przez czas 1,5 ms ;
${\ Displaystyle v _ {\ rm {karabin}} = a _ {\ rm {karabin}} \ cdot t _ {\ rm {ac}}}$ albo . ${\ Displaystyle v _ {\ rm {karabin}} = 1 \, 100 \ razy 1,5 \ cdot 10 ^ {- 3} = 1,65 {\ tekst {ms}} ^ {- 1}}$

Dlatego zauważamy, że prędkość odrzutu karabinu jest bardzo mała w porównaniu z prędkością pocisku.

Energia kinetyczna pocisku wtedy około 2600 J . Energia kinetyczna pistoletu będzie na nim przez około 5 J . ${\ textstyle E_ {c, {\ rm {piłka}}} = {\ frac {1} {2}} \, m _ {\ rm {piłka}} \, v _ {\ rm {piłka}} ^ { 2}}$ ${\ textstyle \ left ({\ frac {1} {2}} \ times 8 \ cdot 10 ^ {- 3} \ times 800 ^ {2} \ right)}$ ${\ textstyle E_ {c, {\ rm {karabin}}} = {\ frac {1} {2}} \, m _ {\ rm {karabin}} \, v _ {\ rm {karabin}} ^ { 2}}$ ${\ textstyle \ left ({\ frac {1} {2}} \ times 4 \ times 1,65 ^ {2} \ right)}$

Zatem energia odrzutu broni jest znacznie mniejsza niż energia pocisku.

Kompensacja lub łagodzenie odrzutu

Nowoczesna broń ma kilka systemów ograniczania odrzutu:

Broń, której mechanizm uruchamiany jest „pożyczeniem gazu”, umożliwia spowolnienie działania zamka broni strzeleckiej, a odrzut nie jest, ściśle mówiąc, zmniejszony, ale jest stosowany w dłuższym okresie. to mniej brutalne.
Inne urządzenia, takie jak gumowe amortyzatory kolby długiej broni, również zapewniają tłumienie odrzutu.
Wiele karabinów szturmowych ma kolbę umieszczoną w jednej linii z lufą, aby zmniejszyć zwis, a tym samym unieść, mimo tego samego odrzutu. Następnie wyposaża się je w muszkę, która ma na celu podniesienie przyrządu do poziomu oczu strzelca.
W przypadku broni samoprzeładowującej ruch zamka i w niektórych przypadkach lufy może być wykorzystany do zmniejszenia odrzutu. Można je powstrzymać przed wystrzeleniem. Po naciśnięciu spustu są one zwalniane do przodu pod wpływem sprężyny powrotnej. Wyzwalają strzelanie pod koniec uderzenia, a siła odrzutu generowana przez amunicję, która następnie działa na tę ruchomą masę, aby ją spowolnić przed odesłaniem jej z powrotem, nie ma już zastosowania do strzelca ani do obserwatora.
W przypadku niektórych broni nowej generacji, takich jak KRISS Vector , wewnętrzny mechanizm umożliwia odchylenie odrzutu tradycyjnie skierowanego do tyłu, tak aby był skierowany w dół w osi chwytu. Pozwala to ograniczyć zjawisko podnoszenia lufy i stosowania odrzutu tylko do tyłu w barku strzelca. Dzięki temu strzelec ma bardziej stabilną pozycję i stałą precyzję w seriach.

W przypadku broni strzeleckiej zasada ta jest stosowana w przypadku pistoletów z otwartym zamkiem. Ten system ma jednak wadę polegającą na zmianie środka ciężkości broni przed oddaniem strzału i ma negatywny wpływ na precyzję. Jest również używany na ciężkiej broni, której ukrycie pozwala przeciwdziałać tej wadzie.

Hamulec wylotowy jest kolejnym urządzeniem wykorzystywanym w artylerii i dużego kalibru precyzyjnych karabinów: odzysk gazu przy wylocie z lufy, aby odesłać go do tyłu z niego, ma tendencję do napędzania broń do przodu, a więc sprzeciwiać odrzut . Hamulca wylotowego nie należy mylić z tłumikiem płomienia, który znajduje się w wielu wojskowych broniach strzeleckich, które mają na celu rozproszenie płomienia przy lufie, aby poprawić komfort strzelca, a zwłaszcza sprawić, że będzie mniej widoczny, ale który nie ma żadnego wpływu na odrzut. W zależności od produkcji tłumik płomienia może jednak łączyć działanie hamulca wylotowego i prostego tłumika płomienia. Pistolety są czasami wyposażone w inne urządzenie: kompensator łożyska, równoważne urządzenie kierujące część przepustnicy do góry w celu skompensowania łożyskowania broni.