Нарезы

Винтовые желоба на поверхности канала оружия. Обыкновенно боковые грани Н. Параллельны, дно представляет собой цилиндрическую поверхность, концентричную с поверхностью канала. На фиг. 1 изображено поперечное сечение нарезного канала. Грани ab и cd параллельны радиусу сечения or, проходящему через середину дна. Левая из них, если смотреть от казны к дулу, в принятой у нас и большинстве государств системе Н., называется ведущей или боевой, правая — холостой гранью. Промежуток между гранями соседних Н. Называется полем (de). Для большей прочности углы, образующиеся в пересечении граней с дном и полем, закругляются.Фиг. 1.В наших орудиях Н. Направляются, если смотреть от казны к дулу, слева вверх направо. Назначение Н. — сообщать снаряду при движении его по каналу правильное и достаточно быстрое вращение.

Снаряд движется (на фигуре 2 пунктир) в канале по направлению оси (op), под давлением (Р) пороховых газов. Направление Н. (ma) составляет с производящей или осью канала некоторый угол (α). На поясках снаряда при врезании в Н. Образуются выступы (bced), которые левыми гранями (bd) при движении снаряда вперед нажимают на боевую грань с силой = P/n (n — число выступов). Боевая грань с равной, но прямо противоположною силой Q=P/n нажимает на выступ.Фиг. 2.Разложим силу Q на две силы. Одну (Т) по направлению нареза, другую (F) — перпендикулярную к ребру нареза. Последнюю можно с достаточной точностью принять за силу F1 (перпендикулярна к радиусу поперечного сечения канала, проходящего через точку b), производящую вращение снаряда.

Итак. F=F1=Q∙tgα=(P∙tgα)/n. Сила, производящая вращение, тем больше, чем больше Р — давление пороховых газов и чем больше α — крутизна Н. Число и размеры Н. Получаются из условия, чтобы не деформировались на ведущем пояске выступы. Если Н. Сделать слишком узкими, выступы получатся тонкими и будут срезаться. При очень широких Н. Получатся неотчетливые отпечатки, может страдать меткость. Установлено, что в артиллерийских орудиях достигается достаточная прочность, если ширина Н. Около 4 линий, ширина поля около 2 линий, глубина около 1/2 линии. В различных орудиях размеры Н. Остаются приблизительно одинаковыми, поэтому число Н. Увеличивается почти пропорционально калибру. В ручном оружии, в пехотной 4,2-линейной винтовке Бердана № 2, шесть Н., глубиной в 1 точку, шириной 1 линия 6,6 точек, ширина поля — 5,5 точек.

Если разрезать канал орудия с нарезкой постоянной крутизны по производящей ad, идущей через начало Н., и развернуть на плоскость, то получится прямоугольник abcd (фиг. 3), с основанием cd=πD и высотой ad = длине канала. Ребро Н. Выразится прямой = fd, наклонной к производящим канала под углом α. Длина cf, на протяжении которой Н. Делает полный оборот, называется длиной хода Н. (h). Отношение последней к калибру (h/D), иначе длина хода Н., выраженная в калибрах, называется относительной длиной хода Н. С уменьшением длины хода Н. При той же V (начальной скорости) увеличивается скорость вращения. Уменьшение это ограничивается прочностью выступов на снаряде потому, что давление боевой грани увеличивается с уменьшением длины хода Н.

На практике берут среднее. Для артиллерийских орудий h/D от 70 до 40, в ручном оружии h/D около 50. Зависимость между P — давлением пороховых газов на дно снаряда и длиной хода Н. Выясняется, если взять какой-либо определенный калибр и, следовательно, определенное число (n) выступов. В этом случае прочность выступов должна соответствовать наибольшему (Pmax) давлению. За местом Pmax (около двух калибров от дна канала) прочность выступов значительно превосходит быстро падающее к дулу P, чтобы воспользоваться этим запасом для увеличения скорости вращения снаряда, увеличивали к дулу крутизну Н. (α), следовательно, уменьшали (h/D) относительную длину хода Н. Отсюда давление боевой грани F=(P∙tgα)/n оставалось почти постоянным (P уменьшалось, tgα — увеличивался).

В полевых пушках α изменялся от 0°30'—1° до 4—5°. Такие Н. Называются Н. Возрастающей крутизны или прогрессивными. Развернув на плоскость поверхность канала с такими Н., получим прямоугольник abcd (фиг. 4), каждое ребро Н. Выразится кривой подобной dfe. Длина хода Н. (h) в какой-либо точке (f. E) кривой получится, если к последней провести касательную в этой точке — величина подкасательной (ms или lq), отвечающей отрезку касательной (rm или pl) между двумя крайними производящими (ad, bc) канала, выразить h для этой точки (f или e).Фиг. 3. Фиг. 4.Прогрессивные Н. Позволяют достигать при том же Pmax большей, по сравнению с Н. Постоянной крутизны, скорости вращения снаряда при вылете, отчего меткость стрельбы возрастает. Потому же можно стрелять более длинными снарядами, что весьма важно в смысле действительности стрельбы.

Обыкновенно часть кривой (параболы), прилегающей к дулу, на длине нескольких калибров заменяют прямой касательной. H/D в орудиях у дульного среза берут от 15 до 30. Применение прогрессивных Н. Возможно лишь к тем образцам оружия, которые стреляют снарядами с одним ведущим пояском. При снаряде со свинцовою оболочкой, если ab и cd обозначают первоначальное направление граней выступа, ae, cf — направление граней при вылете, то заштрихованная часть выступа (фиг. 5) должна быть стерта Н. При движении снаряда вперед по каналу. Это обстоятельство отражалось крайне вредно на меткости стрельбы.Фиг. 5.Снарядами с двумя ведущими поясками стрелять вовсе нельзя. При снарядах с одним ведущим пояском стирание парализуется тем, что длина получающихся выступов очень незначительна.

Если и происходит стирание, то не влияющее на меткость стрельбы. Прямоугольный вид (с параллельными гранями) поперечного сечения Н. В современном оружии имеет за собой удобство изготовления — Н. Получаются посредством резца только с одним острием. Употреблялись прежде Н. Различной фигуры поперечного сечения. Так (фиг. 6), боковые грани Н. Направлялись по радиусам поперечного сечения. Здесь ширина ab у дна более ширины cd у противоположного края Н., отчего углы получались более острыми, а Н. И выступы менее прочными, изготовление и уход за каналом затруднялись.Фиг. 6.Ланкастером было предложено оружие с витым каналом. Идея заключалась в следующем. Представим поперечное сечение цилиндрического канала (фиг. 7), обозначенного на чертеже пунктиром, с двумя H.

(abcd и efgh) постоянной крутизны и диаметрально противоположными. Если снять поля, как показано мелким штрихом, получится эллиптическое сечение, где большая полуось больше малой на высоту выступа.Фиг. 7.Канал получал такую форму, как если бы взяли цилиндр с эллиптическим каналом и, закрепив неподвижно один его конец, скрутили около оси последнего. Такой канал мог быть применен только к ручному оружию со свинцовой пулей, которая, форсируясь при движении по каналу, могла прилегать к нему всей поверхностью. Применение только что описанной системы Н. К артиллерийским орудиям дало отрицательные результаты. Известный английский фабрикант Витворт также предложил витой канал, поперечное сечение которого было полигональное.

Такую форму можно получить, если скрутить около оси цилиндр с каналом призматического поперечного сечения. На фиг. 8 имеется снаряд Витворта с готовыми выступами (k, l и т) и поперечное сечение канала (abcdef) — на глаз оно правильный шестиугольник, на самом же деле каждая сторона состоит из нескольких линий.Фиг. 8.Рассчитывалось на то, что снаряд при движении по каналу будет прилегать не углами выступов, а целыми гранями. Некоторыми из последних снаряд направлялся при заряжании, другими — при выстреле. Подобное устройство влекло большую прочность Н. И выступов, давало возможность увеличить скорость вращения и длину снаряда, но изготовление орудий и снарядов требовало такой точности, достигать которой мог только Витворт.

Ни одно государство не решилось принять этой системы. В орудиях, стрелявших снарядами со свинцовой оболочкой для уменьшения колебаний снаряда от истирания граней выступов, употреблялись клиновые нарезы — ширина их постепенно суживалась к дулу.А. Як..