Брзина зрна и дужина цеви

На брзину ловачког зрна несумњиво утиче и дужина цеви. Груба процена је да за сваких 5 cm краће или дуже цеви зрно изгуби или добије приближно 15 m/s. Ова процена није прецизна, јер је немогуће узети у обзир све факторе који том приликом настају. Погледајмо како дужина пушчане цеви утиче на брзину и како на овај однос утичу различити фактори и оповргнимо неке широко распрострањене заблуде.

Брзина сагоревања барута

Важан фактор је брзина сагоревања бездимног барута (енгл. burn rate), јер се барути у томе разликују. Ако их упоредимо са брзо сагоревајућим (офанзивним) барутима, споро сагоревајући барути су прогресивни и потребна им је дужа путања у цеви и теже пуњење како би постигли оптималну брзину, али зато постижу веће брзине. Брзину добијају постепено, а притисак у сваком тренутку остаје на дозвољеном нивоу. Будући да количина барута директно утиче на излазну брзину, брзо сагоревајући барут у (пре)краткој цеви неће у потпуности искористити сву своју енергију у облику ширења барутних гасова до тренутка када зрно напусти цев. С обзиром на то да моћна „magnum“ муниција користи искључиво споро сагоревајући барут, цеви тих пушака су дугачке најмање 65 cm, ретко краће. Споро сагоревајући барут има положену криву („време/притисак“) при чему се задњи део криве пружа ка устима цеви. Пошто таква муниција има већи притисак, дужа цев смањује притисак гаса на устима цеви смањујући тако бљесак и прасак. Скраћивање таквих цеви се зато не препоручује. Графикон из приручника Vihtavuori1 (Lapua) приказује криву притиска и криву брзине зрна у цеви; црвена линија приказује брзи пораст и пад притиска брзо сагоревајућег барута. Следећи графикон приказује криве барута различитих брзина сагоревања. 

Brzina zrna i duljina cijevi

Brzina zrna i duljina cijevi

Балистички циклус

Када упаљач запали барут, његово сагоревање изазива ланчану реакцију у чаури. Како се зрно креће, врели барутни гасови се шире. С обзиром на то да су брзина сагоревања барута и способност стварања барутних гасова уско повезани са притиском, почетни притисак обезбеђује убрзање сагоревања барута, због чега долази до убрзаног раста притиска. Када зрно доспе у жлебове цеви, они га кратко заустављају због чега се повећава притисак за погон зрна што додатно убрзава сагоревање барута. Барутни гасови потискују зрно, истовремено повећавајући запремину за зрно и притисак. Он се смањује када више не буде могуће ширење барутних гасова до те мере да могу додатно повећати брзину зрна. Када се притисак нагло смањи, значи да је барут потрошио сву своју енергију. У првих неколико центиметара је изгорело 99,5% барута. Притисак је на почетку највећи а опада како се приближава устима цеви, где износи свега 10–30% од највећег притиска (у зависности од врсте муниције). Барут има велику енергију, али се само 20–35% те енергије претвара у кинетичку енергију, односно у брзину пројектила. Око 20–30% укупне енергије се претвара у топлоту, a 40% енергије се „испаљује“ кроз уста цеви у облику врелих гасова (извор Vihtavuori).

Бљесак на устима цеви

У свакој савременој муницији сав барут изгори у првих неколико инча путање коју пређе зрно. Већина нас је видела како се крива притиска нагло повећава када зрно напусти чауру и полако се спушта како оно путује кроз цев. Врх криве означава тачку на којој је барут у потпуности сагорео. Код калибра .30-30 барут сагорева на инч од уста цеви, док код неких Super Magnum модела, као што је .30-378 Weatherby Magnum, сагорева на 4–5 инча. У сваком случају, сав барут у цеви сагорева много пре него што зрно напусти цев. Па зашто онда дуже цеви дају већу брзину? Зато што након сагоревања барута долази до ширења (експандирања) барутних гасова. А шта је тај велики бљесак на устима цеви који се види када пуцамо у мраку? Не, то није несагорели барут, већ врели барутни гасови који реагују када дођу у контакт са кисеоником у атмосфери. Додајте кисеоник било ком пламену и боље ће сагорети“ каже познати амерички аутор Џон Барснес, који се у свом чланку2 обрачунава са распрострањеним заблудама. Када запалимо мало барута за пушке, појави се „бљесак“, или пламен, који због недостатка притиска (чаура, цев) гори једну секунду.

Brzina zrna i duljina cijevi

Пламен

Приликом обиласка фабрике RUAG Ammotec су нам током демонстрације функционисања муниције Silver selection у мраку детаљно објаснили да бљесак на устима цеви изазива угљен-моноксид у барутним гасовима, који на устима цеви реагује са кисеоником стварајући угљен-диоксид. Ова врхунска муниција се пуни посебним барутом са додацима који смањују стварање овог гаса.

Неке чињенице

а) Стварна брзина је скоро увек мања од наведене (на кутији за муницију, у каталогу…). Произвођачи муниције приликом тестирања користе дуже цеви са ужим лежиштима за муницију и ужом цеви у односу на уобичајене пушке. Тако се стварају најгори могући услови за муницију а да се при томе остане у оквиру граница дозвољеног притиска. Шира лежишта и цеви стварају нижи притисак и последично мању брзину пројектила. Када сам пре неколико година мерио брзину фабричке муниције 6,5 x 68 и 7 x 65 R, брзина је била за 30 m/s мања од забележене, упркос чињеници да су цеви биле дуге 65 cm. Такође, приликом обиласка фабрике RWS техничар је код тестних цеви нагласио да су табеле само основа и да ловац мора да провери пад зрна, јер брзина може бити другачија услед различитих фактора.

б) Чак и када две пушке користе исту муницију и имају цеви исте дужине, крајња брзина пројектила се може разликовати. На то утичу облик и дубина жлебова, ширина цеви…

ц) Брзине обично варирају чак и када пуцамо истом муницијом из истог оружја. Одступања су различита без обзира на пажљиву припрему фабрички или ручно напуњене муниције. Мање одступање проверено не значи бољи резултат!

Све горње тврдње још од 1974. године објашњава сваки SPEER приручник у чланку „Зашто балистичари поседе“3 и односи се на вечито питање „Зашто моје оружје не постиже брзину, ако тамо пише да са овом дужином цеви са овом муницијом…“ (Слика 4)

Резултати различитих тестова

1) Сарадници часописа Guns&Ammo су 2001. године упоредили неколико нових пушака марке Ruger, M 77 MK II Compact цеви дужине 42 cm и M 77 Varmint цеви дужине 60 cm калибра .243 Win. Пуцали су фабричком муницијом са мецима тежине 3,7 g, 5,2 g и 6,5 g. Брзине краћих пушака су износиле 1028, 902 и 810 m/s, а брзине дужих пушака 1130, 1013 и 907 m/s, што значи да је повећање брзине на 5 cm дужине цеви било приближно 20–23 m/s.

2) Тери Виленд је4 детаљно истражио питање односа или утицаја дужине цеви на брзину зрна и дошао до занимљивих закључака. Изабрао је пушку Enfield .30-06, цеви дужине 65 cm и шведски Mauser 6,5 x 55 са оригиналном цеви дужине 71,1 cm. Затим им је скраћивао цеви по 5 cm одједном, до коначне дужине од 40,5 cm, при чему је хронографом мерио излазну брзину зрна различите тежине. Мерио је брзину различите муниције напуњене брзо и споро сагоревајућим барутом, од којих је једно пуњење увек било фабричко а остала пуњења су била ручна.

Виленд је муницију калибра .30-06 пунио лаким зрнима тежине 8 g и са 48 grs (graina)5 H 322 средње брзине сагоревања и 62 grs споро сагоревајућег H 4831. Зрно тежине 13 g је пунио са 44 grs брзо сагоревајућег 3031 и 63 grs споро сагоревајућег барута H 870. Фабричка муниција је Hornady Light Magnum, зрна тежине 9,7 g. За калибар .30-06 је установио да се код три од пет пуњења брзина повећала или остала непромењена када је цев скраћена са 65 на 60 cm. Изузетак су била пуњења са тежим зрном (13 g), код којих се брзина највише смањивала код споро сагоревајућег барута. При скраћивању са 65 на 40,5 cm брзина се смањила за 113 m/s, у просеку за 22 m/s на 5 cm дужине цеви (2 инча). Највеће појединачно смањење брзине (37m/s) је било код лаких зрна (8 g) и споро сагоревајућег барута H 4831, када је цев била скраћена са 45,7 на 40,5 cm. Када се комбиновало тешко зрно (13 g) са брзо сагоревајућим барутом, брзина се код скраћивања са 65 cm на 40,5 cm смањила за 57 m/s, односно за 11,4 m/s на 5 cm дужине цеви. Код фабричког пуњења Hornady брзина се смањила за 90 m/s, односно за 18 m/s на 5 cm дужине цеви.

Муницију калибра 6,5 x 55 је напунио са лакшим (5,5 g) и тежим зрном (9.1 g); у оба случаја је користио брзо сагоревајући барут IMR-3031 и споро сагоревајући барут Reloader 22. Hornady Light Magnum са зрном тежине 8,4 g, је било фабричко пуњење муниције. Виленд је код калибра 6,5 x 55 мерење започео са дужином цеви од 71 cm и зато је добио нешто другачије резултате, али су коначни резултати мерења брзине били невероватно слични онима код калибра .30-06. Фабричко пуњење Hornady је код дужине цеви од 71 cm имало брзину од 819 m/s, а када је цев скраћена на 40,5 cm брзина је пала на 709 m/s. Комбинација зрна тежине 9,1 g са споро сагоревајућим барутом је код цеви дужине 71 cm резултирала брзином од 775 m/s, а када је цев скраћена на 40,5 cm брзина је пала на 687 m/s. Највећи пад брзине (-91 m/s) је имала комбинација лаког зрна и споро сагоревајућег барута, при чему се чак трећина укупног губитка брзине догодила при скраћењу са 45,7 на 40,5 cm.

Када је Виленд све сабрао, установио је да калибар .30-06 у просеку имао губитак брзине од 16,6 m/s на 5 cm дужине цеви, док је калибар 6,5 x 55 у просеку имао губитак брзине од 15,8 m/s на 5 cm дужине цеви. Наведено се одлично уклапа у опште правило: 15 m/s на сваких 5 cm цеви.

3) Сличан тест6, који је извео Енглез Брус Потс са калибром .223 (5,56 x 45), је показао да је код цеви дужине 60 cm и брзине 1037 m/s приликом скраћивања на 51 cm губитак износио само 45 m/s. Када је цев скраћена на 46 cm, брзина је била 946 m/s, али је већ тада уочен ометајући прасак и бљесак на устима цеви. Слично је било када је скратио цев дужине 60 cm, калибра .308 (7,62 x 51). Зрно тежине 9,7 g које је у цеви дужине 60 cm имало брзину 885 m/s, је при скраћивању цеви на 46 cm имало губитак од само 48 m/s. Потс, аргументујући разлог за могуће скраћивања цеви, каже: „Израчунао сам смањење тежине од 372 g код цеви .223 и 338 g код цеви .308. То је значајно смањење тежине за тако мали губитак брзине.“

4) Табела у 45-ом издању Lyman приручника7 приказује промене брзине у односу на брзину муниције. Понавља се правило да „брзо зрно у просеку губи више на 1″ од споријег“. Резултати су за цеви дужине 50–65 cm; приказана је просечна промена на 5 cm дужине цеви:

Брзина 305–610 m/s

3 m/s.

Брзина 610–762 m/s

6,10 m/s.

Брзина 762–914 m/s

12,20 m/s.

Брзина 914–1067 m/s

18,30 m/s.

Брзина 1067–1219 m/s

24,40 m/s.

43. издање се послужило конкретним примерима специфичних комбинација. Техничари компаније Lyman су мерили брзину брже муниције у пушкама са цевима скраћеним са 65 cm на 55 cm; табела приказује просечан пад брзине на сваких 5 cm:

.243 Win./зрно 6,5 g

17,6 m/s

.264 Win. Mag8./зрно 9,1 g

19,4 m/s

.300 H&H Mag./зрно 14,2 g

15,2 m/s

Затим су мерили брзину стандардном муницијом у пушкама са цевима скраћеним са 60 cm на 50 cm; табела представља просечан пад брзине на сваких 5 cm:

.270 Win./зрно 8,4 g

22.6 m/s

.270 Win./зрно 9,7 g

19.2 m/s

.300 Savage/зрно 11,5 g

10.4 m/s

.30-06/зрно 11,5 g

9.2 m/s

.35 Rem/зрно 13,0 g

6.6 m/s

Они су такође открили да приликом скраћивања (подједнако дуге цеви), брза зрна са високим притиском имају већи губитак брзине у односу на спорија зрна са већим пречником цеви.

Краћа цев није ништа мање прецизна, што потврђују многи тестови (испитивања). Аутори највише примећују да је скраћивањем (након одговарајуће обраде уста цеви) постигнута иста или понекад чак и боља прецизност, упркос губитку брзине

Мерења брзине и резултат

Разлог: Кратка цев је крућа од дуге, а пречник цеви на устима је након скраћивања већи, јер се пречник цеви шири у смеру лежишта за муницију. Заблуда од „супериорности“ дугих цеви датира још из доба црног барута којем је заиста била потребна дуга цев. Мерење преко отворених нишана је било лакше са највећом могућом удаљеношћу између нишана.

Израчунавање промене брзине

Због различитих фактора (различите димензије лежишта за муницију, цеви, поља, жлебови…) тешко је упоређивати различите цеви различитих пушака, чак и када су све исте дужине. Такође, скраћивање саме цеви не даје сасвим тачне резултате због колебања брзине исте муниције. Хомер С. Поули је развио једноставнију једначину за приказивање односа брзина/дужина цеви. По њој је однос брзина/дужина цеви одређен тако да је брзина (v) последица тежег пуњења, тежег зрна и односа ширења (експанзије) (R). Однос ширења (R) је однос укупне запремине оружја (запремина цеви и муниције) према запремини муниције. На основу те једначине је јасно да код одређеног оружје са одређеном тежином барутног пуњења и одређеном тежином зрна, брзина на устима цеви зависи од односа ширења. Будући да се приликом скраћивања цеви смањује њена запремина (волумен), по једначини се такође смањује и однос ширења. 9 Табела приказује израчунате брзине при промени дужине цеви за баруте различите брзине сагоревања произвођача IMR.

 

Муниција

Тежина

зрна

у грамима

Тежина пуњења барутом

у grs.

Тип барута произвођача IMR

Брзина у цеви дужине 60 cm 24”

у m/s.

Разлика у брзини при промени дужине цеви за 2” (5cm)

брзина у m/s

20”–22”

50,8–56

22“–24”

56–61

24”–26”

61–66

26”–28”

66–71,1

.223 Rem.

3,2

25,1

3031

938

14,02

14,63

12,80

11,58

.243 Win.

6,5

40,6

4350

890

17,06

15,54

13,71

9,75

7 mm Rem. Mag.

10

66,8

7828

879

27,13

16,45

14,63

13,41

.30-30 Win.

9,1

32,4

3031

679

9,75

8,83

7,62

7,01

.308 Win.

9,1

40,5

4895

771

12,19

10,97

9,75

8,53

.30-06 Rem.

9,1

52,7

4320

844

15,54

13,41

11,88

10,66

 

R“ и .22lr

У једном од тестова10, када су продужавали цев, оловном зрну слабе револверске муниције .32 S&W (са зрном тежине 5,5 g достиже 210 m/s) је била потребна цев дуга чак 9 m, да би се зрно у њој зауставило. Највећа брзина је била на тачно 63 cm, а затим је полако опадала до заустављања на 9 m. Ово сведочи о утицају ширења барутних гасова. Једини изузетак је .22 Long Rifle, где су тестови доказали да се брзина у цеви повећава до 40 cm, а затим веома споро опада. Ако се код свих других муниција брзина повећава чак и када цев прелази идеалну дужину, зашто се .22 lr разликује? Разлог је у запремини муниције, која недостаје .22 lr. Пуњење ове муниције се шири једва 50 x и после 40 cm почиње да се смањује. Разлог томе је управо однос ширења (R), који је мерило ефикасности муниције.

Закључак

Ако разумемо шта се дешава у цеви, разумећемо и разлоге за дуге цеви (и против њих) или последице скраћивања. Муниција калибра .308 Win. је ефикасна у комбинацији са цевима дужине 50 cm, док је муниција калибра 7 mm Rem. Mag. или . 300 Win.Mag. са том дужином цеви иритирајућа. Да ли размишљамо о скраћивању те „magnum“ цеви али смо несигурни по питању повећања бљеска и праска ? Ако сами пунимо муницију, решење је једноставно – треба да користимо брзо сагоревајуће баруте. Тиме смањујемо тежину барутног пуњења, што значи да ће на устима цеви бити мањи притисак и мање гасова. Однос ширења објашњава велику важност ширења барутних гасова. Ово и опис балистичког циклуса објашњава зашто су краће цеви гласније (већи притисак на устима цеви) и зашто имају већи трзај (више гасова на устима цеви делује попут млазница ракете – потисак уназад). Дужина цеви утиче на равнотежу оружја, али не утиче на прецизност. Ако већ имате могућност да измерите брзину муниције у свом оружју, немојте се разочарати ако се резултат не подудара са подацима у табелама.

Brzina zrna i duljina cijevi

Барутни гасови на устима цеви

Добро погођена дивљач неће приметити разлику.

Грегор Ходник

Фусноте

1 Vihtavuori reloading manual 3rd edition, страна 41

2 „Handloading myths“, часопис Handloader, јун 2002.

3 »Why ballisticians get grey?« »SPEER reloading manual бр. 7 до 14«,

4 Часопис Rifle Shooter, август 1999.

5 g=грам, grs=grain , 1 грам = 15,4 graina, 1 grain = 0,06479891 грамa

6 http://www.shootingtimes.co.uk/features/136776/How important is the barrel length of a rifle.html

7 45th Lyman Reloading Handbook, „Center Fire Rifle Velocity Vs. Barrel Length“

8 Балистички близанац, познатијег 6.5×68

9 Једначине се могу наћи на http://www.loadammo.com/Topics/October05.htm или помоћу програмског софтвера QuickLOAD

10 Боб Форкер, »The Thirty-Foot Barrel«, часопис Guns&Ammo, август 1996.,

Оставите одговор

Ваша адреса е-поште неће бити објављена. Неопходна поља су означена *