Схема 135:
А - нарезы 7,62-мм винтовки Спрингфильда обр. 1903 г.;
Б - нарезы 7,62-мм винтовки КА обр. 1891/1930 гг.
Трапецеидальная форма нарезов похожа на прямоугольную и отличается от нее тем, что смежные грани нарезов не параллельны друг другу. Такая форма нарезов продиктована стремлением сделать деформацию оболочки пули при врезании в нарезы менее резко "сдвинутой" (схема 136) и, соответственно, сохранить ее профиль и механическую прочность, увеличить глубину нарезов и повысить давление в стволе. Оружие с трапецеидальной формой нарезов сложнее и дороже в производстве, чем оружие с нарезами прямоугольной формы, но кучность боя таких стволов лучше. Снайперские винтовки с трапецеидальными нарезами производились и производятся в Австрии фирмой "Манлихер".
Схема 136. Нарезы трапецеидальной формы
Вышеописанные формы нарезов в принципе отвечают эксплуатационным требованиям, но остающиеся в углах нарезов (между дном нареза и гранью) твердые частицы оболочки пули и продуктов сгорания пороха могут вызвать появление коррозии, ибо чистка и смазка углов нарезов затруднена. К тому же углы нарезов неплотно заполняются массой пули, и в этих местах наблюдается прорыв пороховых газов. При этом несколько падает давление в стволе и раскаленные пороховые газы, истекающие по незаполненным местам с большой скоростью, разрушающе действуют на ствол.
Стараясь ликвидировать этот недостаток, на некоторых оружейных системах до сих пор применяются так называемые нарезы сегментной формы. Сегментной называется такая форма нарезов, у которой нарезы в сечении, перпендикулярном оси ствола, представляют фигуру сегмента (схема 137). Такие нарезы в начале XX столетия были приняты на очень неплохой винтовке точного боя японского оружейника Арисака (схема 138). При такой форме нарезов, не имеющей углов, пуля заполняет просвет канала ствола полностью. Но стволы с такими нарезами очень трудоемки и дороги в производстве, к тому же при отсутствии боевых граней, на которые обычно опирается пуля при движении, пуля действует на опорную часть сегмента, как на клин, вызывая увеличенную поперечную деформацию ствола и снижая его живучесть. Поэтому сегментарные нарезы широкого распространения не получили.
Схема 137. Нарезы сегментной формы
Схема 138. Нарезы 6,5-мм винтовки системы Арисака
Недостатки сегментарных нарезов устранены в стволах с нарезами скругленной формы (схема 139), где боевая грань имеет полукруглую форму. В таких нарезах нет углов, они ничем не забиваются, в них не наволакивается свинец. Стволы с такими нарезами очень легко чистить. Но они еще более дороги в производстве, чем сегментарные нарезы, и применяются на очень дорогих охотничьих системах.
Схема 139. Скругленная форма нарезов
В свое время для повышения живучести стволов в некоторых системах поля нарезов делали шире самих нарезов. Такие нарезы были на русской трехлинейной винтовке первых выпусков и на швейцарской винтовке системы "Шмидт-Рубина" (схема 140). С принятием на вооружение патронов с пулями более совершенной формы, в меньшей степени изнашивающей ствол, от такой геометрии нарезов отказались.
Схема 140. Нарезы 7,5-мм винтовки системы "Шмидт-Рубина" обр. 1889-1896 гг.
Если развернуть внутреннюю поверхность канала ствола вдоль оси с нанесенным на ней нарезом, то очертание нареза представится в виде линии, которая может быть прямой или кривой (схема 141).
Схема 141. Виды нарезов (развертка):
а - нарез постоянной крутизны; б - нарез прогрессивной крутизны; в - нарез смешанной крутизны
Нарез, получающийся при развертке в виде прямой линии, называется нарезом постоянной крутизны (а на схеме 141). Угол на схеме, характеризующий наклон или крутизну нарезов, называется углом наклона или крутизны нарезов.
Нарез, при развертке представляющийся в виде кривой линии с возрастающей крутизной от начала нарезов к дульной части, называется нарезом прогрессивной крутизны (б на схеме 141).
Преимущество нарезов постоянной крутизны состоит в простоте изготовления, недостаток - в неравномерности износа. При нарезах постоянной крутизны давление на боевую грань переменно и принимает исключительно большую величину в тот момент, когда давление пороховых газов в стволе наибольшее. В месте наибольшего давления происходит усиленный износ боевых граней нарезов.
При нарезах прогрессивной крутизны при наибольшем давлении угол наименьший, следовательно, давление на боевую грань тоже будет сравнительно небольшим. При падении давления, ближе к дульному срезу при возросшей крутизне нарезов их боевые грани будут испытывать гораздо меньшие разрушающие усилия при прохождении по ним пули.
Нарезы прогрессивной крутизны заметно улучшают кучность боя ствола, однако они не нашли широкого распространения в стрелковом оружии из-за сложности изготовления и применяются в артиллерийских системах. Такие нарезы выполняются на отдельных образцах особо точного снайперского оружия.
Длина участка канала ствола, на котором нарезы постоянной крутизны делают один полный оборот, называется шагом нарезов.
Зная длину шага нарезов и дульную скорость пули, можно подсчитать число оборотов пули вокруг ее оси в момент вылета из канала ствола по формуле:
число оборотов =(V дульная)/шаг нарезов.
Пример. Определить число оборотов пули винтовки Мосина образца 1891-1930 гг. Дульная скорость 860 м/с, длина шага нарезов 0,24 м.
Решение. 860/0,24 = 3583 оборота в секунду.
Кучность боя ствола увеличивается с уменьшением шага нарезов и увеличением оборотов пули. Но до разумных пределов - при слишком крутых нарезах пуля будет срываться с них, и при слишком больших оборотах ее может разорвать центробежной силой.
Пуля должна врезаться в нарезы и заполнить их полностью, до самых доньев и немного (очень немного) с излишком. Между поперечными размерами пули и канала ствола должно соблюдаться такое соотношение, при котором площадь поперечного сечения пули на 1-2% превышала бы площадь сечения ствола. Пуля, свободно, с люфтами идущая по стволу, начинает "болтаться" в нем от стенки до стенки, разбивает ствол и отклоняется от прицельного направления. Кучности боя такими пулями не будет. Каналы стволов выполняются очень тщательно, но все равно у стволов одного и того же образца оружия диаметры калибровочных сверлений и расстояния между доньями нарезов не будут одинаковы вследствие износа обрабатывающего инструмента. При стрельбе очередями это значения не имеет, но в снайперской стрельбе становится заметным. Поэтому под каждый ствол желательно подобрать патрон с пулей соответствующего диаметра. Пули винтовочных патронов всегда делаются по диаметру больше, чем номинальный калибр оружия, и даже немного больше расстояния между доньями нарезов (см. табл. 38). Каждый реальный диаметр конкретного канала ствола должен сопрягаться с конкретным диаметром пули. Поэтому при стрельбе какой-либо одной партией патронов кучность стрельбы даже из очень хорошего нового ствола может оказаться неудовлетворительной. Знающие снайперы заранее подбирают подходящие партии патронов по результатам кучности при пробных отстрелах.
Несмотря на то что вышеописанная система измерения калибра ствола "от поля до поля" нареза является международной, в западных странах все больше и больше практикуется измерение калибра "от дна до дна" нареза, что, на взгляд автора, при подборке точного снайперского оружия и боеприпасов более правильно, ибо позволяет сразу ориентироваться в реальных диаметрах ствола и подбирать к ним патроны с пулями соответствующего диаметра. К примеру, калибр американской винтовки М-16 равен 5,6 мм, но он определен по "доньям" нарезов. Калибр нашего автомата АК-74 равен 5,45 мм, но он принят по классическому образцу - по "полям" нарезов. В реальности внутренние калибры обоих образцов оружия одинаковы. Калибр пуль к ним равен 5,61-5,62 мм. Как это ни странно, в практике малокалиберного спортивного оружия изначально утвердилась неклассическая формулировка - по доньям нарезов. Реальный калибр свинцовой безоболочечной пули обычного спортивно-охотничьего малокалиберного патрона равен 5,62 мм, а калибр ствола по доньям нарезов равен 5,59-5,60 мм.
В наше время (очень редко) встречаются трехлинейные снайперские винтовки довоенного выпуска с изумительно кучным боем. У таких винтовок канал ствола выполнялся па так называемый "легкий конус" с разницей в диаметрах у казенной и дульной частей в 2-3%. При этом сводится на нет истирание оболочки пули о стенки канала ствола и пуля все время "обжимается", что не позволяет ей "гулять" по стволу.
Точность изготовления ствола и чистота обработки его канала оказывают на точность и кучность боя непосредственное и существенное влияние. Шероховатость, грубость обработки канала ствола, нарушение его соосности, неровности дна нарезов увеличивают рассеяние при стрельбе из винтовок до 20%.
