Журнал «Наука и техника»

Барчук С. В.

Пули со смещенным центром тяжести

С. В. Барчук

Пули со смещенным центром тяжести

Практически каждому, кто когда-либо сталкивался со стрелковым оружием, доводилось слышать о пулях со смещенным центром тяжести. Часто информация о них находится на уровне: «у моего друга есть сосед, который служил там-то и говорил, что…» Дальше могут следовать различные подробности, однако суть сводится к тому, что существуют пули со смещенным центром тяжести, которые, попав в ногу, выходят из головы. Я сам неоднократно слышал такие рассказы и мнения по поводу этих рассказов. Степень реакции колеблется от резкой критики и обвинений рассказчика во лжи до деловитого поддакивания. Попробуем же разобраться в том, существуют ли такие пули, какими особенными свойствами они обладают и могут ли они наносить ранения такой степени тяжести.

Ответ на первый вопрос прост — да, они существовали и существуют. Причем их предыстория началась в первые годы прошлого столетия. В 1903–1905 годах вместо прежних тупоконечных военных винтовочных пуль были разработаны и внедрены два новых типа пуль с остроконечной вершиной и с уменьшенным аэродинамическим сопротивлением: тяжёлые — с поперечной нагрузкой[1] более 22 г/кв. см, предназначенные для ведения огня на дальние дистанции, и лёгкие — с меньшей поперечной нагрузкой, — для стрельбы на короткие дистанции (см. рис 1). Изначально на вооружение Германии (1904), США (1906), Турции (1907) и России (1908), были приняты легкие пули, а в Англии (1906), Франции (1904) и Японии (1908) — тяжелые.

Рис. 1. Типы пуль:

А — тупоконечные;

Б — остроконечные тяжелые;

В — остроконечные легкие.

Серым цветом выделена ведущая часть пули; черные квадратики обозначают центр тяжести; черные кружки — центр сопротивления воздуха.

Рис. 2. Прицельно поражаемое пространство (ППП) и прямой выстрел (ВЦ — высота цели).

Кроме улучшений в баллистике (об этом будет сказано ниже), введение легких остроконечных пуль давало к тому же ряд и других преимуществ. Во-первых, меньшая масса пули (следовательно и масса патрона) позволяла повысить ее начальную скорость и увеличить носимый стрелком боезапас. Во-вторых, для их изготовления требовалось меньше металла, а при огромных тиражах это давало существенную экономию. В-третьих, неглубокая посадка легкой пули в гильзу увеличивала её полезный объем и давала возможность, соответственно, добавить массу порохового заряда.

Что касается баллистики, то легкие остроконечные пули обладали начальной скоростью в среднем на 100–200 м/с большей, чем тупоконечные. Это в совокупности с их более обтекаемой формой увеличивало дальность прямого выстрела[2] и глубину прицельно поражаемого пространства[3] (рис. 2). На практике это означало, что можно было увеличить результативность огня на расстояниях порядка 300–400 м, при неизменном мастерстве стрелков.

Опыт ведения боев во второй половине XIX — начале XX веков показал, что именно эти дистанции являются предельно достижимыми при меткости среднего бойца. Как говорится: «зачем платить больше?». Для удовлетворения же потребности пехотных подразделений в дальнобойном винтовочном и пулеметном огне существовали тяжелые пули. При этом можно было использовать обычные пехотные винтовки с незначительными переделками, касающимися в основном прицельных приспособлений. Естественно, что такие преимущества ни одна из передовых держав накануне Первой мировой войны игнорировать не могла.

Рис. 3. Боеприпасы начала XX века и пули со смещенными центрами тяжести к ним:

А — английский.303 British Mk VII (7,71x56 R);

Б — японский 6,5 Arisaka (6,5x50 SR).

Однако остроконечные пули при стрельбе из винтовок, имеющих нарезы, рассчитанные для тупоконечных пуль, были неустойчивы в полете. Дело в том, что вследствие пологих нарезов, достаточных для стабилизации тупоконечных пуль, остроконечные приобретали относительно небольшую скорость вращения, что приводило к большой прецессии в полете. Все это влекло за собой ухудшение кучности и пробивной способности, а также повышался снос пули под действием бокового ветра. Чтобы избавиться от этого недостатка, центр тяжести пули стали искусственно переносить назад, ближе к её донной части. Для этого носовую часть облегчали, помещая в нее алюминий, фибру или прессованную хлопчатобумажную массу (рис. 3а). Интересное и наиболее рациональное решение придумали японцы (рис. 3б). Они стали использовать для изготовления пуль утолщенную в передней части оболочку, удельная масса которой меньше, чем у свинцового сердечника. Это позволило решить сразу две проблемы: с одной стороны, центр тяжести сместился назад, и повысилась стабильность полета пули, а с другой — увеличилась ее пробивная способность, благодаря более прочному носику. При этом поперечная нагрузка оставалась достаточно большой.

Это и были первые пули с преднамеренно смещенным центром тяжести. Как следует из сказанного выше, создавались они для целей совершенно противоположных хаотичному поведению. Более того, насколько известно, такие пули, наоборот, при попадании в цель вели себя довольно устойчиво и оставляли аккуратные (по свидетельствам очевидцев) раны. Как видно из рис 1, у тяжелых остроконечных пуль даже при монолитном исполнении центр тяжести смещен назад относительно центра сопротивления воздуха несколько больше, чем у тупоконечных. Однако применение таких пуль также не вызывало «страшных» ранений, подобных описанным вначале.

Чем же был порожден ряд слухов о пулях со смещенным центром тяжести? По всей видимости, поводом для них стало применение американскими войсками во Вьетнаме штурмовых винтовок М16. Их пули нередко наносили действительно обширные ранения, казалось бы, не свойственные столь малому калибру (5,56 мм). По всей видимости, это и привело к распространенному мнению, что виновен в этом смещенный центр тяжести. Хотя, на самом деле, в большей степени этому способствовала высокая начальная скорость пули (около 1000 м/с).

Дело в том, что еще в начале XX века способность наносить непонятно обширные (для относительно небольшого калибра) повреждения тканей была замечена применительно к патрону.280 Ross (7 мм). Причиной их, как выяснилось, была большая скорость пули в момент встречи с целью (начальная скорость пуль из таких патронов, изготовленных английской фирмой Eley, была около 980 м/с). Это влекло за собой образование так называемой зоны временной пульсации (временной полости) вокруг раневого канала на малых глубинах проникновения. Такая зона, по сути, является областью действия гидравлического удара и приводит к разрушению внутренних органов (и даже костей), попавших в нее. Если при относительно невысоких скоростях такая полость начинает образовываться на глубинах 20–25 см (а это часто уже за пределами тела), то при больших скоростях — от 2 до 12 см.

Сходная картина наблюдалась и при ранениях, нанесенных пулями М 193, которыми снаряжались патроны 5,56х45 к винтовкам М 16 (рис 4). Как видно, на профиле раны эта пуля проходит в мягких тканях примерно 10–12 см головной частью вперед, что уже наводит на мысль о непричастности к этому смещенного центра тяжести. Затем она разворачивается, сплющивается и разламывается в районе кольцевой канавки, предназначенной для посадки пули в гильзу. Головная часть пули продолжает движение, а тыльная распадается на множество осколков, поражающих ткани на глубину порядка 7 см. При этом наблюдается значительный разрыв тканей. Это объясняется тем, что сначала их пробивают осколки, а затем они подвергаются действию гидравлического удара. Вследствие этого отверстия в полых внутренних органах (например, в кишках) могут достигать 5–7 см в диаметре.

Рис. 4. Раневой профиль оставленный пулей М193 боеприпаса 5,56х45.

Изначально причиной ранений таких профилей считали нестабильность пули в полете и указывали на то, что ствол вышеупомянутых американских винтовок имеет слишком пологие нарезы (шаг 305 мм). Однако при принятии патрона 5,56х45 на вооружение НАТО к нему была разработана новая более тяжелая пуля М855 (по европейской классификации SS 109), рассчитанная на более крутые нарезы с шагом 178 мм. Повысившаяся скорость вращения позволила стабилизировать пулю, однако характер ранений остался практически неизменным.

В ответ на принятие в НАТО малокалиберного 5,56 мм боеприпаса Советский Союз отреагировал разработкой и внедрением в 1974 году своего промежуточного патрона уменьшенного калибра. Его метрическое обозначение — 5,45х39.

Интересен тот факт, что основная пуля нового советского боеприпаса имела преднамеренно смещенный назад центр тяжести за счет пустого, незаполненного свинцовой рубашкой носика (рис. 5). Такой боеприпас был принят под индексом 7Н6, а широкомасштабное боевое крещение он прошел во время войны в Афганистане.

Рис. 5. Боеприпас 5,45x39 (7H6) и пуля к нему

Казалось бы, за счет большой начальной скорости (около 900 м/с) и, соответственно, скорости встречи его пуля должна была бы наносить ранения качественно сходные с изображенными на рис. 4. Однако характер раневого профиля был другим (рис. 6). Дело в том, что пуля нашего патрона в отличие от своего американского собрата имела прочную стальную оболочку, которая выдерживала гидравлические нагрузки при движении внутри тела. Вследствие этого пуля оставалась целой, а не фрагментированной, как в случае с 5,56х45 хотя, ее движение стабильным назвать нельзя. Как видно на раневом профиле, пуля советского боеприпаса 5,45х39 (7Н6) неоднократно переворачивается.

Рис. 6. Раневой профиль оставленный пулей 7Н6 боеприпаса 5,45х39.

Специалисты считают причиной такого поведения на начальной стадии движения в мягких тканях именно смещенный назад центр тяжести, так как вращение пули резко замедляется и стабилизирующий фактор перестает играть свою роль. Однако далее пуля должна двигаться просто хвостовой частью вперед. Вместо этого происходит дальнейшее «кувыркание». Причиной этого, по всей видимости, являются процессы, происходящие внутри самой пули. Так, часть свинцовой рубашки, расположенная ближе к носовой части, во время резкого торможения несимметрично смещается вперед в полость носика, что приводит к изменению начальных условий. Центр тяжести незначительно смещается вперед и положение точки приложения сил тоже соответственно изменяется, что приводит к дальнейшей дестабилизации движения в мягких тканях. К тому же гнется и сам носик пули. При этом замечено, что значительные разрывы мягких тканей происходят лишь на конечном участке движения на глубинах более 30 сантиметров. Впрочем, учитывая неоднородность строения организма (в отличие от баллистического пластилина или желатина, используемого при испытаниях в лабораторных условиях), мы получим весьма сложную картину ранений, нанесенных такими пулями. Хотя на практике процент таких ранений относительно невелик. Да и попадание «в пятку, а выход из головы» практически невозможен, так как энергии пули просто не хватит. Ведь даже в баллистический желатин или пластилин пуля проникает в основном на глубину не более полуметра. И это фактически при стрельбе в упор.

Интересно сравнить действие советской и американской пуль на легко защищенные цели, а именно: их, так называемое, запреградное действие. При примерно одинаковых массах (около 3,5 грамм) американская имеет начальную скорость примерно на 100 м/с больше. Однако ее пробивная способность значительно меньше, поскольку латунная оболочка и мягкий свинцовый сердечник фактически расплющиваются даже о незначительные препятствия. В этом случае запреградное действие американской пули сводится к простому механическому удару. Если пробитие преграды все-таки произошло, то дальнейшее движение продолжает сильно деформированный малоэнергетичный фрагмент пули, который, как правило, не проникает на значительную глубину, необходимую для поражения жизненно важных органов. Поэтому для защиты от таких пуль достаточно относительно легких бронежилетов.

Действие советской пули более сложное. При попадании в преграду она, в зависимости от её прочности, либо остается нефрагментированной (так как оболочка пули стальная и обладает гораздо большим сопротивлением разрыву), либо предсказуемо фрагментируется. Причиной такого «программируемого» разрушения является ее структура, содержащая стальной сердечник. Рассмотрим подробнее фрагментацию такой пули в преграде.

При попадании в препятствие по нормали к поверхности полый носик пули сминается и впоследствии разрывается, открывая путь для продолжающего двигаться по инерции стального сердечника. При этом мягкая свинцовая рубашка играет роль своеобразной смазки, облегчающей движение сердечника в преграде, который и является поражающим элементом, оказывающим запреградное действие. При массе примерно 1,5 грамма (почти половина массы пули) он слабо деформируется и может проникать на глубины, достаточные для поражения цели.

Однако все это характерно для идеального случая. На практике уже при незначительных отклонениях угла встречи от перпендикуляра сказывается рикошетирующая способность, которая для малокалиберных легких пуль играет значительную роль. Интересен тот факт, что существует расхожее мнение о том, что большую рикошетирующую способность пуль патрона 5,45х39 (7Н6) определяет именно смещенный назад центр тяжести. Причем мнение это характерно, как правило, для людей, познакомившихся с соответствующим оружием на практике во время прохождения воинской службы. При этом часто приводят пример стрельб трассирующими малокалиберными пулями по густым перелескам или посадкам, которые наглядно демонстрируют большую рикошетирующую способность таких пуль. Однако при этом мало кто задумывается над тем, что трассирующие пули (индекс патрона 7Т3 и 7Т3М) имеют центр тяжести, смещенный вперед. Кроме того, экспериментальные стрельбы по густым перелескам, опубликованные в иностранных периодических изданиях, выявляют некую общую закономерность. Так, при встрече с легкими препятствиями (тонкими ветками) менее всего от траектории отклоняются тяжелые тупоконечные крупнокалиберные пули, по мере уменьшения массы и калибра отклонения становятся все более заметными. Также замечено, что остроконечные пули рикошетируют больше.

Существуют и другие примеры. Иногда приводят случаи рикошетов советских малокалиберных пуль со смещенным центром тяжести при стрельбе под острыми углами к поверхности и даже от оконного стекла. Или многократное рикошетирование при стрельбе внутри замкнутых помещений. Следует отметить, что все эти факты в той или иной мере действительно имеют место и подтверждаются боевым использованием автоматов АК-74 и их модификаций в условиях гористой местности (Афганистан, Кавказ) и городской застройки. Однако обвинять в этом исключительно смещенный центр тяжести, по всей видимости, не стоит. Дело в том, что в охотничьей практике известны многократные случаи отражения дроби, имеющей сферическую форму и однородное строение, от поверхности воды. Как правило, такие примеры встречались при стрельбе по водоплавающей птице на воде и иногда даже приводили к несчастным случаям. По вполне понятным причинам смещенный центр тяжести не может иметь никакого отношения к таким примерам. Здесь определяющим фактором являются именно углы встречи с преградой (рис. 7). Суть заключается в том, что при острых углах к поверхности перпендикулярная составляющая скорости Vx может быть очень малой, следовательно, импульс, передаваемый преграде, также будет незначительным и упругих свойств преграды (на воде упругими свойствами обладает поверхностная пленка) будет достаточно для отражения пули.

Рис. 7. Рикошетирование пули при больших углах встречи. Vx, Vy — перпендикулярная и продольная составляющие скорости пули, V0 — скорость встречи.

Что касается многократного переотражения, то многие специалисты отмечают, что вышеупомянутые американские пули подвержены ему в меньшей степени. Однако и здесь вряд ли стоит ставить во главу угла смещенный центр тяжести. Скорее всего, такая разница имеет место, прежде всего, вследствие большей механической прочности советских пуль. Дело в том, что пули патронов М 193 и SS 109 сильно деформируются при встрече с препятствием и теряют при этом значительную долю своей энергии. Поэтому среднестатистическое количество переотражений для них меньше, чем для пуль к патронам 5,45х39 (7Н6).

Выводы

Из всего сказанного можно сделать несколько основных выводов. Во-первых, пули со смещенным центром тяжести существуют, более того они не являются какими-то специальными или секретными. Во-вторых, изначально смещение центра тяжести назад было предпринято для увеличения стабильности полета остроконечных пуль, а не наоборот, как считают многие. В-третьих, роль смещенного центра тяжести в нанесении атипичных сложных ранений и в повышенной рикошетирующей способности существенно завышена общественным мнением.

Примечания

1

Под поперечной нагрузкой оружейники, как правило, понимают величину численно равную отношению массы пули к площади ее наибольшего поперечного сечения (ПН = m / Sp). Так как максимальный диаметр пули является ее калибром (К), то поперечную нагрузку можно выразить следующим образом ПН = m / π (К/2)2.

2

Прямым выстрелом называется такой выстрел, при котором траектория не поднимается над линией прицеливания выше цели на всем протяжении прицельной дальности.

3

Глубина прицельно поражаемого пространства есть расстояние по линии прицеливания, на протяжении которого нисходящая ветвь траектории не превышает высоты цели.

Content

Журнал «Наука и техника» и др Пули со смещенным центром тяжести

С. В. Барчук Пули со смещенным центром тяжести

Выводы

Примечания