#123 Odrzut broni palnej - to nie takie proste...

2019-05-17 Mateusz


Odrzut broni palnej jest zjawiskiem znanym wszystkim, którzy mają kontakt z bronią, mieli kontakt z bronią albo nawet tym, którzy nie mieli kontaktu z bronią.

Niewiele osób wie, że możemy rozróżnić odrzut, podrzut oraz obrót broni. Każde z tych zjawisk wynika z czegoś innego i każde należy rozpatrywać osobno.

W pierwszej części tego artykułu będziemy rozpatrywać tylko odrzut, czyli to zjawisko, które jest najbardziej rozpowszechnione w świadomości i najbardziej dotkliwie odczuwalne w czasie strzelania.

Uwaga! Przyjmujemy do rozważań broń powtarzalną lub prosty układ pokazany na rysunku 1.

Odrzut broni palnej czujemy jako kopnięcie w ramię, które niesie za sobą szereg negatywnych skutków. Najbardziej znanym jest ból w punkcie przyłożenia broni do ciała. Kolejnym jest wytrącenie broni z linii celowania, ewentualnie wytrącenie strzelca z pozycji równowagi.

Odrzut może również pośrednio wpływać na celność. Między innymi przez wymienione przed chwilą wytrącanie strzelca lub broni z linii celowania ale również w przypadku słabego niepewnego zamocowania broni w osadzie - może powodować jej poruszenie względem osady i tym sposobem inny jej ruch w czasie strzału, a przez to przesunięcie punktu trafienia.

Skupmy się teraz na tym elemencie odrzutu, który najczęściej jest rozpatrywany, czyli na kopnięciu. Jest to zjawisko które wynika z dynamicznych zjawisk zachodzących w czasie strzału. Chodzi o spalanie prochu i tym samym rozpędzanie pocisku. W mniejszym ale jednak zauważalnym stopniu, w odrzut broni wlicza się ruch gazów prochowych oraz dopalających się ziaren prochowych.

Ostatecznie na całkowitą wartość odrzutu rzutuje wypływ gazów prochowych z lufy.

W tej ostatniej fazie lufa zamknięta z jednej strony - wyrzuca sprężony gaz, z drugiej strony. W ten sposób rozpędza się podobnie, jak silnik odrzutowy.

 

Zjawisko odrzutu zachodzi więc w dwóch fazach.

 

Rys. 1. Okresy odrzutu: I w czasie ruchu pocisku w lufie oraz II tak zwany powylotowy, związany z wypływem gazó prochowych z lufy [wykonanie własne] 

 

Pierwsza jego część, to czas od rozpoczęcia się ruchu pocisku do momentu opuszczenia przez pocisk lufy. Za moment opuszczania lufy przez pocisk uznaje się zrównanie dna pocisku z płaskiem wylotowym lufy.

Od tego momentu zaczyna się drugi etap odrzutu - tak zwany powylotowy, którym zajmiemy się za chwilę.

 

Przeanalizujmy pierwszy okres odrzutu, czyli ruch pocisku w lufie.

W bardzo uproszczonym, szkolnym modelu opisuje się cały odrzut na podstawie zasady zachowania pędu. Częściowo jest to właściwe dla pierwszej fazy odrzutu, kiedy ciśnienie gazów prochowych działa zarówno na dno lufy jak i na dno pocisku. W związku z tym i broń i pocisk są rozpędzone jednocześnie, a różnica prędkości wynika z proporcji mas.

 

Rys. 2. Zasada zachowania pędu, jako bardzo uproszczony model odrzutu [wykonanie własne] 

 

Mówiąc po polsku im mniejszą mamy broń tym większą uzyska prędkość odrzutu i tym mocniej nas kopnie. Z kolei im cięższy będzie pocisk i im wyższa będzie prędkość wylotowa pocisku, tym również zwiększy się odrzut, czyli działanie broni na strzelca.

Trzeba jednak wziąć pod uwagę że zjawisko to jest bardziej skomplikowane niż szkolny model, który znamy. Nie wynika tylko z zasady zachowania pędu ale również z różnych zjawisk towarzyszących, które powodują hamowanie odrzutu. Są to straty energii wywołane tarciem pocisku o lufę i tym podobne zjawiska. W związku z trudnością badania i obliczania tych wszystkich czynników pobocznych, zazwyczaj stosuje się model uproszczony, czyli tak zwany odrzut swobodny.

 

Odrzut swobodny

Odrzut swobodny jest to zjawisko wirtualne, które zakłada pewne uproszczone warunki, czyli właśnie brak tarcia, innych zjawisk pobocznych i skupienie się tylko i wyłącznie na ruchu mas w zamkniętym, izolowanym układzie. Pod uwagę brane są masa broni, masa pocisku oraz połowa masy ładunku prochowego.

Wynika to z tego, że jednym elementem ruchomym jest broń, drugim jest pocisk ale jednocześnie wewnątrz lufy porusza się część dopalającego się prochu. Zostało to uśrednione przez doliczenie połowy masy prochu do masy pocisku.

Poniżej równanie wynikające z zasady zachowania pędu dla odrzutu swobodnego:

Gdzie:
- przez W oznaczamy prędkość broni
- przez v prędkość pocisku
- przez m oznaczamy masę pocisku
- przez M oznaczamy masę broni
- przez ω oznaczamy masę prochu

Z tego równania zgodnie ze wzorem na energię kinetyczną możemy łatwo wyliczyć energię odrzutu broni: