Капсюль-воспламенитель — «сердце» охотничьего патрона

На первый взгляд охотничий патрон к гладкоствольному оружию, как и его основные элементы — капсюль, гильза, пыж и другие, представляется несложным, с обывательской точки зрения, изделием по сравнению, скажем, с телевизором или компьютером. Однако вряд ли с этим согласятся специалисты, ибо каждый из компонентов, входящих в метательную и метаемую части патрона, имеет свои технические особенности. И если в метаемой части снаряд (дробь, пуля) и пыж определяют внешнебаллистические характеристики, то элементы метательной части — гильза, пороховой заряд и капсюль-воспламенитель ответственны как за внутреннюю, так и за внешнюю баллистику выстрела.

И все же, не умаляя важности всех элементов, следует признать, что сердцем патрона является капсюль-воспламенитель (КВ). Именно он осуществляет инициирующую, изначально движущую силу, его влияние сказывается на всех компонентах патрона, и в то же время КВ ответствен за внешнюю связь, то есть взаимодействие с ударно-спусковым механизмом ружья.

В одном из американских патентов на КВ в описательной части авторы утверждают, что по сложности конструкции и принципу действия КВ сравним с фотоаппаратом. Спорить с этим утверждением или нет — предлагаем решить нашему читателю.

В этой главе мы рассмотрим конструктивные характеристики отечественных и зарубежных капсюлей-воспламенителей и произведем их сравнительную оценку.

В практике известны два типа конструктивного исполнения КВ: безнаковаленочный (типа «Бер-дан») и со встроенной наковаленкой (типа «Боксер»).

К первому типу относится традиционный капсюль, мало изменившийся со дня своего зарождения (1828 год) и широко применяющийся в патронах к отечественному стрелковому вооружению и оружию большинства стран мира. Такой капсюль хорошо сочетается с металлической гильзой, выполненной заодно с жесткой наковаленкой.

КВ типа ЦБО «Жевело»

К этому же типу следует отнести и охотничий КВ ЦБО, предназначенный для латунных гильз многоразового использования или обычных гильз, но со специальной вставкой-наковаленкой 05,67

Наибольшее распространение все же получил КВ «Жевело» — прародитель и типичный представитель наковаленочного типа, рожденный на свет французской фирмой "Gevelot". Долгие годы — до начала 70-х — этот КВ практически единолично монополизировал рынок.

Если говорить о сегодняшнем дне, то ни одна из европейских стран — производителей охотничьих боеприпасов и их элементов, равно как и фирмы американского континента, капсюль подобной конфигурации не производят и не используют. В нашей стране КВ "Жевело" еще несколько лет назад занимал доминирующее положение. Однако в конце 80-х годов серьезная альтернатива ему появилась. В ходе дальнейшего обсуждения внимательный читатель сумеет, очевидно, понять причины падения престижа этого старинного капсюля.

В начале 70-х годов на рынке охотничьих боеприпасов начал появляться новый КВ наковаленочного типа, очень мало напоминающий своего собрата. Этот капсюль получил наименование «Winchester» («Винчестер») по имени американской фирмы, его создавшей.

«Винчестер»

С небольшими отличиями непринципиального характера такой же КВ выпустила и другая фирма США — «Remington». Капсюль «Винчестер» выполнен по принципиально иной конструктив-«Винчестер» ной схеме, чем КВ «Жевело»: наковаленка имеет плоскую форму и досылается в оболочку под натягом (в КВ «Жевело» наковаленка цилиндрическая, свернутая из таври-ка, и вставляется в оболочку по свободной посадке); колпачок, начиненный ударно-воспламенитель-ным составом (так называемый «малый капсюль»),жестко закреплен в оболочке за счет прессовой посадки (в КВ «Жевело» малый капсюль свободно перемещается); строго регламентировано утопание малого КВ относительно плоскости фланца оболочки (0...0.10 мм); конструкция оболочки позволяет исключить завальцовку дульца, которая в «Жевело» удерживает все элементы капсюля.

Применение такой конструктивной схемы позволило обеспечить КВ «Винчестер» серьезные преимущества перед своим предшественником, которые сводятся к следующему: повышенная инерционная стойкость от несанкционированного срабатывания в самозарядных ружьях и при случайном механическом воздействии; устранение вылета наковаленки в процессе функционирования капсюля из-за невозможности развальцевания дульца и тем самым исключение разбития (дробления) передних зерен заряда; «калибровка» инициирующего импульса к пороховому заряду при прохождении теплового потока через отверстие оболочки постоянного сечения.

КВ-21

Эти преимущества привели в конечном счете к качественному улучшению стабильности работы капсюля с точки зрения как надежности безотказного действия и безопасности, так и влияния на баллистические характеристики патрона (стабильность давления и скорость выстрела). В свою очередь, эти обстоятельства позволили КВ «Винчестер» вытеснить с мирового рынка КВ «Жевело» и практически безраздельно занять место в посадочных гнездах гильз охотничьих патронов подавляющего большинства стран — производителей такой продукции. Капсюль-воспламенитель с плоской наковаленкой (с посадочным диаметром 6,12...6,17 мм) в настоящее время изготавливают, а в ряде случаев и поставляют на экспорт многие известные европейские и американские фирмы: «Fiocchi», «Mirage», «Clever» — Италия; «Cheditte» — Франция; «Leu» — Англия, Е5Р — Испания; «Winchester», «Remington» - США; «Звезда» — Югославия и другие.

В СССР капсюль воспламенитель подобной конструкции с плоской наковаленкой был разработан в 1978 году, но под габаритные размеры КВ «Жевело» (посадочный диаметр 5,62...5,67 мм), с другой рецептурой ударно-воспла-менительного состава (УВС) под отечественный порох «Сокол» и отечественные условия эксплуатации при температуре ±50 °С. Следует сразу пояснить, что зарубежные КВ из-за своей рецептуры УВС не предназначены для российской зимней охоты. Отечественный капсюль новой конструкции получил название КВ-21. Позднее был разработан капсюль аналогичной конструкции и под посадочное место европейской гильзы, который именуется КВ-22.

«Lachoussee»

Серийное производство КВ-21 началось только в 1989 году, то есть через 11 лет после его разработки, в Ленинграде. Столь длительное забвение можно объяснить лишь парадоксами советской экономики, для которой потребительские качества, конкурентоспособность и конъюнктура рынка были понятиями сугубо второстепенными, если речь шла о сохранении устоявшейся технологии и была возможность не вкладывать дополнительные ресурсы.

Итак, капсюль с плоской наковаленкой типа «Винчестер» или КВ-21 (КВ-22) в исполнении многочисленных фирм различных стран — фаворит рынка спортивно-охотничьих боеприпасов к гладкоствольным ружьям. Но не бесспорный. Бельгийская фирма «Lachous-see», завоевавшая широкую известность своими новыми технологиями, разработала и предложила для производства оригинальную конструкцию капсюля, состоящую из двух компонентов: оболочки, выполненной заодно с наковаленкой, и малого КВ, — КВ «Lachoussee».

Преимущество такой конструкции перед конструкцией трехкомпонентного КВ (с автономной наковаленкой) несомненно, но не носит принципиального характера. Скорее всего эффект связан с выигрышем в технологии изготовления оболочки-наковаленки, но именно это остается секретом фирмы, который она тщательно охраняет. Во всяком случае кроме бельгийцев подобную конструкцию, очевидно по лицензии, выпускает польская фирма «Олимпик».

Теперь, когда наш читатель может считать себя знатоком охотничьих капсюлей-воспламенителей, по крайней мере в сравнении с теми, кто не читал всего, что здесь написано, мы можем смело перейти к углубленному раскрытию основных технических характеристик средств воспламенения охотничьих патронов.

Следует подчеркнуть, что речь пойдет только о трех самых важных и полезных для охотника ха

рактеристиках капсюлей. Итак, три характеристики КВ: энергия безотказного срабатывания, необходимая для стрельбы из ружья без осечек. На этот параметр влияет очень много конструктивных факторов: чувствительность УВС к удару, конфигурация наковаленки и способ ее закрепления, способ закрепления в оболочке малого капсюля, материал и толщина дна колпачка, а также высота запрессовки воспламенительного состава в колпачке и инерционный выход бойка УСМ ружья. Не станем более злоупотреблять вниманием читателя и скажем, что хороший капсюль должен иметь 100-процентное срабатывание при энергии удара 0,25 Дж и никак не реагировать, то есть быть безопасным, при энергии удара 0,03 Дж. Именно такими параметрами обладают КВ ведущих патронных фирм Европы и наши отечественные КВ-21 и КВ-22. Для сведения необходимо сообщить, что минимальная энергия УСМ нового отечественного гладкоствольного ружья независимо от марки не должна быть менее 0,35 Дж. По ружьям зарубежных изготовителей таких данных получить не удалось; инициирующий тепловой импульс от капсюля к пороховому заряду. Это очень важный и очень сложный для изучения параметр. Он определяет, способен ли капсюль в различных температурных условиях зажечь пороховой заряд из порохов, обладающих широкой гаммой свойств («тупые», «острые», сфера, пластина, канальные, с толстым и тонким сводом и ?.?.). Результирующей характеристикой теплового импульса капсюля в «содружестве» с пороховым зарядом является время задержки воспламенения последнего, оцениваемое в большинстве случаев как время от момента воздействия бойка УСМ на КВ до нарастания давления в каморе заряжания (патроннике) на уровень 5 МПа (50 кгс/см2). Время задержки зажигания (t3), которое связывает в единый узел термодинамику продуктов горения УВС капсюля и теплофизические параметры пороха, оказывает решающее влияние на все баллистические характеристики патрона: максимальное давление, фронт его нарастания, полное время выстрела, скорость снаряда (дроби, пули) и дульное давление. Теоретически t3 может быть вычислено только путем реализации математической модели на электронно-вычислительной машине. Любителям цифр следует знать, что для хорошего патрона t3 находится в пределах 300...400 мкс. Такие распространенные среди охотников и спортсменов-стендовиков понятия, как «тупой» порох, затяжка в передаче импульса пороху — «плевок», глухой выстрел, сильная отдача и прочие, нашли в параметре t3 инженерное содержание и физическое объяснение; оржавляющее действие продуктов срабатывания на канал ствола ружья на первый взгляд представляется характеристикой обособленной. Однако за этим требованием стоит рецептура УВС, а значит, и связанные с ней теплотворная способность и чувствительность капсюля. Анализ рецептур УВС — тема отдельного исследования, здесь же коснемся только проблемы неоржавляемости.

В практике производства средств воспламенения ударного действия наиболее широкое применение нашли два инициирующих взрывчатых вещества (ИВВ): соль стифниновой кислоты — стиф-нат свинца или тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) и соль гремучей кислоты — гремучая ртуть (Гр). Но ни ТНРС, ни Гр, ни любое другое ИВВ не способно в одиночку решить задачу воспламенения от ударного импульса с последующим зажиганием порохового заряда. Для этого к ИВВ в «компанию» необходимо привлечь как минимум два или более компонентов в качестве горючего, окислителя, сенсибилизатора (усиливающего возбуждаемость), а также различные добавки, увеличивающие или уменьшающие газовую и конденсированную фазы в тепловом потоке от капсюля к пороху. Не станем перечислять все эти компоненты, их набор достаточно велик (несколько десятков). Назовем лишь наиболее употребляемые компоненты в стехеометрических смесях ударно-воспламенительных составов:

трехсернистая сурьма (антимоний) Sb2S3; т

хлорат калия (бертолетова соль) КС1О3;

нитрат бария Ba2NO3.

Этого достаточно, чтобы раскрыть суть описываемой характеристики капсюля.

Прадедушкой и фаворитом всех композиций УВС, более века господствующим в мире (вплоть до середины XX столетия), был капсюльный состав из трех химических соединений: гремучей ртути, бертолетовой соли, антимония. Процентное соотношение в механической смеси этих компонентов мы сознательно опускаем, ввиду того что оно со времени своего появления на свет благодаря французскому химику XIX столетия Бертолео претерпело несколько модификаций.

Усыпив бдительность читателя этими, скорее всего утомительными, сведениями, раскроем наконец суть неоржавляемости продуктов горения КВ. Дело в том, что именно гремучертутный состав и оказался врагом номер один самой дорогой части оружия — ствола, на внутренней поверхности которого оседала трудно вычищаемая ртутная амальгама. А появляющаяся затем коррозия (хлористый калий знает свое дело) за короткое время превращала любимую игрушку мужчин в ржавое железо. Поэтому крайне нежелательно, если не сказать — недопустимо, применять в спортивно-охотничьих патронах капсюли с начинкой гремучертутного состава, несмотря на его весомые преимущества, прежде всего из-за высокой температуры взрывчатого превращения — 2000 К. Альтернатива гремучертутному составу давно найдена, она заключается в использовании в УВС ТНРС нитрата бария и других добавок, делающих состав погорячее и создающих способность регулировать термодинамические характеристики капсюля и его чувствительность к ударному импульсу. А это очень важно, ибо средствам воспламенения приходится, словно особам древнейшей профессии, удовлетворять и разнообразию в ударных механизмах ружей, и разбросам между «тупыми» и «острыми» порохами, обеспечивая их воспламенение как в Африке (+50 °С), так и в якутской тундре (—50 °С), и т.д.

Охотничьи капсюли всех известных зарубежных фирм снаряжены неоржавляющими составами, однако их зажигательная способность в условиях российской зимней охоты крайне проблематична. Отечественные КВ-21 и КВ-22 тоже не содержат в продуктах реакции оржавляющих соединений. Капсюль «Жевело» имеет две модификации: «Жевело Н» — неоржавляющий и «Жевело М» — начиненный тем самым гремучертутным составом.

Теперь читатель знает почти все о капсюлях-воспламенителях и может сделать правильный выбор средства воспламенения для своего патрона.