Amunicja do karabinu minie

[amigo]

Jak wiadomo repliki karabinów wojskowych strzelajacych pociskami minie mają rożne typy gwintów - trójpolowe, pięciopolowe o różnych skrętach, np. popularne 1:66 , 1: 48. Czy istnieją jakieś uniwersalne zasady doboru rodzajów pociskow minie w zależności od typu gwintu ?

[zbiho]

Ogolnie to im szybszy gwint tym dluzszy pocisk, a im wiecej polowy tym wglebienie denne glebsze.

[Wycior]

Najprostszym narzędziem do szacowania optymalnego skrętu gwintu lufy dla danej długości pocisku i odwrotnie jest pochodzący jeszcze z roku 1879 wzór Greenhilla:



gdzie:

T: optymalny skręt gwintu (Twist Rate)
D: kaliber pocisku (Diameter)
L: długość pocisku (Length)
SG: ciężar właściwy materiału pocisku (Specific Grawity)
C: współczynnik zależny od prędkości; do 840 m/s C=150, powyżej: C=180.

Aby otrzymać wzór na optymalną długość pocisku przy danym skręcie lufy wystarczy we wzorze zamienić miejscami symbole L i T.

W powyższym wzorze wymiary należny podać w calach. Zamiast liczyć ręcznie można skorzystać z kalkulatora on line, gdzie da się też wybrać dogodne jednostki miar:

https://www.vcalc.com/wiki/AndrewBudd/G ... Twist+Rate

Problem w tym że powyższa wersja wzoru jest wielkim uproszczeniem oryginalnej formuły, pierwotnie opracowanej przez Alfreda Greenhilla dla pocisków artyleryjskich o owalnej głowicy, gładkim kształcie, bez wnęk i rowków oraz wykonanych nie z czystego ołowiu ale z materiałów dających moment bezwładności mniejszy od pocisku ołowianego (np. pocisk w płaszczu albo ze stopu ołowiu). Niestety, wzór Greenhilla jest przeważnie przepisywany i stosowany bezkrytycznie. Stąd np. stała 10.9 (powinno być 11.34, bo tyle ma czysty ołów). Wpływ tej akurat nieścisłości jest pomijalny, ale istnienie rowków i wnęk dennych istotnie oddziałuje na wynik. Rowki smarne przenoszą centrum oporu aerodynamicznego do tyłu, wnęka denna przesuwa środek masy do przodu. Jedno i drugie podnosi stabilność pocisku. W efekcie pocisk Minie o - zdawałoby się - nadmiernej długości lata dobrze z lufy o stosunkowo małym skręcie. Wzór Greenhilla daje więc ogólną orientację ale w przypadku pocisku Minie można przyjąć że jego optymalna długość może być - znowu z grubsza - o jakieś 20% większa od obliczonej.

Co do wnęki dennej to jej geometria była podyktowana chęcią uzyskania jak najlepszej ekspansji i to w możliwie dużym zakresie tolerancji kalibru. Warto jednak pamiętać że były różne mechanizmy ekspansji, jeden z wkładką denną:



drugi bez wkładki, oparty tylko o ciśnienie gazów. W tym przypadku eksperymentowano z najróżniejszymi kształtami wnęki, tak w przekroju podłużnym:

jak w poprzecznym:

Dobór optymalnego kształtu wnęki pocisku okazał się sprawą skomplikowaną, bo zależał nie tylko od gwintu lufy ale i od ogólnej geometrii pocisku, tolerancji wykonania luf a w pewnym stopniu nawet od stosowanego prochu. Trzeba było uwzględnić także metody wytwarzania (np. możliwość tłoczenia) a nawet odporność pocisku na odkształcenia w transporcie lub w żołnierskiej ładownicy. Duża wnęka, na zdrowy rozum ułatwiająca ekspansję, wcale nie musiała być korzystna, i to z różnych powodów. W epoce wypróbowano setki (co najmniej) wariantów i rozwiązania uniwersalnie optymalnego nie znaleziono.

[amigo]

Bardzo ciekawy materiał, nie przypuszczałem że pociski minie mogły mieć takie skomplikowane kształty wgłębienia dennego.

[Wycior]

Niektórzy konstruktorzy dążyli do zminimalizowania objętości wnęki dennej, zakładając że im mniejsza objętość tym szybciej będzie narastać ciśnienie gazów bezpośrednio za pociskiem, co spowoduje szybszą ekspansję pocisku. Trzpień w środku wnęki miał właśnie zmniejszać jej objętość. Z kolei wnęki "krzyżowe" dawały pocisk bardziej odporny mechanicznie. Co z tego że pocisk dobrze rozpręża się w lufie jeżeli już podczas ładowania (w wirze bitwy!) jest narażony na odkształcenie? Oto przykład udanego, bawarskiego pocisku do karabinu Podewilsa (kal. 13.6 mm, ciężar 29.3 g, naważka 4.37 g). Stosunkowo niewielka wnęka o grubych ściankach:

Rosyjski eksperymentalny pocisk o pięciograniastej komorze z roku 1857 (kaliber 16.9 mm, ciężar 39 g, naważka 4.5 g):

Z powodu rozczłonkowanej wnęki i w efekcie mało sztywnej konstrukcji pocisk okazał się niepowodzeniem. Przy strzale często rozrywał się jeszcze w lufie.

[amigo]

Ciekawe na jakim odcinku lufy po wystrzale następuje wcięcie w gwint i jaka jest optymalna średnica pocisku w stosunku do wymiaru w polach . Czy było to jakoś znormalizowane, jakaś tolerancja , szybkostrzelność vs. celność ?

[Wycior]

1. Gwint miał niewiele (3-5) dość płytkich bruzd, natomiast moment bezwładności pocisku był znaczny. Dlatego wcięcie w gwint powinno nastąpić "na pierwszym calu", zanim pocisk nabierze prędkości a jego bezwładność zacznie górować nad momentem skręcającym nadawanym przez nie w pełni jeszcze "wpasowany" gwint lufy (efekt: ścinanie gwintu.)

2. Nic nie było znormalizowane. Balistyka była w powijakach, mniej lub bardziej wydumane teorie wymagały empirycznej weryfikacji. Przynajmniej w kwestii szybkostrzelności zasada była prosta: przy ładowaniu pocisk (w owijce lub bez) musiał mieć taki luz aby łatwo wchodził do lufy nawet po oddaniu przynajmniej kilkudziesięciu strzałów. Na sprawę narastającego nagaru nakładał się rozrzut kalibru luf, który mógł być znaczny, zwłaszcza w przerobionej broni gładkolufowej. Dlatego konstrukcję wnęki dennej podporządkowano potrzebie zapewnienia maksymalnej ekspansji .

Weźmy armię francuską. Ich pierwszy pocisk Minie był przeznaczony do karabinów gwardii. Te od razu produkowano w wersji gwintowanej w kalibrze 17.8 mm i poddawano starannej kontroli. Dlatego rozrzut kalibru można było pominąć i zadowolić się stosunkowo niewielką ekspansją. Wystarczył prosty pocisk o cylindrycznej wnęce (A). Ciężar pocisku: 36 g, naważka 4.5 g:



W następnej kolejności zabrano się za karabiny dla reszty piechoty, które przerabiano z broni gładkolufowej. Tutaj przyjęto kaliber 18.0 mm, ale liczono się z pewnym dodatnim rozrzutem, wynikającym z zużycia lufy. Dlatego założono większy zakres ekspansji. Miała to umożliwić wnęka o kształcie trójgraniastym (B), którą dobrano po wielu eksperymentach. Taka wnęka dawała też pocisk bardziej odporny mechanicznie mimo stosunkowo cienkich ścianek u podstawy.. Ciężar pocisku: 32 g, naważka 4.5 g. Po analizie praktycznych obserwacji, w celu podniesienia celności wprowadzono jeszcze jeden pocisk, nieco cięższy i o czterograniastej wnęce, co lepiej pasowało do czteropolowej lufy (C). Ciężar pocisku: 36 g, naważka: 4.5 g (tylko w karabinach piechoty; w karabinkach i pistoletach odpowiednio mniej).

Najwięcej wysiłku w dopracowanie pocisku włożyli Brytyjczycy w swoim Enfieldzie P1853 i pochodnych. Ostateczny sukces osiągnęli dopiero w roku 1858, po 5 latach ciągłych eksperymentów i licznych niepowodzeniach. Przy kalibrze lufy 0.577" średnica pocisku wynosiła tylko 0.55", tzn. ~0.69 mm mniej:

Mimo to pocisk okazał się bardzo celny. Ta celność była jednak wynikiem nie tylko dobrze dobranego kształtu, ale i mozolnie zoptymalizowanej wkładki dennej a pewnym stopniu także właściwej owijki oraz sposobu smarowania. To dzięki temu pociskowi Enfieldy wyrobiły sobie świetną opinię m.in. na polach wojny secesyjnej. Utrzymywały ją dopóki stosowano oryginalną, brytyjską amunicję, wykonaną starannie i powtarzalnie, z tłoczonymi pociskami. Tak gdzie stosowano wykonaną lokalnie amunicję zastępczą, Enfield tracił swe zalety.

Dróg do uzyskania użytecznego systemu uzbrojenia złożonego z karabinu i amunicji mogło być wiele. Oddzialywały różne czynniki: taktyczne, techniczne, ekonomiczne, itd. Dlatego trudno o wytyczne czy "normy" dla uzyskania optymalnej amunicji. Może tylko jedno: potrzeba wielu dobrze zaplanowanych i porządnie przeprowadzonych eksperymentów.

[amigo]

Jaką funkcję pełniła papierowa owijka pocisku i czy miała jakąś przewagę nad pociskiem rowkowanym z smarem ?
Owijano papierem tylko gładkie pociski ?

[Wycior]

1. Owijano także pociski rowkowane. Rowki historycznych pocisków ekspansywno-kompresyjnych na ogół nie służyły do smarowania. Ich typową funkcją była stabilizacja aerodynamiczna pocisku przez przesunięcie do tyłu środka oporu. Mogły też wspomagać kompresję pocisku, jak np. u Lorenza. W ogólności trudno mówić o pocisku czysto ekspansywnym. Pewien element kompresji mógł występować także w pocisku Minie, zwłaszcza z ciężką głowica. Istnienie rowków to ułatwiało a przez to przyspieszało uszczelnienie pocisku.

2. Papierowe patrony były znane jeszcze w XVI wieku ale od czasu wojny trzydziestoletniej rozpowszechniły się w Europie na dobre. Wojsko przywykło do nich i żądało aby amunicja do broni gwintowanej także miała postać patronów. Tak np. obiecujący prototyp Wilkinsona wypadła z konkursu na nowy pocisk dla armii brytyjskiej bo nie nadawał się do integracji w patronie. W typowej amunicji europejskiej większość patronu zajmował proch, często w osobnym, wewnętrznym papierowym cylinderku-pojemniku. Pocisk tkwił ciasno w zewnętrznej papierowej owijce "tyłem do przodu". Część owijki obejmująca cylindryczną część pocisku była natłuszczana przez zanurzenie w gorącym smarze. Patron do karabinu badeńskiego jest typowym przykładem:



Mamy tu klasyczny pocisk Minie z wkładką denną i rowkami pełniącymi tylko funkcję stabilizacyjną, tzn. nie zawierającymi smaru. Strefa owijki pokryta smarem jest zaznaczona na zielono. Żołnierz wpierw otwierał pojemnik z prochem i sypał naważkę do lufy. Następnie obracał patron i z tkwiącym w nim wciąż pociskiem wkładał go do lufy tak aby granica smaru wypadła równo z końcem lufy. Oddzierał resztę patronu na koronie lufy po czym pobojczykiem dosyłał na dno lufy pocisk, wciąż opatulony resztą nasmarowanej, papierowej owijki.

Od powszechnej metody ładowania pocisku w nasmarowanej owijce były odstępstwa, np. w amunicji do amerykańskiego karabinu Springfield M1855. Zawarty w patronie pocisk ekspansywny miał rowki wypełnione smarem:

Po wsypaniu do lufy prochu żołnierz wyłuskiwał pocisk z patronu wkładając go "tyłkiem" do lufy. Następnie pobojczykiem wpychał nagi pocisk na dno. Tutaj pocisk tkwi w patronie głowicą do przodu i dość luźno, co miało ułatwiać jego wydobycie. Nie było też potrzeby smarowania papieru.

[amigo]

Proste i praktyczne rozwiązanie z tymi patronami dla żolnierza, zastanawia mnie tylko jaki wpływ na celność miała ta nasączona smarem owijka w porównaniu do klasycznego " strzelnicowego " ładowania nasmarowanego pocisku bez owijki - było lepiej, gorzej czy porównywalnie ?

[mar_kow]

Proste i praktyczne rozwiązanie z tymi patronami dla żolnierza, zastanawia mnie tylko jaki wpływ na celność miała ta nasączona smarem owijka w porównaniu do klasycznego " strzelnicowego " ładowania nasmarowanego pocisku bez owijki - było lepiej, gorzej czy porównywalnie ?

Patron dla żołnierza miał za zadanie przyspieszyć ładowanie i strzelanie. Tak naprawdę celność dla typowego szeregowego żołnierza nie miała znaczenia. Tak samo jak współcześnie liczyła się intensywność ognia (teraz też skuteczność). Dlatego karabin gładkolufowy Brown Bess odniósł taki epokowy sukces w wielu armiach ówczesnego świata. Szybkość ładowania, moc obalająca w przypadku trafienia wykorzystana na masową skalę odnosiła sukces na wielu polach walki przez wiele lat...

[amigo]

Wszystko się zgadza ale karabiny systemu minie jednak odesłały do lamusa proste w obsłudze i doborze amunicji gładkolufowce ze względu na podstawową różnicę -> znacznie większą celność na dalekich dystansach. Zmieniło to taktykę walki, np. nacierająca w galopie na pozycje konnica była o te kilkanaście sekund dłużej w strefie skutecznego ognia piechoty w porównaniu do ognia zaporowego z broni gładkolufowej . Szyki zwarte też już się nie sprawdzały, tyraliera dawała większe szanse przeżycia.
Więc celność miała jednak znaczenie. Potwierdza to wcześniej Wycior pisząc jak w epoce kombinowano/eksperymentowano z odpowiednią amunicją w celu poprawy jej celności/zasięgu bo siła obalajaca nie różniła się zasadniczo od karabinu gładkolufowego .

[zbiho]

Widzisz Przyjacielu, sam sobie odpowiadasz na postawione pytania, jednak nie do końca masz rację.
Pocisk Minie nie tym się różni od zwykłej kuli z muszkietu że ma większą celność na dalszych dystansach, on po prostu na te dystanse dochodzi, a kula nie.
Taka sama moc obalająca jak kula? też nie, na dystansie jaki miała kula z muszkietu jej moc była większa niż Minie, bo miała większą masę. Gdyby jeszcze była na łatce to prędkość porównywalna z Minie, a tym samym moc obalająca większa, tylko szybkość ładowania spada drastycznie.
Pierwsze pociski Minie były stosowane także w muszkietach, co zwiększało prędkość pocisku i przez to zasięg, celność zwiększył dopiero gwint.

[amigo]

Napisałem że siła obalająca kuli muszkietowej nie różniła się zasadniczo od pocisku minie bo tak jest, różnice są raczej pomijalne, nie o to tu chodzi. Zastanawia mnie wpływ owijki papierowej na celność w stosunku do pocisku bez niej - są rożne sprzeczne opinie na ten temat. Może ktoś to testował i się wypowie ?

[zbiho]

Owijka takiego typu jak teraz jest stosowana w karabinach Sharps czy Whitworth zwiększa celność, to widać po strzelcach Long Range. Taka owijka z papierowych patronów z pociskami Minie wg mnie celności ni zwiększa, zwiększa się tylko szybkość ładowania i tyle. Jak załadujesz za mały pocisk, niedobrany do lufy to nawet byle jaki papier doszczelniający podniesie celność, ale nie dorówna celności Miniaka dobranego, posmarowanego i włożonego do lufy bez papieru.