Ствол (зброя)

Дельфіни на стволі гармати XVIII ст.

Ствол 107-мм полкового єдинорога другої половини XVIII ст.

Стволи найперших гармат робили зі стебел бамбуку. Потім з'явилися литі мідні стволи, а також стволи, зварені із залізних поздовжніх штаб і обхоплені для міцності залізними обручами. Мали вони циліндричну форму, встановлювалися на дерев'яних колодах-станках, з яких надалі розвинулися лафети.

З часом стволи набули складнішої форми, вони вже мали вигляд кількох з'єднаних між собою зрізаних конусів і відливалися з бронзи. У стволі виділяли три основні частини: дульну, цапфову і казенну. Дульна частина дещо розширялася допереду (потовщення стінок у неї називалось дульним потовщенням), і закінчувалася дульним зрізом. Зверху дульної частини поміщалася мушка, яка могла як відливатися разом зі стволом, так і бути угвинтною. Середня частина мала назву цапфової чи вертлюжної, бо на ній були цапфи — стрижні для встановлення ствола на лафет (у мортир цапфи кріпилися в нижній частині, тому в них цапфовою називалась не середня, а задня частина). У карронад цапфи заміняв вал, що проходив через вухо на нижньому боці ствола. Окрім того, у середній частині зверху розміщалися дві скоби, призначені для підняття ствола, підвішування його на блоках: вони називались «дельфінами», бо первісно їх виконували у вигляді реальних або фантастичних тварин (у чавунних стволів з огляду на крихкість матеріалу, дельфінів не робили). Казенна частина завершувалася закругленням — таріллю (торіллю), на ній був кулястий виступ — винград. У казенній частині просвердлювався запалювальний отвір чи запал — він вів до зарядної камори. На поверхні ствола було кілька кільцевих потовщень або жолобків, званих фризами: широкі називались поясами, були також вузькі, як опуклі, так і заглиблені. Крайній ззаду називався тарільним, у середині цапфовим, крайній спереду — дульним.

Стволи ручної вогнепальної зброї розвинулись шляхом зменшення гарматних; вони кріпились на колодці, що пізніше трансформувалась у ложе з прикладом. Простий запалювальний отвір, призначений для стрільби з ґнотом, був споряджений полицею для натруски, потім були винайдені колісцевий і ударно-кременевий замки. Вдосконалення стрілецької зброї призвело до появи казеннозарядних рушниць і патронних магазинів.

Будова ствола гармати Нового часу.

240-мм гаубиця

Ствол є трубою, внутрішня порожнина якої називається каналом. Канал ствола складається з камори, де поміщається метальний заряд, і провідної частини. На зовнішній поверхні ствола, розташованій над каморою, раніше ставилося спеціальне клеймо, що вказувало на приналежність гармати державі (казні), тому за цією частиною ствола історично збереглася назва казенної. Протилежна частина ствола отримала назву дульної.

Відповідно торцеві зрізи ствола прийнято називати казенним і дульним. відстань між цими зрізами називається довжиною ствола, вимірюваною зазвичай в калібрах. Канал ствола після заряджання і в час пострілу з казенної частини закривається затвором, який розташований в затворному гнізді казенника. Для зменшення енергії відкочування стволи деяких гармат мають дульні гальма.

Основними конструктивними елементами вогнепальної зброї є: ствол, замикальний пристрій і запалювальний пристрій.

Ствол призначений для надання кулі/снаряду направленого руху. Внутрішня порожнина ствола називається каналом ствола. Торець ствола, найближчий до патронника, називається казенним зрізом, протилежний торець — дульним зрізом.

За конструкцією каналу стволи підрозділяються на гладкостінні і нарізні. Канал ствола нарізної зброї має, як правило, три основні частини: патронник, кульний вхід, нарізну частину.

Патронник призначений для розміщення і фіксації патрона. Зазвичай його стінки товщі від стінок ствола, так як у результаті пострілу утворюється надзвичайно високий тиск (до 4000 атмосфер) та температура котрі зменшуються по мірі просування кулі каналом ствола. Його форма і розміри визначаються формою і розмірами гільзи патрона. У більшості випадків форма патронника є трьома-чотирма зв'язаними конусами: у патронниках під гвинтівковий і проміжний патрон — чотири конуси, під патрон з циліндровою гільзою — один.

Патронники магазинної зброї починаються патронним вводом — жолобком, по якому ковзає куля патрона при подачі його з магазина.

Кульовий вхід — ділянка каналу ствола між патронником і нарізною частиною. Кульовий вхід служить для правильної орієнтації кулі в каналі ствола і має форму зрізаного конуса з нарізом, поля якого плавно піднімаються від нуля до повної висоти. Довжина кульового входу повинна забезпечувати входження провідної частини кулі в наріз каналу ствола раніше, ніж дно кулі покине дульце гільзи.

Нарізна частина ствола служить для додання кулі не лише поступальної, але і обертальної ходи, що стабілізує її орієнтацію у польоті. Нарізи є смуговидними поглибленнями, що в'ються уздовж стінок каналу ствола. Нижня поверхня нарізу називається дном, бічні стінки — гранями. Грань нарізу, що обернена у бік патронника і сприймає основний тиск кулі, називається бойовою або ведучою, протилежна — холостою. Виступаючі ділянки між нарізами — поля нарізів. Відстань, на якій наріз робить повний оберт, називається кроком нарізу. Для зброї певного калібру крок нарізу однозначно пов'язаний з кутом нахилу нарізів — кутом між гранню і твірною каналу ствола.

У стволах гармат великого калібру (від 12 дюймів) для збільшення їх живучості і компенсації зниження точності стрільби в результаті зносу нарізів в процесі експлуатації застосовуються вкладки — лейнери.

   Гладкий ствол

   Звичайна нарізка

   Полігональна нарізка

Є декілька способів виготовлення нарізних стволів. Зокрема, це протягування протяжки з обертом різального інструмента, внаслідок чого він здійснює гвинтоподібний рух та залишає в каналі ствола нарізи з заданим кроком та глибиною. Другий спосіб — протягування без зняття шару металу за рахунок тиску профільованої оправки, що має форму необхідних нарізів, крізь канал ствола. Третій спосіб — кування нарізного ствола в холодному стані. Оправка для кування має форму каналу нарізного ствола. Заготовку ствола вдягають на оправку та обстукують молотами. При цьому оправку обертають відповідно до кроку нарізів[9]. Серед найпоширеніших вирізняють методи гарячого та холодного кування (радіального обтиснення). Кування не лише надає форму, але й поліпшує структуру металу з якого він виготовлений.[9]

При гарячому куванні заготовку певного діаметра та довжини свердлять під визначений діаметр, вдягають на поліровану оправку (дорн), що має довжину готового ствола та поміщають в індукційну пічку, де нагрівають до необхідної температури. Після цього розташовані кільцем молоти обстукують заготовку завдяки чому вона набуває внутрішньої форми ствола та розтягується на необхідну довжину. Потім ствол обробляють зовні до необхідних розмірів та шліфують. Канал ствола розгортають начерно, та створюють дульне звуження або розширення. Потім рихтують. Після цього ствол з'єднують та обробляють канал ствола, патронник і чок[9].

При холодному куванні ствола береться заготовка певного діаметра та довжини. В ній свердлять отвір та вдягають її на поліровану оправку (дорн), що має розміри каналу ствола, патронника і чока. Після цього заготовку обстукують молотками дещо довший час. В результаті отримують готову внутрішню поверхню, яка не потребує додаткової розгортки. Канал ствола шліфують. Зовнішню форму стволу надають ковкою начорно, а потім його обточують та полірують[9].

Ствол можуть піддавати додатковій обробці:[9]

• Оксидування: для захисту від впливів зовнішнього середовища. Оксидована поверхня вважається не дуже надійним захисником і з часом може стиратись.
• Хромування: наносять шляхом електрохімічного осадження. Канал ствола покривають білим хромом для захисту від корозії та ерозії.

Під час горіння заряду порохові гази у стволі зброї розвивають високий тиск. Навіть найменший тиск у дуловій частині ствола в момент вильоту кулі дорівнює декільком сотням атмосфер. Природно, щоб витримувати таке напруження, ствол зброї повинен мати велику міцність. Вона залежить від товщини стінок ствола і якості металу.

Звичайно міцність ствола розраховується так, щоб ствол зазнавав тільки пружних деформацій розширення, тобто під впливом тиску розширювався, а з припиненням дії тиску набирав початкових розмірів. Якщо тиск у стволі перевищить величину, на яку розрахована міцність ствола, то ствол може зазнати залишкової деформації, яка спостерігається у вигляді роздуття ствола, а іноді і його розриву.

Роздуття ствола відбувається тоді, коли в стволі зброї на шляху руху кулі знаходиться стороннє тіло (клоччя, що залишилося після чищення, ганчірка, мастило, зібране в краплю, пісок, бруд і т. ін.). Стороннє тіло є перешкодою, натикаючись на яку, куля сповільнює свій рух[10].

Гази, що виходять услід за кулею, відштовхуються від її дна і дають зворотну хвилю, але основна маса газів продовжує рухатися до дулової частини. Відбувається зіткнення двох хвиль газів, які рухаються в протилежних напрямах. Внаслідок цього позаду кулі виникає дуже сильний тиск газів радіального напряму, що перевищує міцність стінок ствола. Він і викликає роздуття або розрив ствола[10].

У процесі стрільб ствол зазнає зносу. Причини, що викликають знос ствола, можна розділити на три основні групи: хімічного, механічного і термічного характеру[10].

У результаті дій хімічного характеру в каналі ствола утворюється нагар. Якщо після стрільби не вичистити весь пороховий нагар, то канал ствола за короткий час в місцях сколювання хрому покриється іржею, після видалення якої залишаються сліди. У разі повторення таких випадків ступінь ушкодження ствола буде збільшуватись і може призвести до виникнення раковин, тобто значних поглиблень у стінках каналу ствола. Негайне чищення і змащування каналу ствола після стрільби запобігають його ураженню іржею[10].

Ушкодження механічного характеру — удари і тертя кулі об нарізи, неправильне чищення — призводять до стирання полів нарізів чи округлення кутів полів нарізів, особливо їх лівої грані, викришування і сколювання хрому в місцях сітки розпалу[10].

Причини термічного характеру (висока температура порохових газів, періодичне розширення каналу ствола і повернення його в початковий стан) призводять до утворення сітки розгару і оплавлення поверхні стінок ствола в місцях сколювання хрому[10].

Під дією всіх цих явищ канал ствола розширюється, змінюється його поверхня, внаслідок чого збільшується прорив порохових газів між кулею та стінками каналу ствола, зменшується початкова швидкість кулі і збільшується розкидання куль[10].

• Вогнепальна зброя
• Калібр

• Радянська військова енциклопедія. РАДИОКОНТРОЛЬ-ТАЧАНКА // = (Советская военная энциклопедия) / Маршал Советского Союза Н. В. ОГАРКОВ — председатель. — М. : Воениздат, 1980. — Т. 7. — С. 535-536. — ISBN 00101-150. (рос.)
• Л. Т. Крекнин (1998). Производство автоматического оружия. Часть 1. Производство стволов. Ижевск: Ижевская республиканская типография. ISBN 5-89806-003-0.
• Саукум Станислав (2009). Суть оружия. Книга 1. Ствол. Одесса: Печатный дом. ISBN 978-966-389-245-0.