header_logo

Содержание / 2002 / Оружие и охота №2


Углепластиковые стволы Роланда Кристенсена

Мир оружия

1996 г. на всемирной оружейной выставке SHOT-Show винтовки серии Carbon One названной выше фирмы произвели настоящую сенсацию! Показатели кучности боя этих винтовок были отличные: при стрельбе на дистанцию 100 ярдов (91 м) максимальный разброс попаданий не выходил за пределы круга диаметром 12,7 мм, а лучшие результаты достигали даже 4,9 мм! И это при массе винтовок около 3 кг!

Скептики могут возразить, что полученные результаты не уникальны – для лучших винтовок многих фирм мира, даже при равной с Carbon One массе, показатели кучности боя еще выше… Но, такую кучность оружие с полностью стальным стволом способно продемонстрировать только в серии максимум из трех последовательно произведенных выстрелов, а винтовки фирмы Christensen Arms показывают ее в серии из пяти и более выстрелов! В чем же дело? Для начала – немного физики. Увеличение количества последовательно произведенных выстрелов без охлаждения стального ствола приводит к быстрому его нагреву. Последний способствует расширению металла, что в свою очередь приводит к увеличению линейных размеров ствола. В этом случае диаметр канала ствола также увеличивается. Его увеличение приводит к ухудшению внутренне- и соответственно внешнебаллистических характеристик оружия при каждом последующем выстреле – в частности, изменению начальных скоростей и увеличению естественного рассеивания пуль.

Нагрев и увеличение размеров ствола приводят также к изменениям жесткости и параметров вибрации ствола (фазы и амплитуды) при выстреле. По этой причине изменяется угол вылета пули, что приводит к дополнительному рассеиванию.

Повысить жесткость и замедлить процесс нагрева стального ствола можно путем увеличения толщины его стенок, однако при этом резко возрастет масса ствола. И если для целевого (спортивного) оружия это еще приемлемо, то для боевого и особенно охотничьего увеличение массы приводит к снижению эффективности его использования.

До 1995 г. эту проблему путем создания легких стволов с синтетической оболочкой пытались решить многие фирмы, но безуспешно. И только фирме Christensen Arms удалось осуществить прорыв в этом направлении и приступить к серийному выпуску оружия со стальными стволами в углепластиковой оболочке.

Углепластик с 70-х гг. прошлого века нашел широкое применение в машиностроении, медицине (например, при протезировании) и многих других отраслях. Углепластик – это композиционный материал, созданный на основе множества углеводных волокон, которые можно разделить на две группы:

• высокопрочные, с модулем упругости как у сталей;

• менее прочные, но с модулем упругости в 1,7-2,5 раза больше, чем у сталей.

Ленты и жгуты, сотканные из этих волокон, подвергают намотке и укладке с пропиткой связывающим веществом и получают карбоволокниты. При необходимости производится формовка при высоких давлении и температуре. Используя эпоксианилинформальдегидное связующее вещество, получают карбоволокниты, которые сохраняют свои свойства до 100°С, а эпоксифенольные связующие вещества позволяют повысить эту температуру до 200°С. Карбовлокниты обладают высокой усталостной прочностью, большей чем у боро- и стекловолокнитов, на уровне титана и легированных сталей. Они отличаются очень высокой демпфирующей способностью и намного превосходят металлы по вибропрочности.

Оперируя положением волокон, располагая их под различными углами друг к другу, можно в больших пределах изменять демпфирующую способность карбоволокнитов, не изменяя при этом их геометрических параметров. Уникальны и теплофизические свойства карбоволокнитов. В зависимости от взаимной ориентации волокон, до 50% могут повышаться теплопроводность и теплоотдача ствола, способствуя его быстрому охлаждению.

Необычной является также зависимость относительного удлинения карбоволокнитов от температуры, коэффициент линейного расширения которых даже может быть отрицательным! Коэффициент же термического расширения эпоксифенольных карбоволокнитов в интервале температур 20-120°С близок к нулю! Именно эти физико-химические свойства карбоволокнитов и дают возможность создавать уникальные по своим характеристикам стволы, не боящиеся нагрева при длительной стрельбе без перерыва.

Однако карбоволокниты имеют и ряд недостатков, в частности относительно низкую прочность при сжатии и межслойном сдвиге. Их устраняют применением технологических и конструктивных ухищрений, например, окислением или травлением волокон, вращиванием нитевидных кристаллов и др.

Успех основателя и президента фирмы Christensen Arms инженера Роланда Кристенсена заключается в том, что он, будучи крупным специалистом в области исследований свойств углеволокна и создания на его основе композиционных материалов, разработал и запатентовал целый ряд удачных конструктивных решений ствольных узлов и технологических процессов их изготовления (патенты США №№ 5657568, 5692334, 5804756, 5915937 и др.).

Стволы фирмы Christensen Arms представляют собой прецизионно (с высокой точностью) изготовленные тонкостенные ствольные лейнеры (из высококачественной нержавеющей стали марки 416 R) с толстой оболочкой из углеволокнита. Сверху стволы покрываются специальной тканью толщиной 0,3 мм, обеспечивающей матовую безбликовую поверхность. Такие стволы, при внешнем диаметре дульной части 24 мм (что не намного больше, чем у целевых винтовок), в 3-4 раза прочнее обычных стальных. Жесткость таких стволов в 4-5 раз выше, чем стальных аналогичной массы, что значительно снижает вибрацию при выстреле. А главное, такие стволы имеют коэффициент теплового расширения равный нулю. При выстреле слой карбоволокнита быстро отводит тепло от стального лейнера, который практически не успевает нагреваться при частой стрельбе.

На базе этих уникальных стволов фирма Christensen Arms выпускает большой модельный ряд охотничьего, спортивного (целевого) и боевого стрелкового оружия:

а)Серия охотничьих винтовок Carbon One Hunter – Carbon Lite, Carbon King и Carbon Varmint. Снабженные композиционными «плавающими» стволами, эти винтовки выполнены на базе самых престижных моделей винтовок – Remington 700, Browning A-Bolt, Winchester 70 и Sako 75. Масса винтовок составляет 2,3-3,6 кг в зависимости от типа применяемого патрона. Винтовки изготавливаются под патроны различных калибров: от .17 Rimington до .375 Holland-Holland Magnum. Ложи применяются, в основном, синтетические, а усилие «сухого» точного спуска – в пределах 1,36-1,6 кг.

Такие же винтовки, но изготавливаемые по индивидуальным заказам – Carbon One Custom, – выполняются с тщательно пригнанными и полированными ствольными коробками и затворами, притертыми боевыми выступами затворов и специальными регулируемыми спусковыми механизмами с усилием спуска 0,68-1,36 кг. Ствольный лейнер в этих винтовках – матчевого класса. Винтовки снабжаются синтетическими или деревянными высококачественными ложами со свободноплавающим стволом длиной 712 мм. Модели Carbon One Custom выпускаются не только под наиболее популярные патроны «серийных» калибров, но и под патроны типа Wildcat*. Масса винтовок – 2,5-3,2 кг; гарантированная кучность стрельбы на дистанцию 91 м – менее 12,7 мм в серии из пяти выстрелов (у модели же Carbon One Varmint со стволом длиной 66 см и массой всего 2,95 кг гарантированная кучность еще меньше – в пределах 10,7 мм на дистанцию 91 м при стрельбе заводскими боеприпасами). Крупнокалиберные модификации моделей Custom и Cannon снабжаются фирменными сменными высокоэффективными дульными тормозами из титанового сплава.

б)Спортивные винтовки модели Carbon One Challenge калибра .22 LR, созданные на базе самозарядного карабина Ruger 10/22 модели 1103. Усилие спуска прецизионного спускового механизма – 0,91 кг. Ложи специальной формы могут быть как синтетическими, так и выполненными из многослойной древесины. Масса винтовки – 1,59-1,82 кг. При стрельбе на дистанцию 45,5 м поперечник рассеивания пуль не превышает 12 мм.

Серия охотничьих пистолетов Carbon One Pistol обычно выполняется на базе пистолетов Thompson Center Contender. Композитные стволы длиной 356 мм изготавливаются под наиболее популярные калибры винтовочных, пистолетных и револьверных патронов. Масса пистолетов 1,14-1,36 кг; кучность стрельбы на дистанцию 91 м – 25 мм.

в)Серия боевых винтовок Carbon Tactical.

В нее входят:

• пятизарядная и однозарядная винтовки Carbon Conquest калибра .50 BMG (12,7 мм), созданные на базе крупнокалиберных винтовок фирмы McMillan, с композитными стволами длиной до 813 мм, снабженными фирменными дульными тормозами. В зависимости от типа применяемой ложи и вида оружия масса этих винтовок составляет 7,62-9,53 кг;

• винтовки с болтовыми затворами и выполняемые на заказ модификации винтовок АR-15 (М-16). Все модели снабжены специальными двуногами.

Фирма Christensen Arms также продает стволы отдельно или устанавливает их на оружие заказчика. Все свои модели фирма комплектует оптическими прицелами в широком ассортименте от лучших производителей оптики.

Основным недостатком стволов Christensen Arms можно назвать, пожалуй, их высокую стоимость. Так, ствол винтовки Carbon One Custom стоит 775-950 долларов США, что сопоставимо со стоимостью «варминтинговых» моделей винтовок Remington 700 или Winchester 70.

В последние годы некоторые оружейные фирмы также приступили к выпуску легкого и точного охотничьего оружия с композитными стволами. Так, в 2000 г. компания Brоwning начала устанавливать стволы Christensen Arms на свою новую модель винтовки A-Bolt Carbon Fiber Stainless Stalker, пока только под патроны калибров .22-250 Remington и .300 Winchester Magnum, а фирма Remington освоила выпуск модели 700 VS Composite.