Konstrukcja lufy
Lufa jest podstawową częścią broni, spełnia ona dwie podstawowe funkcje: wewnątrz niej zachodzi proces spalania ładunku miotającego co w następstwie powoduje rozpędzenie pocisku do pewnej prędkości. Drugą funkcją jest ukierunkowanie i nadanie stabilizacji rozpędzonemu pociskowi. Prawidłowe wypełnianie powyższych funkcji wiąże się z odpowiednimi wymaganiami konstrukcyjnymi. Spełnienie tych wymagań powoduje pewne trudności z prawidłowym zaprojektowaniem lufy do określonego rodzaju broni. Ogólnie można powiedzieć, że lufa jest rurą w której wyróżnia się powierzchnie wewnętrzną zwaną przewodem lufy oraz powierzchnię zewnętrzną zwaną płaszczem. Przewód lufy składa się z następujących elementów:
- komory nabojowej
- stożka przejściowego
- części gładkiej
- wylotu
Obliczenia wytrzymałościowe lufy przeprowadza się przy uwzględnieniu wielu czynników. Przy wystrzale w wyniku działania ciśnienia gazów prochowych ścianki lufy ulegają odkształceniom sprężystym. Odkształcenia te mają charakter dynamiczny, powoduje to ruch drgający cząsteczek materiału. Oprócz tego występują odkształcenia skrętne i rozciągające. W praktyce obliczenia wytrzymałościowe luf przeprowadza się przy założeniach upraszczających. Działania dynamiczne sprowadza się do statycznych. Pomija się stożkowy kształt lufy. Przyjmuje się, że dowolny przekrój lufy pozostaje płaski pomimo zachodzących odkształceń. Obliczenia sprowadza się do wyznaczenia naprężeń i odkształceń cylindrycznej rury obciążonej wewnętrznym ciśnieniem gazów prochowych. W ogólnym przypadku zagadnienie stanu naprężeń i odkształceń w pierścieniu okrągłym o promieniu wewnętrznym a, promieniu zewnętrznym b, i grubości g = 1, obciążonym ciśnieniem wewnętrznym Pa i zewnętrznym Pb, wydzielonym z rury o nieograniczonej długości nazywa się zadaniem Lama. Praktycznie wytrzymałość lufy wyznacza się na podstawie warunku:
gdzie:
Pa - ciśnienie wewnętrzne,
Re - granica plastyczności materiału,
b - promień zewnętrzny,
a - promień wewnętrzny,
xd - współczynnik bezpieczeństwa.
Zwykle mając już skonstruowaną lufę, wykreśla się krzywą rzeczywistej wytrzymałości, odmierzając na osi odciętych długość lufy, a na osi rzędnych wartość ciśnień maksymalnych, które są dopuszczalne w każdym przekroju lufy. Kaliber luf gładkich podaje się w wagomiarze, to jest w ilości okrągłych kul jakie można odlać z jednego funta ołowiu. Tak na przykład dla kalibru dwanaście można odlać dwanaście kul, a dla szesnastki szesnaście. Lufa kalibru 12 ma większą średnice nominalną niż lufa kalibru 16. Im większa cyfra oznaczająca kaliber tym mniejsza jest średnica nominalna przewodu wewnętrznego. Nadmienić tu należy, że kaliber 410 broni śrutowej podawany jest nie w wagomiarze a w tysięcznych częściach cala. Historycznie rzecz biorąc różnice w masie funta w różnych państwach które produkowały broń śrutową spowodowało powstanie różnic w średnicach nominalnych kalibrów. Trwa ta sytuacja do początków produkcji broni i jest niemal, że cechą firmową wytwórcy.
średnice wewnętrzne przewodu lufy stosowane u niektórych wytwórców broni
KALIBER
MIĘDZYNARODOWY
ROSJA
NIEMCY
USA
CZECHY
WIELKA BRYTANIA
FRANCJA
4
-
23,4 - 23,8
23,62
23,75
23,35 - 23,75
8
20,8 - 21,2
21,21
10
19,2 - 19,7
20,0 - 20,25
19,3 - 19,67
19,69 - 20,13
19,68
19,3 - 19,7
12
18,2 - 18,6
18,2 - 18,75
18,42 - 18,93
18,2 - 18,35
18,52
18,1 - 18,5
14
17,2 - 17,6
17,2 -17,6
17,6
16
16,8 - 17,2
17,0 - 17,25
16,89 - 17,4
16,8 - 16,95
16,85
20
15,7 - 16,1
15,5 - 15,75
15,62 - 16,13
15,7 - 15,85
15,65
15,6 - 16,0
24
14,7 - 15,1
14,7 -15,1
14,73
14,7 - 14,85
14,71
28
13,8 - 14,2
14,0 - 14,25
13,84 - 14,35
13,8 - 13,95
13,97
13,4 - 14,0
32
12,7 - 13,1
12,5 - 12,75
12,73
12,7 - 12,85
13,36
410
10,2 - 10,6
C-D-N