Шкала допустимых давлений и подтвержденный запас прочности

Шкала допустимых давлений и подтвержденный запас прочности

Этот пост описывает расчётные, эксплуатационные и фактически подтверждённые уровни допускаемых давлений для винтовки BespokeGun Specter .33XC и снаряженного боеприпаса на гильзе Peterson. Также фиксирует подтверждённый запас прочности узла запирания, казённой части ствола и ресивера.

На видео — Испытание карабина Specter 33XC патроном повышенного давления.
На первом фото — Внутренняя баллистика карабина Specter 33XC с патроном повышенного давления.
На втором фото — Донце испытательного патрона после выстрела.

Эксплуатационные и максимальные давления, заявленные производителем
Для калибра .33XC Дэвидом Таббом (создатель .33ХС) установлено следующее значение эксплуатационного давления:

• Рабочая зона: около 450 МПа — штатный режим эксплуатации.

При стрельбе с таким уровнем давления винтовка демонстрирует стабильную работу узла запирания, отсутствие признаков пластической деформации деталей и сохранение геометрии патронника.

В то же время Дэвид Табб предупреждает: при достижении давления в 600 МПа гильза Peterson подвергается необратимому ослаблению в районе донца, следовательно дальнейшее повышение давления при снаряжении боеприпаса может проводиться только на усмотрение и риск стрелка. Значение 600 МПа принимается за максимальное условно безопасное давление для патрона .33ХС.

Данный уровень давления соответствует контрольным испытаниям, предназначенным для подтверждения прочности конструкции с нормативным запасом. При данных давлениях не допускается появление пластических деформаций.

В рамках заводских испытаний BespokeGun винтовка Specter .33XC была подвергнута стрельбе с уровнями давления порядка 650–700 МПа, что существенно превышает как рабочее, так и максимальное давление, заявленное производителем. 
Как видно на графике выше, для достижения существенного превышения давления (700 МПа) в испытательном патроне используется более «быстрый» порох VihtaVuori N560 со 100% наполнением гильзы, так как корректно подготовленный боеприпас на порохе N570 не позволяет достичь такого давления. (Расчёты QuickLoad на пуле 300грн, Berger Hybrid OTM);

По результатам испытаний зафиксировано:

• отсутствие разрушения гильзы;
• отсутствие отпечатков боевых упоров;
• отсутствие пластической деформации личинки;
• сохранение целостности стебля затвора;
• отсутствие пластических деформаций ресивера; 
• отсутствие раздутий или изменения геометрии патронника и ствола.
• Во всех случаях при использовании боеприпаса с геометрией, соответствующей технической документации Дэвида Табба, разрушений и пластических деформаций зафиксировано не было.
  
  Результаты заводских испытаний подтверждают фактический запас прочности узла запирания и казённой части ствола на уровне не ниже 600 МПа при использовании боеприпаса с геометрией, соответствующей технической документации Табба.
  
  Данный уровень следует рассматривать как подтверждённый инженерный конструктивный запас прочности, а не как допустимый эксплуатационный режим.
• Разделение режимов давлен
• Важно разделять следующие режимы:
• Рабочий режим — ~ 420 МПа.
• Режим максимальных давлений, разрешенных производителем — ~600 МПа.
• Испытательный режим — ~700 МПа.
• Аварийный режим — порядка 900 МПа и выше (получение этих данных будет описано в следующих частях).
• Аварийный режим принципиально отличается от испытательного по характеру нагрузки и скорости нарастания давления и не относится к подтверждённому запасу прочности.
  
  BespokeGun Specter .33XC обладает подтверждённым запасом прочности не ниже 650 МПа при корректном боеприпасе. Зафиксированное аварийное разрушение произошло за пределами подтверждённых и нормативных режимов и относится к аварийному давлению, превышающему расчётные значения.