Во всех этих случаях эффективная дальность стрельбы (100 м) уменьшается незначительно и проблем с устойчивостью пуль на траектории также не возникает. Однако появляются трудности с работой автоматики оружия. При уменьшенном импульсе отдачи ее надежность не обеспечивается. В этом случае уменьшают массу подвижных частей и усилие возвратных пружин (т. е. полностью переконструируя оружие) либо мирятся с с этим и делают оружие с ручным перезаряжанием.
Но все вышеназванное относится только к пистолетным патронам. С винтовочными дело обстоит сложнее. В этом случае околозвуковую начальную скорость можно получить только за счет специальных патронов — ведь даже если полностью отрезать ствол винтовки и стрелять из одного патронника, то скорость пули все равно будет превышать скорость звука. Создать патрон с уменьшенным зарядом пороха, естественно, несложно. Однако при этом возникает целый ряд специфических проблем.
Первая — при снижении скорости пули до дозвуковой (а это примерно в 3 раза!) резко сокращается дальность эффективной стрельбы. Это можно частично компенсировать за счет увеличения массы пули. При большей массе пули возрастает ее поперечная нагрузка (отношение массы к площади поперечного сечения), снижаются потери скорости пули на траектории (помимо того, что они снижаются вследствие меньшей, чем у штатных, скорости пули) и, следовательно, эффективная дальность стрельбы возрастает. Массу пуль увеличивают (по сравнению с массой пуль штатных патронов) во всех без исключения винтовочных патронах, предназначенных для бесшумной стрельбы. Вторая проблема — устойчивость пули на траектории. Она решается за счет усиления гироскопического эффекта. Необходимая скорость вращения достигается крутизной нарезов ствола, шаг которых определен, исходя из аэродинамических характеристик штатных патронов. В патронах для бесшумной стрельбы все аэродинамические параметры пули отличаются от штатных. Поэтому всегда есть опасность, что ствол штатной винтовки может не подойти для бесшумной стрельбы. Поэтому в бесшумном оружии повышают крутизну нарезки канала ствола. Третья проблема — плотность заряжания патрона. Навеска пороха, например, в 5,56-мм винтовочных патронах для бесшумной стрельбы составляет лишь 1/14 часть навески пороха штатных патронов. В этом случае при штатной гильзе плотность заряжания очень низкая (порох заполняет лишь часть внутреннего пространства гильзы). При этом не обеспечивается стабильность сгорания порохового заряда, а при стрельбе под большими углами склонения (круто вниз) могут быть осечки (порох в гильзе пересыпается к пуле, и рядом с капсюлем его нет). Приходится или уменьшать свободный объем гильзы, или применять другой порох, с меньшей гравиметрической плотностью.
Звук выстрела объясняется высокими давлением и температурой пороховых газов у дульного среза ствола, намного превосходящими давление и температуру окружающего воздуха: давление пороховых газов у дульного среза ствола стрелкового оружия — около 200 кг/см2, температура — около 1000 °C. Быстрое расширение пороховых газов после вылета из ствола, образование ударной волны и сопровождаются столь резким и громким звуком. Уровень громкости (интенсивности) звука определяют в логарифмических единицах — децибелах (дБ). Децибел, напомним, единица относительная. За «нулевую» же величину в акустике принимается интенсивность пДж/(кв. м∙с), примерно равная нижнему пределу слышимости на 1000 Гц.
Пистолет «ЗИГ-Зауэр» P220 и специально изготовленный для него ствол с глушителем расширительного типа
Можно выделить два основных источника звука выстрела:
— пороховые газы, прорывающиеся через зазор между пулей и стенками канала ствола; уровень громкости звука, порождаемого этим источником, достигает 100–125 дБ;
— газы, вылетающие из ствола вслед за пулей и обгоняющие ее; уровень звука — 115–135 дБ.
При сверхзвуковой скорости полета пули — свыше 320 м/с на уровне моря — перед ее носком в воздухе образуется ударная («баллистическая») волна, которая также является источником звука высокого уровня. Начальная скорость пули у пистолетных патронов обычно не превышает звуковую. Заметим, что ни одна схема глушения звука выстрела не устраняет его полностью — речь идет о снижении громкости до величины, плохо различимой на определенном расстоянии. Наиболее распространенным устройством для понижения уровня звука является глушитель расширительного типа, именуемый у нас прибором бесшумной стрельбы (ПБС). В его камерах пороховые газы постепенно расширяются и теряют свою скорость и температуру.