Что мы знаем о редукторах в пневматике? Попробуем разобраться. Сокращение с английского — Pre-Charge Pneumatics — т.е. система с предварительным нагнетанием газа в резервуар пневматического оружия.
Редуктор на РСР пневматике - зачем он нужен, принцип и схема работы
РСР пневматика (по-русски ПЦП пневматика) - это оружие обеспечивающее стрельбу за счёт расходования воздуха находящегося под высоким давлением в некоем резервуаре, являющимся составляющим узлом этого оружия.
Давление в резервуаре около 200 атм. Бывают варианты с большим предельным давлением, около 300 атм. Воздух в резервуар нагнетается при помощи насоса высокого давления или с помощью предварительно заправленного баллона. Также в качестве рабочего тела может применяться гелий, из-за его лучшей сжимаемости и большей скорости звука в нём. В некоторых исключительных случаях, источником воздуха может являться внешний баллон с воздухом, подсоединяемый посредством шланга высокого давления. В РСР пневматике применяются редукторы обратного действия — с возрастающей характеристикой, то есть с уменьшением давления газа в баллоне (резервуаре пневматического оружия), рабочее давление повышается.
Итак мы знаем, что редукторы в ПСП нужны для повышения давления воздуха, если воздух этот постепенно уменьшается в самом резервуаре, а значит давление его становится меньше. Чтобы компенсировать эту потерю давления в баллоне-резервуаре и применяются редукторы. В этом и состоит их основное предназначение.
В зависимости от объёма резервуара, из винтовок PCP можно произвести около 30-80 и более выстрелов с одной заправки. Винтовки с предварительной накачкой, равно как и мульти-компрессионные, характеризует слабая отдача. Это позволяет использовать на этом оружии практически любые оптические прицелы без опасений разбить их.
По сравнению с пружинно-поршневой (ППП) пневматикой, РСР — пневматика может обеспечить более высокие скорости, мощность и повторяемость выстрелов. Позволяет корректировать скорость в широких пределах. Кроме того сам процесс стрельбы более комфортен из-за практического отсутствия отдачи оружия. К сожалению, из достоинств вытекают и некоторые недостатки.
Во-первых: РСР оружие не является само по себе автономным, и для обеспечения стрельбы требует наличия источника сжатого воздуха.
Во-вторых: для эксплуатации РСР оружия требуется более широкие технические навыки пользователя, либо желательно наличие в относительной досягаемости сервисной мастерской либо человека разбирающегося в этом вопросе.
Но, несмотря на всё, РСР пневматика с каждым годом завоёвывает всё больше поклонников. Появившись как вид оружия ещё в 18 веке, только в конце 20 века она начала широко распространяться по миру. В России первые образцы такого оружия появились лишь в последнее десятилетие, а в последние годы становятся всё более доступными, благодаря расширению ассортимента магазинов пневматики, и появлению новых отечественных производителей.
РСР-винтовки делятся на 2 вида: 1. Прямоточные 2. Редукторные
Прямоточные В прямоточных винтовках воздух из резервуара, дозированный клапаном, попадает в ствол и толкает пулю. Постепенное снижение давления в резервуаре винтовки, происходящее в течение серии выстрелов, снижает скорость полёта пули, траектория полёта пули становится менее настильной, а значит снижается кучность. Это особенно заметно на длинных сериях выстрелов. Для контроля скорости пули прямоточные винтовки оборудуют манометром. Тем не менее, для практических применений — таких, как охота, уничтожение вредителей, где не требуется большое количество выстрелов, прямоточные винтовки используются широко.
Редукторные Редукторные винтовки имеют более сложную конструкцию, они обычно дороже. Редуктор обеспечивает стабильное давление воздуха, который затем через боевой клапан винтовки поступает в ствол и толкает пулю. Давление воздуха, пропускаемое редуктором, (заредукторное) определяется настройкой редуктора. Оно всегда ниже, чем давление в резервуаре винтовки (предредукторное). Снижение давления в резервуаре не отражается на скорости пули до тех пор, пока давление в резервуаре выше, чем настроенное заредукторное.
После снижения давления в резервуаре редукторная винтовка начинает работать как прямоточная. Для стабильной спортивной стрельбы сериями, рекомендуют, как правило, редукторные винтовки. Редуктор в пневматике как раз и нужен будет, когда воздуха в баллоне станет меньше начального уровня, а скорость вылета пули нужно сохранять постоянной.
Стабильность скоростей в редукторных винтовках выше, соответственно выше кучность. Расход воздуха и мощность в редукторных винтовках, как правило, ниже чем в прямоточных. При закачке газа из баллона может использоваться не только воздух. Использование газов с более высокой скоростью звука позволяет поднять мощность выстрела. Например, как уже было отмечено выше, в качестве рабочего тела может применяться гелий.
Но, НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕЛЬЗЯ (!!!) заправлять РСР пневматику кислородом. Дело в том, что кислород, контактируя с оружейной смазкой, имеет свойство воспламеняться, а при условии, что давление в резервуаре очень большое, то последствия могут быть весьма плачевными…
Не заправляйте резервуар ПСП пневматики кислородом (можно только воздухом, или СО2 - в зависимости от модели оружия. Редуктор в пневматическом оружии не может работать с кислородом, есть большая вероятность взрыва и разрыва редуктора пневматики. Смотрите картинку, взятую из зарубежных изданий, освещающих работу пневматики - это результат заправки РСР-винтовки кислородом.
Оружие, которое использует для своей работы воздух, отличается надежностью и простотой всех систем. Также такие модели оружия имеют отличную кучность и точность за счет минимального уровня отдачи. Рассмотрим особенности РСР оружия более подробно.
Пневматические винтовки, которые основаны на принципе предварительной накачки, разделяются на два подвида. Первый – это прямоточные винтовки, в которых воздух необходимый для выстрела дозируется специальным клапанном. Основным способом контроля воздуха в таком оружии является специальный манометр, который позволяет стрелку рассчитывать приблизительное количество оставшихся выстрелов.
Второй подвид пневматики использует более сложные устройства. Ведь именно использование редуктора позволяет производить более стабильную стрельбу. Функция редуктора – обеспечение стабильного давления воздуха перед каждым выстрелом. Редуктор устанавливается перед боевым клапанном. Использование редуктора дает возможность изменять давление воздуха, что позволяет, как увеличивать, так и уменьшать мощность каждого выстрела.
Стоит отметить и конструктивную особенность данного устройства, ведь скорость пули не начнет уменьшаться до тех пор, пока давление в общем резервуаре не станет меньше, нежели заранее настроенное давление внутри редуктора. Оружие, которое оборудовано таким устройством, имеет более высокую стоимость.
Стоит отметить, что редукторные системы обладают меньшим расходом воздуха, нежили прямоточные. Это позволяет производить до 150 полноценных выстрелов с одной заправки баллона воздухом. Кстати, резервуары для хранения воздуха находятся чаще всего под стволом или в прикладе. Помимо воздуха иногда используется газ. Благодаря химическим особенностям объем газа, накачиваемого в резервуар, может быть значительно больше относительно воздуха. Давление воздуха, независимо от объема резервуара обычно составляет не менее 200 атм.
Особенностью такого оружия является не только возможность сохранения скорости пули перед каждым выстрелом, чем собственно и занимается редукторная система), но и использование любых оптических прицелов без каких либо повреждений. Ведь такие пневматические винтовки имеют минимальный уровень отдачи. Поэтому пневматические винтовки, с предварительной накачкой оборудованные редуктором, имеют спрос среди опытных стрелков, спортсменов и охотников.
Чтобы понять, зачем нужен редуктор в PCP-винтовке, давайте сначала разберем работу винтовки без редуктора.
На рис.1 приведен простейший механизм: Когда на винтовке взводится курок, ударник оттягивается назад на определенное расстояние, пока не зафиксируется шепталом (на рисунке не показано). Это расстояние называется ход ударника. После нажатия на спуск, ударник освобождается и устремляется вперед, ударяя по штоку боевого клапана. Клапан приоткрывается, в результате сжатый воздух через перепускной канал попадает в ствол.
Интервал, в течение которого клапан остается открытым, называется временем открытия клапана, измеряется в миллисекундах. Поскольку в процессе стрельбы давление в резервуаре уменьшается, уменьшается и давление на боевой клапан, увеличивая этот интервал. И чем больше этот интервал возрастает, тем большее количество воздуха с меньшим давлением поступает в ствол. Как следствие, скорость вылета пуль увеличивается. На рис.2 мы видим типичное повышение скорости в зависимости от числа выстрелов для винтовки без редуктора.
На графике хорошо виден пологий участок, называемый также плато (the heart of the fill). Большинство счастливых обладателей PCP-винтовок (часто это именно дорогие спортивные винтовки) экспериментально находят этот участок и используют его для наиболее точной стрельбы. Для этого винтовку заправляют сжатым воздухом по максимуму и расстреливают хронограф, пока не надоест.
При этом каждый выстрел тщательно нумеруется, скорость его заносится в специальную таблицу, а потом эти импортные перцы еще и график строят, благо им заняться больше нечем. Давление в конце теста также фиксируется, затем находится разность начального и конечного давлений, и наконец, вычисляется среднее падение давления в резервуаре на один выстрел путем деления этой разности на количество выстрелов.
В дальнейшем винтовку заправляют строго до того давления, где начинается пологий участок, и стреляют, пока он не кончится. Участок, а не газ. А вот чтобы расширить этот участок в строну более сильного давления и улучшить повторяемость выстрелов, применяется РЕДУКТОР!
Редукторы бывают разных форм и размеров, их конструкции варьируются от производителя к производителю, но на результат это почему-то не влияет. Редуктор - это хитрый клапан. Возможно, одним из самых простых регуляторов давления является боевой клапан, примененный в линейке винтовок "Titan" и "Falcon".
Некая область вокруг пластикового боевого клапана имеет определенный зазор, который ограничивает объем расхода воздуха, что позволяет оружию сохранять неплохую стабильность в большом диапазоне изменения давления - до нескольких сотен фунтов на дюйм! То есть, задача заключается не в том, чтобы предоставить давлению разогнать пулю настолько, насколько позволяет данный объем. Задача редуктора - поддерживать постоянное выходное давление при переменном входном. Редуктор не занимается регулированием струи воздуха, его задача - регулировать давление в камере боевого клапана.
Одни редукторы характеризуются большим запаздыванием, другие обладают почти мгновенным действием. Как указывалось ранее, одного давления недостаточно, чтобы выполнить работу по разгону пули, требуется определенный объем газа, чтобы разогнать пулю до нужной скорости ( E=PV; A=интеграл P(V)dV ). Следовательно, хорошая система регулировки давления должна включать в себя накопительную камеру достаточного объема.
Так что же такое редуктор, и для чего он применяется? Мы уже писали выше, что пневматика с редуктором пользуется спросом в первую очередь у спортсменов. Правилами Международной Федерацией стрелкового спорта ISSF точно определено, что участвовать на соревнованиях любого ранга разрешено только с пневматическим оружием, работающими с предварительной накачкой (PCP-пневматикой, а значит и с пневматикой редукторного типа - оснащенной РЕДУКТОРОМ.
Большинство производителей редукторов не желают раскрывать секреты своих конструкций. Однако известно, что большинство из них базируют свои разработки на основе оборудования для аквалангов, внося лишь небольшие изменения для нужд пневматики. Не желая с ними связываться, а также для иллюстрации предыдущей мысли приводим схему, взятую из руководства для аквалангистов, являющуюся явным предком современных разработок. Руководство датировано 1975 годом. Конструкция называется "Саморегулирующийся клапан со сквозным каналом (в поршне)".
Сжатый воздух поступает в редуктор из резервуара, проходит сквозь канал в поршне и попадает в камеру боевого клапана. Поскольку давление возрастает, увеличивается и сила, действующая на широкий конец поршня (предполагается, что за поршнем со стороны пружины атмосферное давление). По мере возрастания этого усилия, поршень начинает сжимать пружину. Процесс продолжается до тех пор, пока полый шток поршня не упрется в тефлоновое седло и не перекроет поток воздуха. В процессе выстрела давление в боевой камере резко падает, пружина отталкивает поршень, открывая проход сжатому воздуху из резервуара.
Далее цикл повторяется. Давление в боевой камере определяется диаметром поршня и силой пружины (если диаметр полого штока достаточно мал). Эти параметры варьируются у различных производителей и практически не повторяются. Однако, доступны несколько регуляторов, использующих именно эту базовую конструкцию.
Обычно от редуктора требуется, чтобы он удерживал давление, соответствующее середине плато, чтобы минимизировать отклонения в скорости пуль. Но так бывает не всегда. Некоторые стрелки из пневматики хотят стрелять именно тяжелыми пулями с максимально возможными скоростями, выжимая из своей несчастного пневматического оружия всё, на что она способна.
Естественно, для этого требуются некоторые корректировки, как то - удлинение хода ударника, увеличение диаметра перепусков, увеличение жесткости пружины ударника, замена боевого клапана и его пружины - всё это может серьезно поднять мощность вашей пневматической винтовки. Однако, не стоит забывать, что PCP - система ДИНАМИЧЕСКАЯ, т.е все эти факторы должны быть сбалансированы, т.к. все они влияют друг на друга. Вывод - если вы плохо знакомы с принципами функционирования этих устройств, оставьте регулировку и модификацию оружейному мастеру, и то, если он владеет знаниями регулировки редукторов.
Итак, редукторы увеличивают количество правильных выстрелов с одной заправки и улучшают их повторяемость. Для участия в соревнованиях наличие редуктора является необходимым (согласно Международным Правилам стрелкового спорта ISSF). Преимуществом редукторов является их высокая надежность. Время, когда редукторы отказывали в работе давно прошло. Современные производители спортивного оружия научились делать редукторы высокого класса, работающие, как часы и практически - безотказные. Да и как без них обойтись - без редукторов?
Ведь для стабильной стрельбы, особенно спортивной, состоящей из многих серий по 10 выстрелов, так называемых - спортивных упражнений, настоятельно рекомендуются (а другие - нередукторные, и не допускаются к использованию в стрелковом спорте), как правило, редукторные винтовки. Редуктор как раз и служит, чтобы обеспечить стабильную работу механизма, обеспечивающего точный выпуск порции воздуха от выстрела к выстрелу. Во время стрельбы воздух в резервуаре-баллоне становится все меньше и меньше, а скорость вылета пули нужно сохранять постоянной от выстрела к выстрелу, на протяжении всей стрельбы, чтобы СТП - средняя точка попадания не понижалась, а была точно там, куда и пристрелял винтовку или пистолет стрелок.
Кроме того, качество их работы сильно зависит от состояния резиновых уплотнительных колец. Со временем резина пересыхает и трескается, кольца изнашиваются из-за трения о стенки устройства и т.д. В общем, через определенный период времени или через столько-то выстрелов потребуется ремонт, что сильно огорчит стрелка, если это вдруг случится во время финала на соревнованиях. Для спортсменов и стрелков любителей рекомендована ежегодная процедура проверки и замены этих колец, благо они недороги, а поддержка редуктора в рабочем состоянии в основном этим и ограничивается.
Если сравнивать пневматику пружинно-поршневую и пневматическое оружие РСР, скажем прямо — РСР комфортнее из-за практически полного отсутствия отдачи, у него большая мощность, повторяемость и скорость выстрелов. Однако существует и «оборотная сторона медали» — необходимость в источнике сжатого воздуха, чтобы обеспечить стрельбу из РСР винтовки. И ещё одно — владелец РСР оружия должен обладать определёнными техническими навыками, ведь чем сложнее механизм оружия, тем больше проблем с обслуживанием. (Впрочем, все они вполне решаемы — либо самостоятельно, либо в сервисной мастерской).
Многих владельцев РСР винтовок волнует вопрос о необходимости наличия редуктора. Редуктор (стабилизатор давления) — устройство в пневматике PCP, способствующее регуляции давления воздуха (перед выходом воздуха в ствол оружия). Наличие редуктора обеспечивает большое количество выстрелов с одинаковой мощностью, это происходит благодаря тому, что давление в накопителе выравнивается до постоянной величины.
Что, в свою очередь, способствует увеличению как точности, так и кучности выстрелов. У разных производителей конструкции и размеры редукторов, конечно, варьируются. Однако на результат это практически не влияет. Причём большинство производителей, вполне естественно, не хотят раскрывать секреты конструкции своих редукторов. Тем не менее, широко известно, что все разработки (с небольшими изменениями) проводятся на основе оборудования аквалангов. Но всегда ли так уж необходимо подобное устройство?
Чтобы участвовать в соревнованиях в стрельбе из пневматики — безусловно. А вообще среди аирганеров-любителей голоса «за» и «против» наличия редуктора разделились примерно поровну. Та половина, которая «против», аргументирует свою позицию тем, что для любительской стрельбы по мишеням и банкам при давлении менее 200 атм. редуктор ни к чему. И еще заявляют о не слишком-то высокой надёжности устройства, поскольку работа редуктора в значительной степени зависит от уплотнительных колец из резины.
Они изнашиваются, материал (резина) имеет свойство трескаться от пересыхания. Но и это касаемо только "несерьезной" пневматики, китайского или нефирменного производства. Когда-то да, редукторы отказывали в работе, но это время у известных фирм, давно прошло. Современные производители спортивного оружия (Walther, Steyr, Anschutz, Feinwerkbau, Rohm, и др.) научились делать редукторы высокого класса, работающие, как часы и практически - безотказные.
Заправка баллона (резервуара) производится, как и на всех спортивных пневматических пистолетах/винтовках. Т.е. выкручиваете ваш резервуар с пистолета, накручиваете его на заправочный баллон/насос (в комплекте со спортивной пневматикой всегда идет заправочный переходник для заправки резервуара). Подаете воздух с большого баллона (или начинаете качать воздух в баллон насосом), при этом контролируете давление манометром, чтобы не перекачать.
Перекачивать опасно (!). Когда баллон будет заправлен, т.е. стрелка манометра дойдет до начала красной зоны, останавливаете заправку. Выкручиваете свой заправленный резервуар, и накручиваете его на винтовку/пистолет. Пользуетесь воздухом до минимально допустимого значения - на манометре всегда эта зона определена другим цветом (перебор - красная зона, рабочая зона - зеленый цвет, заниженное значение - желтый цвет манометра). Кстати, на последних пришедших с завода пистолетов Steyr LP10, не было желтой зоны. Значит стрелку самому надо ориентироваться по рискам на зеленой зоне. Редукторы этих пистолетов настроены на 7,5 Дж, и рабочее давление допустимо до 70-80 Бар. Если допустить стрельбу с резервуара, на котором это значение стало ниже, то будет падение скорости, а значит смещение средней точки вниз. Стрелок должен хорошо знать свое оружие и не допускать ошибок в его использовании.
Заправка баллона (резервуара) производится, как и на всех спортивных пневматических пистолетах/винтовках. Т.е. выкручиваете ваш резервуар с пистолета, накручиваете его на заправочный баллон/насос (в комплекте со спортивной пневматикой всегда идет заправочный переходник для заправки резервуара). Подаете воздух с большого баллона (или начинаете качать воздух в баллон насосом), при этом контролируете давление манометром, чтобы не перекачать.