LUFA


 

LUFY BRONI ŚRUTOWEJ - BUDOWA I WŁAŚCIWOŚCI

Lufa broni śrutowej to podstawowa i jedna z najważniejszych części składowych strzelby. Można ją określić jako rurowa prowadnica pocisków. Jej zadaniem jest rozpędzanie pocisków (wiązki śrutu lub pocisku kulowego) poprzez nadanie odpowiedniej energii kinetycznej, oraz ukierunkowanie ich na cel. Wewnętrzny kanał wiodący pocisk nazywany jest PRZEWODEM LUFY.

lufa

Wybierz podtemat z menu lub czytaj po kolei (w budowie)

 

MATERIAŁ BUDULCOWY LUFY TECHNOLOGIA WYTWARZANIA

 

STAL DAMASCEŃSKA

Lufy broni śrutowej (z przeznaczeniem do celów myśliwskich) wytwarzano początkowo z kiepskiej jakościowo, zawierającej niewielką ilość węgla, stali. Nie były one przystosowane do intensywnego użytkowania. Z tego powodu szukano lepszych rozwiązań technologicznych. W efekcie w XVIII wieku zaczęto produkować w Europie lufy z tzw. stali damasceńskiej. Był to materiał znacznie lepszy, znany już jednak od wielu wieków na Wschodzie przez Arabów. Służył on pierwotnie do wyrobu broni białej. Stal damasceńska zawierająca 1.2 - 1.8 % węgla służyła potem do wyrobu świetnych luf, jak na epokę XIX wieku, w Anglii, Belgii i Francji.
Lufy ze stali damasceńskiej wytwarzane były poprzez obróbkę splotu stalowych drutów o różnej twardości. Druty takie skręcano, przekuwano na gorąco, poczym rozkuwano na taśmy. Skomplikowany proces technologiczny obejmował nawijanie taśm ze stali damasceńskiej na pręty, które następnie poddawano gorącemu kuciu. Proces ten powtarzano. Użyta naprzemiennie twarda i miękka stal nawijana stopniowo na pręt tworzyła materiał o dużej wytrzymałości. Wielokrotnie przekuwano na trzpieniu taśmy, wykonane ze splecionych i skręconych drutów z miękkiej i twardej stali. Lufy następnie hartowano, szlifowano i zanurzano w specjalnym kwasie. Końcowy wygląd był bardzo charakterystyczny dla tego typu stali - powstawał tzw. dziwer, czyli naprzemienne jaśniejsze i ciemniejsze linie przypominające układ arabeskowy. Broń z takiej stali określano też jako 'dziwerówka'.

Stal Damascenska...... Stal Damascenska

 

WSPÓŁCZESNA STAL STOPOWA

Kolejnym etapem w rozwoju technicznym luf było wprowadzenie stopów metali, które wyparły lufy ze stali dziwerowej. Stopy metali w porównaniu ze stalą damasceńską są znacznie lepsze pod względem wytrzymałości i sprężystości. Także odporność na warunki środowiskowe, w tym przede wszystkim na korozję, jest nieporównywalnie wyższa. Konieczność zastosowania stali bardziej wytrzymałej mechanicznie od damasceńskiej (stopowej) wynikała z zastosowania ładunków z prochem bezdymnym. Stal taka jest lepsza pod względem wytrzymałości, plastyczności, sprężystości i odporności na korozję.

 

DODATKI DO STALI

W skład stali, którą tworzą głównie żelazo i węgiel, wchodzą także inne pierwiastki chemiczne, takie jak:

  • mangan
  • krzem
  • chrom
  • molibden
  • wanad
  • nikiel
  • wolfram
  • siarka (niekorzystna)
  • fosfor (niekorzystny)


Współczesne lufy broni śrutowej wykonuje się z wyśmienitej jakościowo stali z podwyższoną zawartością manganu. Zawartość węgla w takiej stali wynosi zwykle ok. 0.6 %, a wytrzymałość na rozerwanie osiąga wartość rzędu 700 – 1000 MPa. Dodaje się do niej także krzem, który wraz z manganem nadaje stali odpowiednią sprężystość. Mangan wpływa korzystnie na zwiększoną wytrzymałość na rozciąganie i odporność na przeciążenia (udary) oraz nadaje sprężystość. Dodatek chromu, molibdenu, wanadu, niklu a także wolframu również przyczynia się do podniesienia walorów mechanicznych stali. Nikiel poprawia wytrzymałość na uderzenia oraz zwiększa wytrzymałość i odporność chemiczną. Wanad zapobiega rozrostowi ziaren stali podczas eksploatacji lufy poddawanej silnym szokom temperaturowym. Zmiany struktury ziarnistej stali są bowiem głównym czynnikiem powodującym po pewnym czasie zmniejszenie jej wytrzymałości na rozerwanie. Wysoka zawartość siarki i fosforu jest niepożądana, gdyż zwiększają one kruchość materiału. Chrom zwiększa twardość , odporność chemiczną, odporność na ścieranie i powoduje rozdrobnienie ziarna stali. Stal taka musi być bowiem wytrzymała, pozbawiona naprężeń własnych, i charakteryzować się odpowiednią sprężystością i odpornością na przeciążenia. Zawartość dodatków nie może być jednak zbyt duża, gdyż utrudnia to obróbkę mechaniczną. Generalnie, stal wytwarzana do produkcji luf nie powinna być zbyt twarda, ale umiarkowanie sprężysta.

 

OBRÓBKA MECHANICZNO-TERMICZNA

W kolejnych etapach produkcji, współczesna stal jest ulepszana cieplnie w procesach wyżarzania normalizującego, hartowania i odpuszczania. Jak zapewne domyślamy się, stal lufowa nie jest konstrukcją doskonale sztywną, tzn. jest do pewnego stopnia plastyczna. Działające na nią ogromne ciśnienia gazów prochowych powodują w ułamku sekundy nagłe jej rozszerzenie i tak samo szybki powrót do pierwotnego kształtu. Lufa zatem bardzo mocno mechanicznie pracuje podczas strzału, rozszerzając się i kurcząc ułamkach sekundy.
Obecnie lufy współczesnej broni śrutowej wykonuje się najczęściej metodą kucia materiału pierwotnego na zimno (poniżej temperatury rekrystalizacji) lub na gorąco.

 

KUCIE NA GORĄCO

Przed kuciem na gorąco półwyrobu walcowatego (tzw. kęsa czy też pręta), wywierca się w nim najpierw otwór dla trzpienia o wymiarach odpowiadających średnicy i długości przewodu lufy. Kęsa stali nagrzewa się w piecu indukcyjnym a następnie obkuwa młotami, aż do uzyskania kształtu przewodu lufy wraz z komorą nabojową. Następnie tak uzyskany materiał obrabia się i szlifuje się od zewnątrz. Rozwierca się też zgrubnie przewód lufy.

 

KUCIE NA ZIMNO

Kucie lufy śrutowej na zimno odbywa się na materiale odpowiadającym kształtem i wymiarom lufy wraz z częścią czokową. Także i tutaj wywierca się otwór na trzpień odpowiadającego wymiarom przewodu lufy. Kucie odbywa się na młotach lub na tzw. kowarce, które nadaje przewodowi lufy kształt nie wymagający dodatkowego rozwiercania, a tylko szlifowanie. Zgrubnie obroobiona powierzchnia zewnętrzna lufy jest w dalszym etapie obtaczana i wygładzana.

 

POŁĄCZENIE LUF STRZELBY

Lufy dubeltówki czy też nadlufki łączy się ze sobą za pomocą spoiwa z metali lub stopów łatwiej topliwych od materiału, z jakiego wykonano same lufy. Łączenie odbywa się w technologii lutowania, gdzie spoiwo (lut) doprowadza się do stanu ciekłego i bezpośrednio nakłada na lufy. Zależnie od tempratury topnienia spoiwa, wyróżniamy lutowanie miękkie, o temperaturze topnienia poniżej 400 stopni Celcjusza, i lutowanie twarde, o temperaturze topnienia powyżej 700 stopni Celcjusza. Historyczne już raczej znaczenie posiada łączenie luf za pomocą spoiwa twardego z mosiądzu, który posiada temperaturę topnienia w granicach 850 - 950 stopni Celcjusza. Tak wysoka temperatura topienia wpływa bowiem niekorzystnie na strukturę materiału budulcowego i wytrzymałość mechaniczną lufy.

Przed połączeniem luf dubeltówki miejsca przewidziane do spajania obrabia się mechanicznie i dopasowuje, na przykład zespolone haki ryglowe, do specjalnie ukształtowanej części tylnej u dołu luf, a występ z owtorem dla zasuwy ryglującej - do miejsca łączenia nad komorą nabojową. Podwójne zaklinowane haki i występ szyny spaja się natępnie szlachetnym lutem srebrnym o temperaturze topnienia 620 - 650 stopni Celcjusza. Spojenia części przykomorowej wzmacniają dwie odpowiednie stalowe szyny: górna - celownicza i dolna - łącząca oraz klin między lufamiod strony ścięcia wylotowego. Elementy te łączy się z lufami za pomocą lutu cynowego o temperaturze krzepnięcia 185 - 250 stopni Celcjusza.

Połączenie luf w układzie pionowym (nadlufka) zawiera często elementy zespolenia gwintowego i lutowania miękkim spoiwem w temperaturze około 240 stopni Celcjusza. Takiemu połączeniu służy dobrze masywna część przykomorowa pojedynczych luf. Umożliwia ona uformowanie na lufie dolnej szczególnego rodzaju występu (wypustu), wsuwanego do rowka w trzonie lufy górnej. Obie lufy zespala się w całość dwoma wkrętami oraz za pomocą spoiwa z miękkiego lutu. Otrzymane w ten sposób połączenie charakteryzuje się stosunkowo dużą wytrzymałością na ścinanie. Przytwierdzone takim spoiwem szyny (górna i boczna) sprawiają, że stal lufowa zachowuje po złączeniu niezmienione nadal właściwości fizyczne.

Łączenie luf wymaga dużej fachowości i precyzji, gdyż rzutuje znacznie na jakość strzału, zależną w tym przypadku od jednakowego położenia osi podłużnych obu przewodów luf. Niewłaściwe ustawienie i połączenie luf sprawia, że broń nie bije w ściśle określone miejsce, albo też odbiegają od siebie środki trafień po strzałach z poszczególnych luf.

odbicie swiatla

Odbicie światła od krawędzi ścięcia wylotowego przewodów luf widzianych w postaci pierścieni

Współczesne lufy śrutowe renomowanych firm pokrywane są od wewnątrz cienką warstwą chromu, co przyczynia się do ich zwiększonej wytrzymałości i wydłużonej żywotności. W przypadku broni śrutowej wewnętrzna powierzchnia lufy powinna być przy tym bardzo gładka i wypolerowana. Zadaniem lufy jest bowiem nadanie właściwego kierunku wiązce śrutu. Z lufy o gładkich ściankach można jednak strzelać także pociskami zwartymi (np. breneki), jednakże z oczywistych względów pociski takie nie mają zastosowania w strzelaniu do rzutków. Wiązce pocisków śrutowych nadawana jest energia kinetyczna i odpowiedni kierunek, jaki uzyskują drobiny śrutu z ładunku prochowego. Od jakości wykonania luf zależy żywotność broni, jej celność, rozkład wzorca śrutu przy dotarciu do celu oraz wpływ na zachowanie kształtu poszczególnych śrucin - a więc także w ostatecznym efekcie - skuteczne rozbicie rzutka.

Lufy broni łamanych posiadają przylutowany od sporu mały hak dla zaczepu czółenka. W prowadnicach trapezowych, bo bokach dolnej lufy, znajdują się również wodziki wyciągu łusek lub naboi zwanego ekstraktorem, które są zwykle częścią mechanizmu wyrzutników (eżektorów).

Wytwarzanie dobrych luf jest sztuką, a szczegóły technologii ich wytwarzania chroniona są często skwapliwie przez producentów.

 

WYTRZYMAŁOŚĆ MECHANICZNA LUF

Musimy zdawać sobie sprawę, że lufy są elementem sprężystym, który przy strzale rozciąga się do pewnych granic, by po krótkim czasie powrócić do pierwotnych rozmiarów. Zasadnicze znaczenie ma zatem wytrzymałość stali uzytej do budowy lufy na rozciąganie. Próby wytrzymałościowe stali obejmują:

  1. rozciąganie
  2. skręcanie
  3. ściskanie
  4. ścinanie

Ad.1 Stal zostaje poddana stopniowemu rozciąganiu w specjalnych zrywarach. Mierzy się przy tym wielkość użytej siły w stosunku do uzyskanego przekroju poprzecznego. Naturalnie wraz ze wzrostem siły rozrywania przekrój poprzeczny stali sukcesywnie maleje.

Dla danej stali stosuje się dwa parametry określające jej jakość: wydłużenie maksymalne i naprężenie rozrywające. Oczywistym jest, że im większe wartości tych parametrów tym stal jest lepsza. Orientacyjne wartości wydłużenia maksymalnego zawierają się w granicach 8 – 33 %, natomiast naprężenie rozrywające osiąga wartości 220 – 400 MPa dla stali konstrukcyjnej zwykłej jakości oraz 600 – 1100 MPa dla stali konstrukcyjnych stopowych zwykłej jakości, ale po procesie ulepszania cieplnego.

Próbka stali powraca do swych pierwotnych rozmiarów jeżeli nie zostanie przekroczona pewna określona dla danej stali siła ją rozciągająca, zwana naprężeniem granicznym plastyczności. Po przekroczeniu tej siły stal ulega trwałemu odkształceniu. Zatem jest niezwykle istotne, by nigdy nie przekroczyć tej siły naprężenia granicznego plastyczności, w przeciwnym razie stal, z której zrobiona jest taka lufa, ulegnie trwałemu uszkodzeniu.

Przy odpaleniu ładunku prochu z naboju na lufę działają siły rozciągające rurę lufy wzdłużnie i rozpychające ją promieniowo. Naprężenia obwodowe rozkładają się nierównomiernie, gdzie największe naprężenia występują w warstwie wewnętrznej rury.

Istnieje tzw. zakres odkształceń sprężystych stali, to jest przedział sił, jakie działając na nią nie powodują jej trwałego odkształcenia. Jest to parametr o podstawowym znaczeniu przy konstruowaniu broni. Naprężenie graniczne plastyczności (granica plastyczności) określa maksymalny próg zakresu odkształceń sprężystych stali.
Obszar odkształceń sprężystych dzieli się na dwie części: obszar proporcjonalności oraz leżący wyżej obszar nieliniowy przechodzący stopniowo w obszar plastyczności. Wartości sił odkształceń sprężystych dla typowych stali stopowych broni zawierają się w przedziale 440 – 640 MPa, natomiast dla naprężenie rozrywające wynosi 740 – 1080 MPa  (stal z początku  XX wieku charakteryzowała się wartością naprężenia rozrywającego jedynie około 600 MPa). Zatem jakość stali uległa znacznemu polepszeniu.

Wyróżnia się cztery zasadnicze rodzaje wytrzymałości stali użytej do budowy luf:

  • trwała
  • doraźna
  • zmęczeniowa
  • udarowa

 

PRZEKRÓJ POPRZECZNY LUFY

 

przekroj lufy

 

W podłużnym przekroju przewodu lufy strzelby można wyróżnić następujące istotne odcinki i elementy:

1. Ścięcie tylne (wlotowe)
2. Komora nabojowa z wycięciem dla kryzy łuski
3. Stożek przejściowy
4. Część wiodąca
5. Stożek przedczokowy
6. Czok
7. Ścięcie przednie i wylot lufy

 

Ad.1. Płaszczyzna ścięcia tylnego

Płaszczyzna wcięcia tylnego, czyli wlot lufy, posiada występy i zaczepy umożliwiające mocne połączenie z urządzeniami zamykającymi nabój w komorze nabojowej i powodującymi jego odpalenie. Bardzo istotne jest szczelne przyleganie tej płaszczyzny do baskili.

AD.2. KOMORA NABOJOWA

wlot

Komora nabojowa, jak sama nazwa wskazuje, służy do wkładania naboju. U wejścia do tej komory, bezpośrednio za ścięciem tylnym, znajduje się specjalny obwodowy występ, zwany kryzą łuski, służący do unieruchomienia naboju. Wycięcie to stanowi oparcie dla podstawy okucia łuski. Jest to jedna z cech odróżniających lufę łamanej broni śrutowej od lufy broni jednolufowej powtarzalnej, w której kryza łuski umiejscowiona jest w zagłębieniu zamka. Wymiary kryzy łuski są znormalizowane, podobnie zresztą jak naboje.
Długość komory nabojowej jest zmienna, i zależy od producenta. Waha się w granicach od 65 do 76 mm. Najczęściej długość komory nabojowej wynosi 70 lub 76 mm.

 

Wymiary komór luf śrutowych

 

KALIBER

KRYZA

KOMORA

LUFA

D

max

D

min

F

max

F

min

J

max

J

min

E

max

E

min

L

min

10

23.85

23.75

2.00

1.90

21.85

21.75

21.50

21.40

19.30

12

23.65

22.55

1.95

1.85

20.75

20.65

20.40

20.30

18.20

14

21.65

21.55

1.85

1.75

19.80

19.70

19.45

19.35

17.20

16

20.85

20.75

1.75

1.65

19.05

18.95

18.70

18.60

16.80

20

19.60

19.50

1.65

1.55

17.85

17.75

17.50

17.40

15.70

24

18.65

18.55

1.65

1.55

16.90

16.80

16.60

16.50

14.70

28

17.60

17.50

1.65

1.55

16.00

15.90

15.70

15.60

13.80

32

16.30

16.20

1.65

1.55

14.70

14.60

14.40

14.30

12.70

36/.410

13.80

13.70

1.65

1.55

12.15

12.05

11.90

11.80

10.20

 

D – średnica wcięcia dla kryzy łuski
F – głębokość wcięcia dla kryzy
J – średnica komory w odległości F od ścięcia wlotowego lufy
E – średnica komory w odległości F od ścięcia wlotowego lufy
S – minimalna długość komory nabojowej
L – minimalna średnica przewodu lufy

Długość komory (S) w calach

1 ¾

2

2 ½

2 ¾

2 7/8  

3

3 ¼

3 ½

Długość komory (S) w mm

44.6

50.8

65.1

69.9

73.0

76.2

82.6

88.9

 

AD.3 STOŻEK PRZEJŚCIOWY

Komora nabojowa przechodzi w krótki odcinek, zwężający się i sięgający początkowej części najdłuższego odcinka lufy zwanego częścią wiodącą (cylindryczną). Zadaniem stożka przejściowego jest przyjęcie rozwijającego się zawinięcia naboju i jak najmniej kolizyjne przeprowadzenie wiązki śrutu do części wiodącej. Odpowiedni jego kształt i długość zapewnia przemieszczanie się łądunku śrutu bez większych zaburzeń. Długość stożka przejściowego może być różna, ale nie powinna być zbyt duża, gdyż w przeciwnym wypadku śrut ulegnie zniekształceniu. Stożki o długości aż 16 mm często powodowały uchodzenie gazów prochowych pomiędzy przybitką a ścianką lufy, a także dużą deformację śrutu. W długim stożku śrut opuszczający wylot łuski o średnicy 18.3 mm (kaliber 12), zajmuje najpierw podstawę stożka o wymiarze poprzecznym 20.3 mm i gwałtownie dławiony, wciska się do cylindrycznego przewodu o średnicy 18.2 mm. Zjawisko dwukrotnego przestawiania się na krótkiej drodze zgrupowanej wiązki śrutu wpływa na znaczną deformację śrucin. Pamiętajmy, że deformacja śrucin wpływa niekorzystnie na równomierność pokrycia celu, co ma istotne znaczenie na skuteczność strzelania. Zdeformowany śrut ma nieprzewidywalne właściwości balistyczne i przypadkowa trajektorię lotu. Najlepszą długością stożka dla naboju z łuską tekturową (która ściśle przylega swym wylotem do wewnętrznej części cylindrycznej lufy) jest 1.5 mm, a maksymalnie 6 mm.
Jak wspomnieliśmy, w stożku następuje największe zniekształcenie kształtu śrucin. Aby zmniejszyć do minimum to niekorzystne zjawisko należy zadbać, aby krawędzie pomiędzy stożkiem przejściowym i komorą nabojową oraz pomiędzy komorą nabojową i cylindryczną częścią przewodu lufy były odpowiednio wypukłe i zaokrąglone.

AD.4 CZĘŚĆ WIODĄCA LUFY

Jest to najdłuższy odcinek lufy gładkiej. Odcinek ten narażony jest na silne oddziaływanie chemiczne i fizyczne (ciśnienie) gazów prochowych. Gładka wewnętrzna powierzchnia lufy (o przekroju idelania kolistym oraz pozbawiona zadrapań, mikropęknięć, wżerów i zarysowań ) wpływa korzystnie na bezkolizyjne przemieszczanie się śrucin ku wylotowi wskutek zmniejszonego tarcia. Istotnym parametrem związanym z tym odcinkiem lufy jest jego średnica, zwana kalibrem.

 

AD.5-6 CZĘŚĆ WYLOTOWA LUFY

wylot

 

Na pewnym etapie historii rozwoju strzelby zauważono, że poprzez odpowiednie ukształtowanie (zwężenie) końcowego odcinka wylotowej części lufy, można nadać pożądany kształt wystrzelonej wiązki śrutu. Okazało się to mieć ogromny wpływ na zasięg śrucin i pokrycie nimi celu.
Pierwsze strzelby, o historycznym już znaczeniu,  posiadały lufy o przewodzie równomiernie cylindrycznym na całej swej długości. Skutkowało to oczywiście w znacznym poprzecznym rozsiewie śrucin i niesatysfakcjonujących rezultatach.

Końcowy odcinek przewodu lufy stanowi najważniejszą jej część. Wpływa on w sposób bezpośredni na kształt i właściwości opuszczającej lufę wiązki śrutu. Najczęściej jest on ukształtowany w tzw. "czok", czyli przewężenie. Na kształt tej wiązki wpływa jednak także, choć w mniejszym stopniu, profil pozostałych odcinków lufy, w tym profil części wiodącej.
Współczesne strzelby posiadają najczęściej czoki wymienne. Do historii raczej należą już śrutówki ze stałym wierceniem czy też czok regulowany, zwany policzokiem.


Czok, czyli przewężenie wylotu lufy, stanowił przełomowy etap w rozwoju broni śrutowej. Opinie są podzielone co do tego kto pierwszy wynalazł czok, zależnie od kraju jaki się weźmie się pod uwagę. Jedni twierdzą, że wynalazek ten powstał w 1870 roku za sprawą C. Askins czy też F. Kimball. Inni wymieniają Williama Grener z Birmingham, fabrykanta znanej angielskiej wytwórni broni.
Jakakolwiek byłaby prawda ważne jest, że wynalazek ten zmienił dotychczasowe możliwości strzelby.
Wpływ końcowego odcinka lufy na kształt i zasięg wiązki opuszczającego ją śrutu można ująć skrótowo w następujący sposób. Kształt cylindryczny wewnętrznego końcowego odcinka lufy skutkuje w wystrzeleniem bardzo szerokiej wiązki śrutu i znaczną powierzchnią pokrycia. Zgodnie z prawami fizyki, skutkuje to zmniejszeniem skutecznego zasięgu strzału. Z kolei zwężenie wylotu lufy (w pewnych dozwolonych granicach) powoduje, że wiązka śrutu opuszczając lufę przemieszcza się na pewnym odcinku jako zwarta wiązka, przypominająca kształtem cygaro, co w efekcie przyczynia się do znacznego zwiększenia zasięgu i skoncentrowania siłę rażenia śrucin. Ponieważ taki 'obłok' śrucin opuszczający lufę o zwężonym wylocie jest bardziej zwarty i skupiony, niż wiązka śrutu opuszczająca lufę cylindryczną, to obejmuje na jedynie wąski przekrój poprzeczny celu. Zatem wiązka śrutu wystrzelona z lufy o silnym przewężeniu leci szybciej i dalej, w postaci zwartego obłoku przypominającego swym kształtem cygaro. Jednak taki obłok obejmuje swą powierzchnią mniejszy (węższy) przekrój poprzeczny. Innymi słowy, śruciny opuszczające lufę z silnym czokiem lecą dalej i mają większą energię kinetyczną, ale lecą w wąskiej wiązce. Natomiast pęczek śrucin opuszczający lufę o słabym czoku lub bez czoku ma jest szeroki kąt rażenia, ale dystans rażenia jest mniejszy. Wpływ na kształt wiązki śrutu, jego zasięg i pokrycie, ma również profil całego odcinka lufy, choć w znacznie mniejszym stopniu niż sam czok. I jak to bywa w fizyce - coś za coś, nie ma nic za darmo - albo zwiększony zasięg albo zwiększone pokrycie.

 

LUFA O PRZEWODZIE CAŁKOWICIE CYLINDRYCZNYM

Lufa cylindryczna ma jednakową średnicę wewnętrzną na całej swej długości. Właściwie lufa tego typu jest przeżytkiem i ma raczej charakter muzealno-historyczny lub też badawczy, bo jej właściwości i uzyskiwane efekty balistyczne są dużo gorsze pod każdym względem w porównaniu z lufą współczesną. Współczesna strzelba ma bowiem często różne średnice w poszczególnych swych odcinkach. Strzał śrutem z lufy cylindrycznej na dystansie 35 m w tarczę o średnicy 75 cm powoduje jej pokrycie śrucinami w zaledwie 35 - 45%, co jest wynikiem nader kiepskim. Wynalezienie czoku skutecznie wyeliminowało tego typu lufę z użytku.

 

LUFA O PRZEWODZIE 'ULEPSZONY CYLINDER

Nieco lepszy efekt uzyskuje się poprzez wiercenie lufy w kształcie jednolitego stożka, którego podstawa jest nachylona do osi podłużnej. Przewężenie jest tak nieznaczne, że średnica wylotu takiej lufy w stosunku do średnicy górnej krawędzi stożka przejściowego jest mniejsza zaledwie o 0.1 - 0.2 mm dla lufy kalibru 12. Uzyskuje się przez to jednak lepszy efekt pokrycia śrutem (w porównaniu z lufą cylindryczną). Na tarczy o średnicy 75 cm w odległości 35 m pokrycie dochodzi już do 45- 50%. Lufa taka jakby imituje jeden długi czok, choć porównanie takie jest dosyć śmiałe.

 

LUFY Z PRZEWĘŻONYM WYLOTEM

Przewężony wylot końcowego odcinka lufy (tzw. czok) zrewolucjonizował zastosowanie strzelby. Zastosowanie takiego przewężenia przyczynia się do lepszego pokrycia i zmniejszenia rozsiewu poprzecznego śrucin w porównaniu z lufami cylindrycznymi. Przyjmuje się, że zwężenie czokowe zaczyna się około 5 cm od wylotu lufy, choć istnieją tzw. czoki przedłużone, gdzie wartość ta jest większa. Różni producenci opracowali szereg rozwiązań technicznych czoków. Ooznaczenia wielkości czoków nie są jednolite.
Czok może najpierw zmniejszać średnicę przewodu lufy jak stożek. Może także przewężenie odbywać się, jednostajnie i równomiernie, stopniowo, a następnie zachować cylindryczną formę aż do jej wylotu.
Czok może jednak zwężać się progresywnie, nierównomiernie - tzw. czok paraboidalny, gdzie zwężenie to przypomina swym wyglądem parabolę.
Trzeba przy tym zaznaczyć, że nie stopień zwężenia czokowego decyduje o uzyskaniu odpowiedniego wzoru rozsiewu śrucin. Byłoby to zbytnie uproszczenie. Czoki mogą bowiem charakteryzować się mnogością średnic jego wewnętrzej powierzchni. Długość samego czoku także jest ważna. Im dłuższy czok tym mniejsza deformacja śrucin i lepsze ich właściwości balistyczne, przez co zasięg skutecznego strzału i jednorodność rozproszenia wiązki śrutu jest lepsza.

Część wylotowa lufy może mieć wiercenie stałe lub tzw. czok wymienny.


Generalnie broń śrutową możemy podzielić na trzy kategorie w zależności od sposobu skonstruowania części wylotowej:

  • lufy ze stałym wierceniem (czok stały)
  • z regulowanym czokiem (tzw. policzok - znaczenie historyczne)
  • lufy z wymiennymi czokami (najpopularniejsze)


Wymienia się następujące rodzaje wierceń części wylotowej lufy (profile czoków):

  • czok cylindryczny
  • czok stożkowy
  • czok skeet 1
  • czok skeet 2
  • czok paraboidalny

 

czoki

 

LUFA Z WIERCENIEM SKEET NR 1 - System ten opatentowany został przez Augusta Francotte i stosowano go kiedyś do strzelań sportowych typu skeet, czyli do celów na bardzo bliskie odległości, gdzie potrzebny jest odpowiednio duży rozsiew śrucin szybko przelatującego rzutka. Wiercenie to jest dosyć skomplikowane. Powoduje ono równomierny rozsiew śrucin już w odległości 10 - 15 m. Lufa z wierceniem skeet nr 1 wygląda tak, jakby na typowy stożkowy czok nałożono dodatkowo stożek rozszerzający (patrz rysunek). Czok skeet nr 1 zaczyna się odcinkiem zwężanym (typowy czok), poczym dalszy odcinek nie jest cylindryczny, lecz rozszerza się lejkowato i przy wylocie lufy ma średnicę większą niż kaliber lufy (średnica części wiodącej). Uzyskuje się duży i dość rónomierny rozsiew śrutu już na 5 - 15 metrach przy około 40 % pokryciu celu na odległości 35 metrów.

LUFA Z WIERCENIEM SKEET NR 2 - wiercenie to również zaczyna się typowym zwężeniem (jak w typowym czoku), poczym kolejny odcinek dochodzący do wylotu lufy jest już cylindryczny. Efekt tego wiercenia jest podobny jak przy zastosowaniu słabego czoku (1/4) w lufie cylindrycznej. Uzyskiwana tu wiązka lecących śrucin jest nieco węższa niż w przypadku wiercenia skeet nr 1 i bardziej wydłużona, ale przy tym bardziej równomiernie rozproszona. Efekt jest podobny do zastosowania stożkowego ćwierćczoku.

CZOK PARABOIDALNY - efekt jego działania jest podobny do czoku stożkowego.

 

Korzystne działanie zmniejszenia ednicy przewodu lufy przy jej wylocie wpływa także korzystnie na hamowanie przybitki, a skrajnie położone śruciny, stykające się z powierzchnią lufy, są dociskane do środka, co korzystnie wpływa na zagęszczenie wiązki wylatującego śrutu.

STOPIEŃ CZOKU - to zakres zwężęnia odcinka wylotowego przewodu lufy. Jest to różnica pomiędzy średnicą części cylindrycznej a średnicą czoku. Możemy mówić o silnym, średnim lub słabym czoku.

Jako przykład może posłużyć następująca orientacyjna klasyfikacja czoków:

Nazwa czoku

SILNY CZOK
(super czok)

PEŁNY
CZOK

ŚREDNI
CZOK

PÓŁCZOK

SŁABY
CZOK (świerćczok; skeet nr 2)

Oznaczenie

 

1/1

3/4

1/2

¼

Stopień przewężenia [mm]

0.84 – 1.40

0.75 – 1.00

0.55 – 0.87

0.38 – 0.5

0.25

 

Orientacyjny wskaźnik trafień w stosunku do ogólnej liczby śrucin w naboju przy zastosowaniu różnych stopni czoku na dystansie 35 metrów:

RODZAJ CZOKU

% Pokrycia
celu śrucinami

Czok pełny

70

Czok trzyćwierciowy

65

Półczok

60

Ćwierćczok (skeet nr 2)

55

Cylinder ulepszony

50

Skeet nr 2

40 - 45

Cylinder

35 - 40

Należy wyrażnie podkreślić, że na skupienie oraz kształt wiązki wędrującego śrutu oraz jednolite pokrycie celu, wpływ ma szereg czynników, między innymi stopień czoku, jego długość, rzeźba struktury wewnętrznej powierzchni czoku, a także ogólny profil lufy (tzw. back-boring, kształt i długość przejścia stożkowego pomiędzy częścią przewodu prowadzącą ładunek śrutu oraz zwężonym odcinkiem przy wylocie) a także rodzaj i budowa wewnętrzna zastosowanego naboju.

Stopień skupiania wiązki śrutu przez czok uzależniony jest także od średnicy śrutu. Im średnica ta jest mniejsza, tym skuteczność działania czoku jest większa. Zagęszczenie wiązki śrutu o średnicy oszczególnych śrucin przekraczającej wartość 4 mm ustala się na stałym poziomie i nie ulega już zwiększeniu.

Przybitka z koszyczkiem dla śrutu w naboju śrutowym wływa korzystnie na wąskie formowanie się wiązki śrutu.

Przy strzelaniu pociskami litymi (breneki) zaleca się stosowanie czoku cylindrycznego lub też czoku stożkowego, zwężającego swylot lufy tylko w nieznacznym stopniu (maksymalnie półczok).

SZCZEGÓLNE ROZWIĄZANIA BUDOWY LUF

LUFA z tzw. BACK - BORING (poszerzenie średnicy lufy w początkowym jej odcinku) - ma służyć zmniejszeniu ogólnego odrzutu broni, poprzez rozprężenie gazów w początkowym odcinku lufy.

LUFA TRIBORE HP - to lufa produkowana przez firmę Fabarm. Jest to lufa z trzema różnymi średnicami. Zastosowano tu ekstra-długi stożek przejściowy, po którym następuje nadkalibrowana część wiodąca lufy o średnicy 18.8 mm. Po niej następuje stożkowy odcinek o długości 205 mm, który stopniowo zwęża się z wymiaru 18.8 m do końcowej jego średnicy 18.4 mm. Kolejnym odcinkiem lufy o długości zaledwie 5 mm jest cylinder, który prowadzi bezpośrednio do części czokowej (czok INNER HP). Zastosowanie wydłużonych czoków wpływa korzystnie na kształt uformowanej wiązkiśrutu niż przy tradycyjnym wierceniu luf. Czoki firmy Fabarm są zaprojektowane z myślą o zmniejszeniu sił wpływających na deformację śrucin.

System Tribore

Rys. System TRIBORE. 1 - stożek przejściowy, 2 - częśc wiodąca, 3 - odcinek stożkowy, 4 - krótki cylinder, 5 - czok HP.

 

KALIBER

Najstarszym systemem oznaczania kalibru lufy śrutowej jest SYSTEM WAGOMIAROWY. Określa go liczba całkowita równa liczbie okrągłych kul, jakie można do danej lufy odlać z ołowiu o ciężarze jednego funta angielskiego. I tak dla lufy kalibru 12, takich kul można było odlać 12. Mimo, iż system ten jest mało precyzyjny (choćby ze względu na różny ciężar właściwy stosowanych stopów ołowiu) jest on stosowany do dziś w wersji zmodyfikowanej, gdzie został przeliczony na system metryczny. Ustalono nowe normy międzynarodowe określające tolerancje wymiarów, które są jednak dosyć spore. Zatem średnice bezwzględne luf śrutowych broni są odmienne iróżnią się zależnie od producenta. Komplikuje całość fakt, że profil wewnętrzny wielu luf śrutowych nie jest cylindryczny, ale wielośrednicowy. Średnicę luf śrutowych podaje się w krajach anglosaskich i USA w ułamkach cala, natomiast w Europie najczęściej w milimetrach. Ciekawe oznaczenie dotyczy kalibru 410, którego miara jest tysięczną częścią cala bez kropki na początku i odpowiada średnicy ok. 10.41 mm. Jako ciekawostkę warto wiedzieć, że istnieją strzelby kalibru 10, 8 a nawet 4 !.


Kaliber broni śrutowej, podawany przez producentów, określa właśnie średnicę części wiodącej lufy, chociaż należy zaznaczyć, że wielkości te nie są krytyczne i różne firmy dopuszczają pewne odchylenia.
Współczesne oznaczanie kalibru broni śrutowej ma swoje korzenie w systemie zwanym „wagomiarem” i nie odpowiada bezpośrednio rzeczywistej średnicy lufy. Skąd się zatem wziął ten skomplikowany system? Jak większość skomplikowanych rzeczy górę wzięła tradycja rodem z wiktoriańskiej Anglii, w której proste rzeczy musiały być utrudnione, by zapisały się w pamięci. Poza tym kto rządzi ten ustala co i jak ma być. Sposób ten stosowany jest do dzisiaj jako zamierzchłe pokłosie imperialistycznego oznaczania. Kaliber 12 oznacza na przykład, że średnica części wiodącej lufy odpowiada średnicy jednej kuli z puli 12 takich jednakowych kul, jakie uda nam się odlać z jednego angielskiego funta ołowiu (jeden funt = 0.45359 kg). Brzmi skomplikowanie? Na pewno, ale z tradycją ciężko jest walczyć. Inaczej mówiąc, jeśli lufa broni śrutowej ma kaliber 12 oznacza to, że z ilości 0.45359 kg czystego ołowiu odlewamy 12 jednakowych kul, i każda z tych kul ma właśnie średnicę odpowiadającą średnicy lufy kalibru 12. Czy jest to teraz zrozumiałe? Mam nadzieję, że tak.
Oznaczenie broni symbolem 12/70 wskazuje na kaliber luf 12 i długość komory nabojowej równą 70 milimetrów. Przynajmniej ten drugi symbol podawany jest w jednostkach metrycznych i nie wymaga skomplikowanego wyjaśniania.
W praktyce, jak już wspominałem, średnice części wiodącej lufy mogą się różne zależnie od producenta. Dla kalibru 12 różnice te mogą zawierać się w przedziale: 18.2 - 18.93 mm.

 

KALIBER tradycyjny
według liczby kul

KALIBER w mm

8

20.8 – 21.21

10

19.30 – 20.25

12

18.10 – 18.93

14

17.20 – 17.60

16

16.80 – 17.25

20

15.50 – 16.13

24

14.70 – 15.10

28

13.40 – 14.35

32

12.50 – 13.36

36

10.20 – 10.92

Średnice przewód luf śrutowych

 

Istnieją następujące kalibry broni śrutowej: 10, 12, 16 20 i 410. Ten ostatni kaliber jest jedynym odpowiadającym rzeczywistemu kalibrowi w calach.

 

 

DŁUGOŚĆ LUFY

 

Poglądy odnośnie długości lufy i jej wpływu na celność oraz wygodę strzelania są zróżnicowane. Generalnie, długie lufy ułatwiając mierzenie a także w niewielkim stopniu wlywają na zwiększoną prędkość wystrzeliwanego śrutu.

 W dawnych czasach stosowano lufy o długości przekraczającej 75 cm. Znaczna długość lufy dobrze spełniała swą rolę w przypadku stosowania prochu czarnego, , gdyż jego drobinki nie spalały się całkowicie w lufach krótszych. Znaczenie długości luf zmalało jednak pod tym względem z chwilą wprowadzenia naboi z szybko-palnym prochem bezdymnym.
Należy jednak pamiętać, że zbyt długa lufa zwiększa masę broni, pogarsza jej składność przez nierównomierny balans i nie powoduje oczekiwanego wzrostu prędkości początkowej śrutu.

DŁUGOŚĆ LUFY [mm]

600

625

650

675

700

725

750

PRĘDKOŚĆ ŚRUTU [m/s]
w odległości 10 m od ścięcia
wylotowego

 

310

 

312

 

314

 

315

 

317

 

319

 

320

Ja widać z powyższej tabelki, różnice w prędkości opuszczającego lufę śrutu, wynikające z długości lufy, można w praktyce pominąć.

Przykładowe długości luf spotykane na rynku zawierają się w następujących przedziałach:

  • Jednolufki samopowtarzalne:   710 – 760 mm
  • Dwulufki kalibru 12 i 16:           660 – 700 mm
  • Strzelby sweet:                        660 – 675 mm
  • Strzelby trap:                           750 – 760 mm

 

Powyższe wartości należy traktować wyłącznie jako przykładowe, gdyż w praktyce spotyka się w tym względzie dużą różnorodność.
Należy podkreślić, iż do strzelań do rzutków, długość lufy nie jest krytyczna. Najistotniejszym czynnikiem decydującym o wyborze lufy z daną długością jest jej poręczność, masa własna i indywidualne preferencje strzelca. Obecnie długość lufy nie wartością krytyczną przy wyborze broni do określonej dyscypliny sportowej.

 

GRUBOŚĆ ŚCIANKI LUFY

Grubość ścianki lufy ma ważne znaczenie. Determinuje ją wielkość ciśnienia rozprężających się w lufie gazów podczas spalania ładunku prochowego oraz właściwości wytrzymałościowych użytej stali. Te dwie cechy wpływają w sposób bezpośredni na wybór grubości ścianki lufy.
Wielkość ciśnienia w poszczególnych punktach przewodu lufy jest różna i dlatego również jest zmienna grubość ścianki. Jej zewnętrzne wymiary (kontur) są proporcjonalne do krzywej ciśnienia gazów występujących w poszczególnych jej odcinkach. Grubość lufy zależy też od typu i kalibru broni. Ogólnie można stwierdzić, że ścianki luf ze stali specjalnej nie powinny być w części komorowej cieńsze niż 4 mm, na odcinku przejścia do części prowadzącej przewodu powinny mieć co najmniej 2.5 mm, a tuż przed stożkiem zwężającym część wylotową lufy – 1.0 – 1.5 mm.
Warto także wiedzieć, że wytrzymałość lufy jest określana poprzez najcieńsze miejsce  każdego przekroju poprzecznego ścianki. Dobre lufy mają mniejszą masę własną przy tej samej wytrzymałości .
Grubość ścianki przewodu lufy maleje, proporcjonalnie do spadku ciśnienia gazów, jedynie na odcinku około 2/3 – ¾ długości lufy (licząc od ścięcia wlotowego) i w najcieńszym miejscu powinna mierzyć przynajmniej 0.6 – 0.8 mm. Dobrana odpowiednio do wielkości ciśnienia grubość ścianki powoduje, że przyrost średnicy przewodu lufy podczas strzału jest jednakowy na całej długości (w zakresie proporcjonalnych odkształceń sprężystych). Lufa, u której grubość ścianki zmienia się niewspółmiernie wzdłuż osi przewodu, sprzyja tworzeniu (po odkształceniu sprężystym wskutek ciśnienia) przekroju poprzecznego o różnej średnicy.. Zgrupowany ładunek śrutu przemieszcza się w takim nierównomiernym przekroju części prowadzącej przewodu lufy, jak „po grudzie”, wpływając źle na efekt strzału.
Końcowa część lufy, od około 1/3 – ¼ długości (licząc od ścięcia wylotowego), ma zarys zewnętrzny, powodujący płynne zwiększanie grubości ścianki. Celem takiej obróbki nie jest ciśnienie gazów, które ciągle maleje, lecz przede wszystkim zmniejszenie intensywności wibracji wylotu lufy. Pogrubianie ścianki ku wylotowi przyczynia się również do stopniowego zmniejszania odkształcenia sprężystego lufy. Powstały chwilowo stan bardzo niewielkiej stożkowatości w kierunku wylotu wywołuje pożądane zjawisko jak gdyby „przygotowania” ładunku śrutu do łagodniejszego wejścia w zwężającą się część czoku.