Куля є вражаючим елементом. Дальність її польоту залежить від питомої ваги матеріалу, з якого вона зроблена.
Крім того, цей матеріал повинен бути пластичним для врізання в надрізу стовбура. Таким матеріалом є свинець, який застосовується для виготовлення куль вже кілька століть. Але м'яка свинцева куля при збільшенні порохового заряду і тиску в стовбурі зривається з нарізів. Початкова швидкість суцільної свинцевою кулі гвинтівки Бердана не перевищувала 420-430 м / с, і для свинцевої кулі це був межа. Тому свинцеву кулю стали укладати в оболонку з міцнішого матеріалу, вірніше, в цю міцну оболонку стали заливати розплавлений свинець. Такі кулі раніше називали двошаровими. При двошаровому устрої куля зберігала можливо більшу вагу і мала порівняно міцну оболонку.
Оболонка кулі, виготовлена з міцнішого, ніж наповнював її свинець, матеріалу, не давала пулі зриватися з нарізів при сильних тисках всередині стовбура і дозволяла різко збільшити початкову швидкість кулі. Більш того, при міцної оболонці куля менше деформувалася при попаданні в ціль і цим поліпшувалося її пробивну (прошивне) дію.
Кулі, що складаються з щільної оболонки і м'якого сердечника (свинцевою заливки), з'явилися в 70-х роках XIX століття слідом за винаходом бездимного пороху, що забезпечує підвищену робочий тиск в стовбурі. Це був ривок у розвитку вогнепальної зброї, що дозволило в 1884 р створити перший в світі і дуже вдалий знаменитий кулемет "максим". Оболочечная куля забезпечувала підвищену живучість нарізних стволів. Справа в тому, що м'який свинець "наволаківался" на стінки стовбура, забивав нарізи, що рано чи пізно викликало роздуття стовбурів. Для того щоб цього не відбувалося, свинцеві кулі загортали в просаленной щільний папір, і все одно це мало допомагало. У сучасному малокаліберному зброю, стріляючому свинцевими безоболочечний кулями, щоб уникнути наволакивания свинцю кулі покривають спеціальним технічним салом.
Матеріал, з якого виготовляється оболонка кулі, повинен бути досить пластичним, щоб куля могла врізатися в нарізи, і досить міцним, щоб куля при русі по нарізу з них не зірвалася. Крім того, матеріал оболонки кулі повинен мати якомога менший коефіцієнт тертя, щоб менше зношувати стінки стовбура і володіти стійкістю проти іржавіння.
Всім цим вимогам найбільш повно відповідає мельхіор - сплав 78,5-80% міді і 21,5-20% нікелю. Кулі з мельхіоровій оболонкою зарекомендували себе в експлуатації краще, ніж будь-які інші. Але мельхіор був дуже дорогим в масовому виробництві боєприпасів.
У Радянському Союзі кулі з мельхіоровій оболонкою випускали до 1930 р У 1930 р натомість мельхіору для виготовлення оболонок почали застосовувати маловуглецевої м'яку сталь, плакованих (покриту) томпаком. Таким чином, оболонка кулі стала біметалічною.
Томпак являє собою сплав 89-91% міді і 9-11% цинку. Його товщина в біметалічною оболонці кулі становить 4-6% від товщини стінки оболонки. Біметалічна оболонка кулі з томпакові покриттям в основному задовольняла вимогам, що пред'являються, хоча і дещо поступалася оболонок мельхіоровим.
У зв'язку з тим, що виготовлення томпакові покриття вимагає дефіцитних кольорових металів, перед війною в СРСР освоїли виробництво оболонок з холоднокатаних маловуглецевих сталей. Оболонки ці покривали тонким шаром міді або латуні електролітичним або контактним способом.
Матеріал сердечника в сучасних кулях володіє достатньою м'якістю для полегшення врізання кулі в нарізи і має досить високу температуру плавлення. Для цього використовується сплав свинцю і сурми в співвідношенні 98-99% свинцю і 1-2% сурми. Домішка сурми робить свинцевий сердечник кілька міцніше і підвищує температуру його плавлення.
Вищеописана куля, що має оболонку і свинцевий сердечник (заливку), називається звичайної. Серед звичайних куль зустрічаються суцільні, наприклад французька суцільна томпакові куля (схема 113), французька подовжена суцільна алюмінієва куля (4 на схемі 114), а також полегшені зі сталевим сердечником. Поява в звичайних кулях сталевого сердечника викликано вимогою здешевлення конструкції кулі шляхом зменшення кількості свинцю і зменшення деформації кулі з метою збільшення пробивної дії. Між оболонкою кулі і сталевим сердечником знаходиться свинцева сорочка для полегшення врізання в нарізи.
Схема 113 Французька суцільна томпакові куля
Схема 114. Звичайні кулі:
1 - вітчизняна легка, 2 - німецька легка; 3 - вітчизняна важка; 4 - французька суцільна; 5 - вітчизняна зі сталевим сердечником; 6 - німецька зі сталевим сердечником; 7 - англійська; 8 - японська А - кільцевої жолобок - накатка для кріплення кулі в гільзі
До сих пір в застосуванні зустрічаються кулі старого виготовлення. Є легкі кулі зразка 1908 року з мельхіоровій оболонкою без кільцевої накатки для фіксації кулі в гільзі (схема 115) і легка куля зразка 1908-1930 рр. зі сталь-вої, плакованої томпаком оболонкою, що має кільцеву накатку для кращого закріплення кулі в дульце гільзи при зборці патрона (А на схемі 114).
Схема 115. Легка куля зразка 1908 р без накатки
Матеріали, з яких виготовлена оболонка кулі, по-різному зношують стовбур. Основною причиною зносу стовбура є механічне стирання, і тому чим твердіше оболонка кулі, тим інтенсивніше знос. Практика показала, що при стрільбі з одного і того ж зразка зброї кулями з різними оболонками, виготовленими в різний час на різних заводах, живучість стовбура різна. При стрільбі кулею зі сталевою, що не плакованої томпаком оболонкою випуску військового часу знос ствола різко підвищується. Нічим не покрита сталева оболонка має схильність до оржавленной, що різко знижує точність стрільби. Такі кулі випускали німці в останні місяці Другої світової війни.
У конструкції кулі розрізняють головний, провідну і хвостову частини (схема 116).
Схема 116. функціональні частини кулі зразка 1930 р .:
А - головний, Б - провідна, В - хвостова обтічна
Головна частина сучасної гвинтівкової кулі має конічну витягнуту форму. Чим більше швидкість кулі, тим
довше повинна бути її головна частина. Такий стан продиктовано законами аеродинаміки. Витягнутий конічний носик кулі має менший аеродинамічний опір при польоті в повітрі. Для прикладу - ожівальной тупокінцева куля трилінійної гвинтівки першого зразка випуску до 1908 року давала 42% зниження швидкості на шляху від 25 до 225 м, а загострена зразка 1908 на тому ж шляху - тільки 18%. В сучасних кулях довжина головної частини кулі вибирається в межах від 2,5 до 3,5 калібру зброї. Провідною частиною куля врізається в нарізи.
Призначення провідною частини - надати пулі надійне напрямок і обертальний рух, а також щільно заповнити канавки нарізів каналу ствола для того, щоб усунути можливість прориву порохових газів. З цієї причини кулі по товщині виконуються великим діаметром, ніж номінальний калібр зброї (табл. 38).
Дані гвинтівочних патронів калібру 7,62 мм, які проводилися в СРСР в різний час
Як правило, провідна частина кулі - циліндрична, іноді для плавності врізання провідної частини кулі надається незначна конусність. Для кращого напрямку руху кулі по каналу ствола і для зменшення ймовірності зриву з нарізів вигідніше мати велику довжину ведучої частини, до того ж при її більшій довжині підвищується купчастість бою. Але зі збільшенням довжини провідною частини кулі збільшується зусилля, необхідне для врізання кулі в нарізи. Це може привести до поперечного розриву оболонки. Відносно живучості ствола, запобігання оболонки від розриву і забезпечення кращого обтікання повітря в польоті вигідніше коротша провідна частина.
Довга провідна частина інтенсивніше зношує ствол, ніж коротка. При стрільбі старій російській тупокінцевий кулею з більшою провідною частиною живучість стволів була вдвічі менше, ніж при стрільбі нової загостреною кулею зразка 1908 року з меншою довжиною провідною частини. У сучасній практиці прийняті межі довжини провідною частини від 1 до 1,5 розміру калібру.
З точки зору влучності стрільби довжину ведучої частини невигідно брати менше одного діаметра каналу стовбура по канавках нарізів. Кулі меншої довжини, ніж діаметр каналу ствола по нарізу, дають більший розкид.
Крім того, зменшення довжини провідною частини веде до можливості її зриву з нарізів, до неправильного польоту кулі в повітрі і погіршення її обтюрациі. При малій довжині провідної частини кулі утворюються зазори між кулею і дном канавки нареза. У ці зазори з великою швидкістю спрямовуються розпечені порохові гази з твердими частинками незгорілого пороху, які буквально "злизують" метал і різко збільшують знос ствола. Куля, що йде по стовбуру нещільно, а "гуляє" по нарізу, поступово "розбиває" ствол і погіршує якість його подальшої роботи.
Раціональне співвідношення між довжиною провідною частини кулі і діаметром каналу ствола по канавках нарізів вибирається також в залежності від матеріалу оболонки кулі. Кулі з більш м'яким матеріалом оболонки, ніж сталь, можуть мати довжину ведучої частини трохи більшу, ніж діаметр стовбура по нарізу. Ця величина може бути не більше ніж на 0,02 калібру по нарізу.
Кріплення кулі в гільзі здійснюється шляхом завальцовки або обтиску дульца гільзи в кільцеву накатку кулі, яка робиться зазвичай ближче до переднього кінця провідною частини. Дульце сталевих гільз, завальцованних в накатку, не буде "знімати стружку" і деформувати патронник при подачі в нього патрона.
Від кріплення кулі в гільзі залежить дуже багато. При слабкому кріпленні не розвивається тиск форсування, при дуже щільному порох згоряє в постійному обсязі гільзи, що викликає різкий стрибок максимального тиску в стовбурі, аж до розриву. При стрільбі патронами з різною завальцюванням кулі завжди буде розкид куль по висоті.
Хвостова частина кулі може бути плоскою (як у легкій кулі зразка 1908 г.) або обтічної (як у важкій кулі зразка 1930 г.) (див. Схему 116).