Hlaveň je základní a nejdůležitější částí palné zbraně. Má tvar silnostěnné trubky, ve které probíhá termodynamický děj výbušné přeměny chemické energie střelného prachu na pohybovou (kinetickou) energii střely.
Účelem hlavně je udělit velikost a směr počáteční rychlosti letu střele určitého druhu. Vnitřní prostor hlavně slouží v zadní části k umístění střely s prachovou náplní a v přední části vytváří pracovní prostor k expanzi prachových plynů, které střele udělují pohyb. Hlaveň usměrňuje svou pevností expanzi plynů do směru pohybu střely. Jako tlaková nádoba je uzavřena pevným dnem a ve směru střelby je otevřená. Pokud je ve vývrtu hlaveň opatřena šroubovicovým drážkováním, slouží také k udělení rotačního pohybu střele, jímž je střela stabilizována na dráze svého letu.
Hlavním rozměrem hlavně je její ráže (ráž), jež představuje vodící části vývrtu. Dalším důležitým parametrem hlavně je její délka, s níž roste počáteční rychlost střely. Hlaveň palné zbraně je z hlediska principu pístovým spalovacím motorem, který ovšem pracuje s mnohem vyššími tlaky, dosahuje vyššího měrného výkonu a má jen velmi malou životnost (maximálně desítky sekund v čisté době funkce).
VNITŘNÍ PROSTOR HLAVNĚ MÁ TYTO ČÁSTI:
- nábojovou komoru - slouží k uložení náboje do hlavně, tvar nábojové komory závisí na stavbě náboje, jednotlivé části nábojové komory geometricky opisují tvar náboje (nábojnice)
- přechodový kužel - slouží k plynulému vtlačení (pláště) do vodící části vývrtu. K deformaci vodící části tak dojde postupně, aby nedošlo k jejímu usmyknutí. Těsnění střely je zabezpečováno vyvozením vzájemné deformace hlavně a střely s tím, že do vodící části vývrtu se vtlačuje střela s pláštěm o průměru větším, než je ráž hlavně. Tento přesah vyvolá mezi hlavní a střelou radiální tlak zabraňující profuku plynů. K protlačení střely přechodovým kuželem dojde až po dosažení tzv. forzírovacího tlaku. Pozvolné protlačení na počátku vnitrobalistického děje napomáhá dobrému zažehnutí a rozhoření prachové náplně - je místem nejintenzivnějšího opotřebení hlavně a na jeho stavu závisí životnost celé hlavně - jeho opotřebení se projevuje zhoršením přesnosti střelby. S růstem opotřebení se účinky otěru a eroze umocňují a s počtem vystřelených ran se přechodový kužel posouvá směrem k ústí vodících částí střely - zmenšuje se jeho strmost. Prodlužuje se vložná hloubka střely a klesá počáteční rychlost, zároveň se zvětšují nepravidelnosti v zařezávání vodících částí střely do vodící části vývrtu a roste rozptyl počátečních rychlostí.
- vodící část vývrtu (někdy zjednodušeně označována jako vývrt) - střele se v ní uděluje rychlost, směr a popřípadě stabilizační otáčky. Vodící část vývrtu je obvykle válcová, povrch je buď hladký nebo drážkovaný, hloubka drážek pro plášťové střely bývá v rozmezí (0,015- 0,025) ráží. Příliš malá hloubka drážek snižuje životnost hlavně otěrem polí pláštěm střely a velká hloubka drážek naopak způsobuje nadměrnou deformaci střely a její vřezávání do drážek spotřebuje značnou část energie výstřelu. Příčný profil vodící části vývrtu pro plášťové střely může být i nedrážkovaný. Je pak tvořen několika kruhovými oblouky, jejichž střed leží mimo osu hlavně. Takový profil se nazývá polygonální. Jeho zajímavost je určována především v jeho životnosti, dobrém těsnění a snadné údržbě. Polygonální vývrt s plynule navazujícími kruhovými oblouky (zpravidla čtyřdrážkový) našel uplatnění i v konstrukci současných krátkých palných zbraní. Takto tvarovaný profil vývrtu hlavně je opět složen do šroubovice podél hlavně a slouží k udělení rotace střele. Vyrábí se rotačním kováním.
- úhel stoupání závitu drážkování je volen na základě požadavků na stabilní let střely jak pro hlaveň novou, tak u konce životnosti. Uvádí se obvykle jako délka jednoho zákrutu v mm.
- na přesnost střelby má značný vliv úsťová část vývrtu hlavně a samotný úsťový řez hlavně, ovlivňující dodatečný účinek prachových plynů vytékajících za střelou. Především se kladou mimořádné požadavky na kolmost čela ústí hlavně na osu hlavně. U hlavní přesných zbraní (např. odstřelovačské pušky) se v délce několika ráží odvrtává úsťová část vodící části vývrtu a vzniká válcová dutina o průměru větším než průměr střely. Tímto opatřením se zabezpečuje ještě pravidelnější výtok plynů z hlavně a snižuje se rozptyl střelby.
U pistolového střeliva je tato tlaková hodnota dosahována mezi 130-370 MPa. Maximální tlak brokových nábojů se obvykle pohybuje kolem 60 MPa.
Nejchoulostivější částí zbraně je její ústí, které nesmí být za žádných okolností poškozeno. Z tohoto důvodu je obecně doporučováno čištění hlavně vždy od nábojové komory. Nábojovou komoru je možno poškodit také použitím jiných nábojů, než pro které je komora konstruována. Například u sportovních pistolí malých ráží při použití nábojů „shorť‘ do komory pro náboje „long rifle“.
Při výstřelu je hlaveň vystavena složitým fyzikálním jevům, které ji mechanicky a tepelně namáhají a vedou k opotřebení. Opotřebením hlavně se snižují takticko-technické charakteristiky celé zbraně. Jestliže již hlaveň nesplňuje předepsané technické podmínky (je-li dosaženo mezního stavu), je ukončen její technický život. Doba technického života hlavně se charakterizuje jako životnost hlavně. Měří se zprostředkovaně, počtem výstřelů. Životnost hlavně je určena životností hlavní funkční plochy, kterou je vývrt hlavně.
STAV VÝVRTU HLAVNĚ OVLIVŇUJE NEJVÝZNAMNĚJŠÍ DÍLČÍ UKAZATELE EFEKTIVNOSTI CELÉHO ZBRAŇOVÉHO SYSTÉMU:
- přesnost střelby
- účinek střely v cíli
- dostřel
- bezpečnost.
Použitelnost hlavně nezávisí na tom, zda je ještě dostatečně pevná, ale na tom, zda je schopna s dostatečnou přesností plnit úkoly, pro něž je daná zbraň určena.
ŽIVOTNOST HLAVNĚ JE OBECNĚ VYČERPÁNA PODLE TĚCHTO KRITÉRIÍ:
- úbytkem počáteční rychlosti
- zvětšením rozptylu nad dovolenou mez
- oválnými nebo bočními průstřely snížením tlaku plynů v hlavni
- jsou-li zjištěny vyduté, trhliny apod.
Omezení technického života hlavně je především způsobeno opotřebením nebo poškozením vývrtu hlavně. Příčiny, které vyvolávají omezení technického života hlavně, tvoří dvě skupiny poruch:
1. poruchy přetížením (náhlé, náhodné)
2. poruchy degradační (postupné zhoršování funkčních vlastností vývrtu).
Pro stanovení životnosti hlavní mají stěžejní význam.
ad 1) Mezi poruchy přetížením patří zejména: průstřely, vrypy předčasná exploze, rozložení střely, tlakové výbočky, cizí tělesa.
ad 2) Degradační poruchy vznikají působením těchto vlivů:
- mechanické působení - působení vodících částí, střely na vývrt (otěr, tlak, odstředivé síly), působení tlaku prachových plynů (deformace, rozkmit), opotřebení nářadím při ošetřování,
- erozivní působení, pohyb plynu v prostoru za střelou včetně rázových vln, únik plynů mezi pláštěm střely a stěnou hlavně, vtékání plynů z nábojové komory do přechodového kužele,
- tepelné působení, zhoršování mechanických vlastností materiálu v důsledku vysoké teploty, vznik vysokých teplotních napětí ve vnitřní mikrovrstvě, účinky střídání ohřevu a chlazení,
- chemické působení - chemická reakce horkých prachových plynů s materiálem hlavně, chemická reakce zplodin výstřelu s materiálem hlavně (po výstřelu).
Jsou to účinky vznikající působením prachových plynů a střely na vývrt při výstřelu. Mají největší vliv na opotřebení.
Působí komplexně s proměnnou intenzitou, což zvyšuje složitost procesu opotřebení hlavně:
- mechanický účinek se projevuje ve vodící části zejména otěrem polí a účinných boků drážek
- chemickým působením produktů hoření prachové náplně dojde k cementaci a nitridaci povrchu, čímž se vytváří křehká vrstvička o tloušťce 0,05-0,1 mm.
Na hlaveň dále chemicky působí zplodiny hoření, jejichž erozivní působení se projevuje vymíláním a splachováním povrchu vývrtu, vířivým účinkem prachových plynů. Vymílání probíhá intenzivněji v místech s narušeným povrchem a v místech zúžení, jako je přechod z nábojové komory do vodící části vývrtu. Účinek eroze je umocňován ohřevem vývrtu. Nejvíce je erozivně ovlivněn přechodový kužel a úsťová část hlavně. Opotřebení přechodového kužele má za následek jeho posouvání vpřed, čemuž napomáhá také mechanické působení střely. Posouváním přechodového kužele vpřed se zvětšuje vložná hloubka hlavně, což má za následek snižování počáteční rychlosti střely.
Erozivní opotřebení úsťové části vývrtu je způsobeno profukem prachových plynů mezi pláštěm střely a vývrtem, na což má vliv opotřebení pláště otěrem o vývrt a zvětšování rozměru hlavně jejím ohřevem. teplotní účinek prachových plynů má řadu projevů.
Mezi nejvýznamnější patří vliv velkého teplotního spádu ve vnitřní povrchové vrstvě vyvolávající v ní vznik velkých teplotních napětí. Důsledkem je vznik síťových trhlin na vnitřním povrchu hlavně jako základu mechanického opotřebení a eroze. Ohřevem hlavně se dále snižuje pevnost materiálu, což vede ke snížení erozivzdornosti a odolnosti proti otěru.
Hlaveň je vždy tou nejcennější částí zbraně. Náleží jí proto nadstandardní zájem, ať již z hlediska praktické údržby, tak z pohledu znalosti základní teorie. Ten zájem totiž přibližuje informace z prostředí, v němž se odehrává fascinující děj nazývaný výstřelem.
