Балистични коефициенти. Обхват на куршуми

Съдържание:

Балистични коефициенти. Обхват на куршуми
Балистични коефициенти. Обхват на куршуми
Anonim

Балистичният коефициент jsb (съкратено BC) на тялото е мярка за способността му да преодолява въздушното съпротивление по време на полет. То е обратно пропорционално на отрицателното ускорение: по-голямо число показва по-малко отрицателно ускорение, а съпротивлението на снаряда е право пропорционално на неговата маса.

Малка история

Балистични коефициенти
Балистични коефициенти

През 1537 г. Николо Тарталия прави няколко пробни изстрела, за да определи максималния ъгъл и обхват на куршума. Тарталия стигна до извода, че ъгълът е 45 градуса. Математикът отбеляза, че траекторията на изстрела непрекъснато се огъва.

През 1636 г. Галилео Галилей публикува резултатите си в Диалози за двете нови науки. Той откри, че падащото тяло има постоянно ускорение. Това позволи на Галилей да покаже, че траекторията на куршума е извита.

Около 1665 г. Исак Нютон открива закона за въздушното съпротивление. Нютон използва въздух и течности в своите експерименти. Той показа, че съпротивлението срещу изстрел се увеличава пропорционално на плътността на въздуха (или течността), площта на напречното сечение и теглото на куршума. Експериментите на Нютон са проведени само при ниски скорости - до около 260 m/s (853ft/s).

През 1718 г. Джон Кийл оспорва континенталната математика. Искаше да намери кривата, която снарядът може да опише във въздуха. Този проблем предполага, че въздушното съпротивление нараства експоненциално със скоростта на снаряда. Кил не можа да намери решение на тази трудна задача. Но Йохан Бернули се заел да реши този труден проблем и скоро след това намерил уравнението. Той осъзна, че съпротивлението на въздуха варира като „всякаква сила“на скоростта. По-късно това доказателство става известно като "уравнението на Бернули". Именно това е предшественикът на концепцията за "стандартния снаряд".

Исторически изобретения

През 1742 г. Бенджамин Робинс създава балистичното махало. Това беше просто механично устройство, което можеше да измерва скоростта на снаряд. Робинс съобщава за скорости на куршума от 1400 ft/s (427 m/s) до 1700 ft/s (518 m/s). В книгата си „Нови принципи на стрелбата“, публикувана същата година, той използва численото интегриране на Ойлер и открива, че въздушното съпротивление „варира в зависимост от квадрата на скоростта на снаряда“.

През 1753 г. Леонхард Ойлер показа как теоретичните траектории могат да бъдат изчислени с помощта на уравнението на Бернули. Но тази теория може да се използва само за съпротивление, което се променя като квадрат на скоростта.

През 1844 г. е изобретен електробалистичният хронограф. През 1867 г. това устройство показва времето на полета на куршум с точност до една десета от секундата.

Тестово изпълнение

разрушителна сила
разрушителна сила

В много страни и техните въоръженисили от средата на 18-ти век се извършват тестови изстрели с помощта на големи боеприпаси, за да се определят характеристиките на съпротивлението на всеки отделен снаряд. Тези отделни тестови експерименти бяха записани в обширни балистични таблици.

Сериозни тестове бяха проведени в Англия (Франсис Башфорт беше тестер, самият експеримент беше проведен на Woolwich Marshes през 1864 г.). Снарядът развива скорост до 2800 m / s. Фридрих Круп през 1930 г. (Германия) продължава тестовете.

Самите черупки бяха плътни, леко изпъкнали, върхът имаше конична форма. Техните размери варират от 75 мм (0,3 инча) с тегло 3 кг (6,6 паунда) до 254 мм (10 инча) с тегло 187 кг (412,3 паунда).

Методи и стандартен снаряд

Балистичен коефициент на куршум
Балистичен коефициент на куршум

Много военни преди 1860-те са използвали метода на смятане, за да определят правилно траекторията на снаряд. Този метод, който беше подходящ за изчисляване само на една траектория, беше извършен ръчно. За да направят изчисленията много по-лесни и по-бързи, започнаха изследвания за създаване на теоретичен модел на съпротивление. Изследванията доведоха до значително опростяване на експерименталната обработка. Това беше концепцията за "стандартен снаряд". Бяха съставени балистични таблици за измислен снаряд с дадено тегло и форма, специфични размери и определен калибър. Това улеснява изчисляването на балистичния коефициент на стандартен снаряд, който може да се движи през атмосферата според математическа формула.

Масабалистичен коефициент

Балистичен коефициент на пневматични куршуми
Балистичен коефициент на пневматични куршуми

Горещите балистични таблици обикновено включват такива функции като: плътност на въздуха, време на полет на снаряда в обсег, обхват, степен на отклонение на снаряда от дадена траектория, тегло и диаметър. Тези цифри улесняват изчисляването на балистични формули, които са необходими, за да се изчисли началната скорост на снаряда в обсега и траекторията на полета.

Башфорт варели от 1870 г. изстрелват снаряд със скорост от 2800 m/s. За изчисления Маевски използва таблиците на Башфорт и Круп, които включват до 6 зони с ограничен достъп. Ученият замисля седмата ограничена зона и разтяга шахтите на Башфорт до 1100 m/s (3609 ft/s). Майевски преобразува данните от имперски единици в метрични (понастоящем SI единици).

През 1884 г. Джеймс Ингалс предава своите цев на Циркуляра за боеприпаси на американската армия, използвайки таблиците на Майевски. Ingalls разшири балистичните бъчви до 5000 m/s, които бяха в рамките на осмата забранена зона, но все още със същата стойност n (1,55) като 7-та забранена зона на Маевски. Вече напълно подобрени балистични таблици са публикувани през 1909 г. През 1971 г. компанията Sierra Bullet изчислява своите балистични таблици за 9 ограничени зони, но само в рамките на 4400 фута в секунда (1341 m/s). Тази зона има смъртоносна сила. Представете си снаряд от 2 кг, който се движи със 1341 m/s.

Метод на Маевски

Вече споменахме малко по-горетова фамилно име, но нека помислим какъв метод е измислил този човек. През 1872 г. Маевски публикува доклад за Trité Balistique Extérieure. Използвайки своите балистични таблици, заедно с таблиците на Башфорт от доклада от 1870 г., Маевски създава аналитична математическа формула, която изчислява въздушното съпротивление на снаряда по отношение на log A и стойността на n. Въпреки че в математиката ученият използва различен подход от Башфорт, получените изчисления на въздушното съпротивление са едни и същи. Маевски предложи концепцията за ограничена зона. Докато изследва, той открива шестата зона.

Около 1886 г. генералът публикува резултатите от обсъждането на експериментите на M. Krupp (1880). Въпреки че използваните снаряди варираха значително по калибри, те имаха основно същите пропорции като стандартния снаряд, дълги 3 метра и 2 метра в радиус.

Метод на Сиачи

начална скорост на снаряда
начална скорост на снаряда

През 1880 г. полковник Франческо Сиачи публикува своята Balistica. Сиачи предполага, че въздушното съпротивление и плътността се увеличават с увеличаване на скоростта на снаряда.

Методът Siacci е предназначен за плоски огнени траектории с ъгли на отклонение под 20 градуса. Той установи, че толкова малък ъгъл не позволява плътността на въздуха да има постоянна стойност. Използвайки таблиците на Башфорт и Маевски, Сиачи създава 4-зонов модел. Франческо използва стандартен снаряд, създаден от генерал Маевски.

Bullet Coefficient

Bullet Coefficient (BC) е основно мярка заколко рационализиран е куршумът, тоест колко добре прорязва въздуха. Математически това е съотношението на специфичното тегло на куршума към неговия коефициент на форма. Балистичният коефициент е по същество мярка за въздушното съпротивление. Колкото по-голямо е числото, толкова по-ниско е съпротивлението и толкова по-ефективен е куршумът във въздуха.

Още едно значение - пр.н.е. Индикаторът определя траекторията и дрейфа на вятъра, когато другите фактори са равни. BC се променя с формата на куршума и скоростта, с която се движи. "Spitzer", което означава "заострен", е по-ефективна форма от "кръг нос" или "плоска точка". В другия край на куршума опашката на лодката (или заостреното краче) намалява съпротивлението на въздуха в сравнение с плоската основа. И двете увеличават куршума BC.

Обхват на куршумите

балистичен коефициент jsb
балистичен коефициент jsb

Разбира се, всеки куршум е различен и има своя собствена скорост и обхват. Изстрел с пушка под ъгъл от около 30 градуса ще даде най-дългото разстояние на полет. Това е наистина добър ъгъл като приближение за оптимална производителност. Много хора приемат, че 45 градуса е най-добрият ъгъл, но не е така. Куршумът се подчинява на законите на физиката и на всички природни сили, които могат да попречат на точния изстрел.

След като куршумът напусне бурето, гравитацията и съпротивлението на въздуха започват да действат срещу началната енергия на дулната вълна и се развива смъртоносна сила. Има и други фактори, но тези два имат най-голямо влияние. Веднага след като куршумът напусне цевта, той започва да губи хоризонтална енергия поради съпротивлението на въздуха. Някои хора ще ви кажат, че куршумът се издига, когато напусне цевта, но това е вярно само ако цевта е била поставена под ъгъл при изстрел, което често се случва. Ако стреляте хоризонтално към земята и хвърлите куршума нагоре едновременно, двата снаряда ще ударят земята почти по едно и също време (минус лекия диференциал, причинен от кривината на земята и лекия спад на вертикалното ускорение).

Ако насочите оръжието си под ъгъл от около 30 градуса, куршумът ще пътува много по-далеч, отколкото много хора мислят, и дори нискоенергийно оръжие като пистолет ще изпрати куршума на повече от една миля. Снаряд от пушка с висока мощност може да измине приблизително 3 мили за 6-7 секунди, така че никога не трябва да стреляте във въздуха.

Балистичен коефициент на пневматични куршуми

Обхват на куршуми
Обхват на куршуми

Пневматичните куршуми не са предназначени да уцелят цел, а да спрат цел или да нанесат леки физически щети. В тази връзка повечето куршуми за пневматични оръжия са направени от олово, тъй като този материал е много мек, лек и дава на снаряда малка начална скорост. Най-разпространените видове куршуми (калибри) са 4,5 мм и 5,5. Разбира се, създадени са и по-голям калибър - 12,7 мм. Правейки изстрел от такава пневматика и такъв куршум, трябва да помислите за безопасността на външни лица. Например, сачми с форма на топка са направени за развлекателна игра. В повечето случаи този тип снаряд е покрит с мед или цинк, за да се избегне корозия.

Препоръчано: