Ballistiske koefficienter. Kuglerækkevidde

Ballistisk koefficient jsb (forkortet BC)krop er et mål for dens evne til at overvinde luftmodstand under flyvning. Den er omvendt proportional med negativ acceleration: et højere tal indikerer mindre negativ acceleration, og modstanden af ​​et projektil er direkte proportional med dets masse.

En lille historie

I 1537 tilbragte Niccolò Tartaglia fleretestbilleder for at bestemme kuglens maksimale vinkel og rækkevidde. Tartaglia konkluderede, at vinklen er 45 grader. Matematikeren bemærkede, at skuddets bane konstant bøjes.

I 1636 udgav Galileo Galilei sinresultater i Dialogues on Two New Sciences. Han fandt ud af, at et faldende legeme har en konstant acceleration. Dette gjorde det muligt for Galileo at vise, at kuglens bane var buet.

Omkring 1665 opdagede Isaac Newton lovenluftmodstand. I sine eksperimenter brugte Newton luft og væsker. Han viste, at modstanden mod et skud stiger i forhold til luftens (eller væskens) tæthed, tværsnitsarealet og kuglens vægt. Newtons eksperimenter blev kun udført ved lave hastigheder - op til omkring 260 m/s (853 ft/s).

I 1718 udfordrede John Keel ContinentalMatematik. Han ville finde en kurve, som projektilet kunne beskrive i luften. Dette problem tyder på, at luftmodstanden øges eksponentielt med projektilets hastighed. Keel kunne ikke finde en løsning på dette vanskelige problem. Men Johann Bernoulli satte sig for at løse dette vanskelige problem og fandt kort efter ligningen. Han indså, at luftmodstanden varierer som "enhver kraft" af hastighed. Senere blev dette bevis kendt som "Bernoulli-ligningen". Det er dette, der er forgængeren for konceptet "standardprojektil".

Historiske opfindelser

I 1742 oprettede Benjamin Robinsballistisk pendul. Det var en simpel mekanisk enhed, der kunne måle hastigheden af ​​et projektil. Robins rapporterede kuglehastigheder fra 1400 ft/s (427 m/s) til 1700 ft/s (518 m/s). I sin bog New Shooting Principles, udgivet samme år, brugte han Eulers numeriske integration og fandt ud af, at luftmodstanden "varierer som kvadratet af projektilets hastighed."

I 1753 viste Leonard Euler hvordanteoretiske baner kan beregnes ved hjælp af Bernoullis ligning. Men denne teori kan kun bruges til modstand, som varierer som kvadratet af hastighed.

I 1844 blev den elektroballistiske kronograf opfundet. I 1867 viste denne enhed tidspunktet for en kugles flyvning med en nøjagtighed på en tiendedel af et sekund.

Test løb

I mange lande og deres væbnede styrker medI midten af ​​det 18. århundrede blev der udført testskud ved hjælp af stor ammunition for at bestemme modstandskarakteristika for hvert enkelt projektil. Disse individuelle testeksperimenter blev optaget på omfattende ballistiske tabeller.

Seriøse tests blev udført i England(Testen var Francis Bashfort, selve eksperimentet blev udført i Woolwich Marshes i 1864). Projektilet udviklede en hastighed på op til 2800 m/s. Friedrich Krupp i 1930 (Tyskland) fortsatte med at teste.

Selve skallerne var solide, let konvekse,spidsen var tilspidset. Deres størrelser varierede fra 75 mm (0,3 tommer) med en vægt på 3 kg (6,6 lb) til 254 mm (10 tommer) med en vægt på 187 kg (412,3 lb).

Metoder og standard projektil

Før 1860'erne brugte mange militærpersoner metodencalculus for korrekt at bestemme projektilets bane. Denne metode, som var egnet til kun at beregne én bane, blev udført manuelt. For at gøre beregningerne meget nemmere og hurtigere begyndte forskningen at skabe en teoretisk trækmodel. Forskning har ført til en betydelig forenkling af eksperimentel behandling. Dette var konceptet med et "standardprojektil". Ballistiske tabeller blev sammensat til et konstrueret projektil med en given vægt og form, specifikke dimensioner og en bestemt kaliber. Dette forenklede beregningen af ​​den ballistiske koefficient for et standardprojektil, der kunne rejse i atmosfæren ifølge en matematisk formel.

Ballistisk koefficienttabel

Ovenstående ballistiske tabeller er normaltomfatte følgende funktioner: luftdensitet, projektilflyvetid i området, rækkevidde, grad af projektilafgang fra en given bane, vægt og diameter. Disse indikatorer letter beregningen af ​​ballistiske formler, som er nødvendige for at beregne projektilets begyndelseshastighed i flyvningens rækkevidde og bane.

1870 Bashforth-tønder affyrede et projektil medhastighed 2800 m/s. Til beregninger brugte Mayevsky tabellerne for Bashfort og Krupp, som omfattede op til 6 zoner med begrænset adgang. Videnskabsmanden udtænkte en syvende begrænset zone og udvidede Bashfort-skakterne op til 1100 m/s (3.609 ft/s). Mayevsky konverterede dataene fra imperiale måleenheder til metriske (i øjeblikket SI-enheder).

I 1884 introducerede James Ingalls sine kufferteri US Army Artillery Circular ved hjælp af Mayevsky-tabeller. Ingalls udvidede de ballistiske tønder til 5000 m/s, som var inden for det ottende begrænsede område, men stadig med samme værdi. n (1,55), som Mayevskys 7. spærrezone.Allerede til slutningen blev forbedrede ballistiske tabeller offentliggjort i 1909. I 1971 beregnede Sierra Bullet sine ballistiske tabeller for 9 begrænsede zoner, men kun inden for 4.400 fod i sekundet (1.341 m/s). Denne zone har destruktiv kraft. Forestil dig et 2 kg projektil, der rejser med 1341 m/s.

Mayevskys metode

Ovenfor har vi allerede nævnt dette efternavn lidt, menlad os se, hvilken slags metode denne person fandt på. I 1872 udgav Majewski rapporten Trité Balistique Extérieure. Ved at bruge sine ballistiske tabeller i forbindelse med Bashforth-tabellerne fra en rapport fra 1870 skabte Mayevsky en analytisk matematisk formel, der beregnede luftmodstanden for et projektil i form af log A og værdien n... Selvom videnskabsmanden i matematik brugte en andentilgang end Bashfort, var de opnåede luftmodstandsberegninger de samme. Mayevsky foreslog konceptet med et begrænset område. Efter undersøgelse opdagede han den sjette zone.

Omkring 1886 offentliggjorde generalen resultaternediskussion af M. Krupps forsøg (1880). På trods af at de anvendte skaller varierede meget i kaliber, havde de stort set samme proportioner som standardskallen, 3 meter lange og 2 meter i radius.

Siacci metode

I 1880 udgav oberst Francesco Siacci sit værk Balistica. Siacci foreslog, at luftmodstanden og densiteten øges, når projektilets hastighed øges.

Siacci-metoden var beregnet til baner medflad ild med afbøjningsvinkler mindre end 20 grader. Han fandt ud af, at så lille en vinkel ikke tillod luftens tæthed at være konstant. Ved at bruge tabellerne fra Bashfort og Majewski skabte Siacchi en 4-zone model. Francesco brugte et standardprojektil, der blev skabt af general Majewski.

Kugle ballistisk koefficient

Kugle ballistisk koefficient (BC) er hovedsageligter et mål for, hvor rationaliseret kuglen er, altså hvor godt den skærer gennem luften. Matematisk er dette forholdet mellem den specifikke vægt af en kugle og dens formfaktor. Ballistisk koefficient er i det væsentlige et mål for luftmodstand. Jo højere tal, jo mindre modstand, og jo mere effektivt trænger kuglen ind i luften.

En anden betydning er BC.Indikatoren bestemmer vindens bane og drift, når andre faktorer er lige store. BC ændrer sig med kuglens form og den hastighed, hvormed den bevæger sig. Spitzer, som betyder retningsbestemt, er mere effektiv end rund næse eller flad spids. I den anden ende af kuglen reducerer bådens hale (eller den tilspidsede hæl) luftmodstanden sammenlignet med en flad base. Begge øger kuglens BC.

Kuglerækkevidde

Selvfølgelig er hver kugle forskellig og har sin egenhastighed og rækkevidde. Et riffelskud i en vinkel på omkring 30 grader vil give den længste flyvedistance. Dette er en rigtig god vinkel som en tilnærmelse til optimal ydeevne. Mange mennesker går ud fra, at 45 grader er den bedste vinkel, men det er ikke tilfældet. Kuglen er påvirket af fysikkens love og alle naturkræfter, der kan forstyrre et præcist skud.

Efter kuglen forlader tønden, tyngdekraftenog luftmodstanden begynder at arbejde imod mundingsbølgens startenergi, og der udvikles en destruktiv kraft. Der er andre faktorer, men disse to har størst indflydelse. Så snart kuglen forlader løbet, begynder den at miste vandret energi på grund af luftmodstand. Nogle mennesker vil fortælle dig, at kuglen stiger, når den forlader løbet, men dette er kun sandt, hvis løbet var vinklet, da det blev affyret, hvilket ofte er tilfældet. Hvis du skyder vandret mod jorden og samtidig kaster kuglen opad, vil begge projektiler ramme jorden på næsten samme tid (minus den lille forskel forårsaget af jordens krumning og det lille fald i lodret acceleration).

Hvis du sigter våbnet i en vinkel på omkring 30grader, vil kuglen rejse meget længere, end mange mennesker tror, ​​og selv et lavenergivåben som en pistol vil sende kuglen mere end en kilometer. Et projektil fra en højeffektriffel kan rejse cirka 3 miles på 6-7 sekunder, så du bør under ingen omstændigheder skyde i luften.

Ballistisk koefficient for pneumatiske kugler

Pneumatiske kugler var ikke designet til at rammemål, men for at stoppe et mål eller forårsage mindre fysisk skade. I denne henseende er de fleste kugler til pneumatiske våben lavet af bly, da dette materiale er meget blødt, let og giver projektilet en lav begyndelseshastighed. De mest almindelige typer kugler (kaliber) er 4,5 mm og 5,5. Selvfølgelig blev der også skabt større kaliber 12,7 mm. Når du laver et skud fra en sådan pneumatik og en sådan kugle, skal du allerede tænke på fremmedes sikkerhed. For eksempel er kugleformede kugler lavet til et underholdende spil. I de fleste tilfælde er denne type projektil belagt med kobber eller zink for at undgå korrosion.