Ballistische Koeffizienten. Geschossbereich

Ballistischer Koeffizient jsb (abgekürzt BC)Körper ist ein Maß für seine Fähigkeit, den Luftwiderstand im Flug zu überwinden. Sie ist umgekehrt proportional zur negativen Beschleunigung: Eine höhere Zahl bedeutet eine geringere negative Beschleunigung, und der Widerstand eines Projektils ist direkt proportional zu seiner Masse.

Eine kleine Geschichte

1537 verbrachte Niccolò Tartaglia mehrereTestschüsse, um den maximalen Winkel und die Reichweite des Geschosses zu bestimmen. Tartaglia kam zu dem Schluss, dass der Winkel 45 Grad beträgt. Der Mathematiker stellte fest, dass sich die Flugbahn des Schusses ständig verbiegt.

1636 veröffentlichte Galileo Galilei seineErgebnisse in Dialogues on Two New Sciences. Er fand heraus, dass ein fallender Körper eine konstante Beschleunigung hat. Dadurch konnte Galileo zeigen, dass die Flugbahn der Kugel gekrümmt war.

Um 1665 entdeckte Isaac Newton das GesetzLuftwiderstand. In seinen Experimenten verwendete Newton Luft und Flüssigkeiten. Er zeigte, dass der Widerstand gegen einen Schuss proportional zur Dichte der Luft (oder Flüssigkeit), der Querschnittsfläche und dem Gewicht des Geschosses zunimmt. Newtons Experimente wurden nur bei niedrigen Geschwindigkeiten durchgeführt - bis zu etwa 260 m / s (853 ft / s).

1718 forderte John Keel die Continental herausMathematik. Er wollte eine Kurve finden, die das Projektil in der Luft beschreiben konnte. Dieses Problem legt nahe, dass der Luftwiderstand exponentiell mit der Geschwindigkeit des Projektils zunimmt. Keel konnte für dieses schwierige Problem keine Lösung finden. Aber Johann Bernoulli machte sich daran, dieses schwierige Problem zu lösen und fand bald darauf die Gleichung. Er erkannte, dass der Luftwiderstand als "jede Kraft" der Geschwindigkeit variiert. Später wurde dieser Beweis als "Bernoulli-Gleichung" bekannt. Dies ist der Vorläufer des Konzepts des "Standardprojektils".

Historische Erfindungen

1742 schuf Benjamin Robinsballistisches Pendel. Es war ein einfaches mechanisches Gerät, das die Geschwindigkeit eines Projektils messen konnte. Robins berichtete Geschossgeschwindigkeiten von 1400 ft / s (427 m / s) bis 1700 ft / s (518 m / s). In seinem im selben Jahr veröffentlichten Buch New Shooting Principles verwendete er die numerische Integration von Euler und stellte fest, dass der Luftwiderstand "mit dem Quadrat der Geschwindigkeit des Projektils variiert".

1753 zeigte Leonard Euler, wietheoretische Trajektorien können mit der Bernoulli-Gleichung berechnet werden. Aber diese Theorie kann nur für den Widerstand verwendet werden, der mit dem Quadrat der Geschwindigkeit variiert.

1844 wurde der elektroballistische Chronograph erfunden. 1867 zeigte dieses Gerät die Flugzeit einer Kugel mit einer Genauigkeit von einer Zehntelsekunde an.

Testlauf

In vielen Ländern und ihren Streitkräften mitMitte des 18. Jahrhunderts wurden Probeschüsse mit großer Munition durchgeführt, um die Widerstandseigenschaften jedes einzelnen Geschosses zu bestimmen. Diese einzelnen Testversuche wurden auf umfangreichen Ballistiktafeln aufgezeichnet.

In England wurden ernsthafte Tests durchgeführt(Der Test war Francis Bashfort, das Experiment selbst wurde 1864 in den Woolwich Marshes durchgeführt). Das Projektil entwickelte eine Geschwindigkeit von bis zu 2800 m/s. Friedrich Krupp im Jahr 1930 (Deutschland) setzte die Tests fort.

Die Schalen selbst waren massiv, leicht konvex,die Spitze war verjüngt. Ihre Größen reichten von 75 mm (0,3 in) bei einem Gewicht von 3 kg (6,6 lb) bis 254 mm (10 in) bei einem Gewicht von 187 kg (412,3 lb).

Methoden und Standardgeschoss

Vor den 1860er Jahren verwendeten viele Militärangehörige die MethodeKalkül, um die Flugbahn des Projektils korrekt zu bestimmen. Diese Methode, die für die Berechnung nur einer Trajektorie geeignet war, wurde manuell durchgeführt. Um die Berechnungen viel einfacher und schneller zu machen, begann die Forschung, ein theoretisches Widerstandsmodell zu erstellen. Die Forschung hat zu einer erheblichen Vereinfachung der experimentellen Verarbeitung geführt. Dies war das Konzept eines "Standardprojektils". Ballistische Tabellen wurden für ein erfundenes Projektil mit einem bestimmten Gewicht und einer bestimmten Form, bestimmten Abmessungen und einem bestimmten Kaliber erstellt. Dies vereinfachte die Berechnung des ballistischen Koeffizienten eines Standardprojektils, das sich nach einer mathematischen Formel in der Atmosphäre bewegen konnte.

Tabelle der ballistischen Koeffizienten

Die oben genannten ballistischen Tabellen sind normalerweiseumfassen die folgenden Funktionen: Luftdichte, Flugzeit des Projektils in der Reichweite, Reichweite, Grad der Projektilablösung von einer bestimmten Flugbahn, Gewicht und Durchmesser. Diese Indikatoren erleichtern die Berechnung ballistischer Formeln, die benötigt werden, um die Anfangsgeschwindigkeit des Projektils in Reichweite und Flugbahn zu berechnen.

1870 Bashforth Fässer feuerten ein Projektil mitGeschwindigkeit 2800 m/s. Für Berechnungen verwendete Mayevsky die Tabellen von Bashfort und Krupp, die bis zu 6 Zonen mit eingeschränktem Zugang enthielten. Der Wissenschaftler konzipierte eine siebte geschlossene Zone und verlängerte die Bashfort-Schächte auf bis zu 1100 m / s (3,609 ft / s). Mayevsky konvertierte die Daten von imperialen Maßeinheiten in metrische (derzeit SI-Einheiten).

1884 stellte James Ingalls seine Badehose vorim Artillery Circular der US-Armee mit Mayevsky-Tabellen. Ingalls erweiterte die ballistischen Fässer auf 5000 m / s, die innerhalb des achten Sperrgebiets lagen, aber immer noch mit dem gleichen Wert. n (1.55), als 7. Sperrzone von Mayevsky.Bis zuletzt wurden 1909 verbesserte Ballistiktabellen veröffentlicht. 1971 berechnete Sierra Bullet seine ballistischen Tabellen für 9 begrenzte Zonen, jedoch nur mit 4.400 Fuß pro Sekunde (1.341 m / s). Diese Zone hat zerstörerische Kraft. Stellen Sie sich ein 2-kg-Projektil vor, das mit 1341 m / s fliegt.

Mayevskys Methode

Oben haben wir diesen Nachnamen schon ein wenig erwähnt, aberMal sehen, welche Methode diese Person entwickelt hat. 1872 veröffentlichte Majewski den Bericht Trité Balistique Extérieure. Unter Verwendung seiner ballistischen Tabellen in Verbindung mit den Bashforth-Tabellen aus einem Bericht von 1870 erstellte Mayevsky eine analytische mathematische Formel, die den Luftwiderstand für ein Projektil in Bezug auf log A und den Wert berechnete n... Obwohl der Wissenschaftler in der Mathematik ein anderesAnsatz als Bashfort, waren die erhaltenen Luftwiderstandsberechnungen die gleichen. Mayevsky schlug das Konzept eines Sperrgebiets vor. Bei der Untersuchung entdeckte er die sechste Zone.

Um 1886 veröffentlichte der General die ErgebnisseDiskussion der Experimente von M. Krupp (1880). Trotz der Tatsache, dass die verwendeten Granaten sehr unterschiedlich im Kaliber waren, hatten sie im Wesentlichen die gleichen Proportionen wie die Standardgranate, 3 Meter lang und 2 Meter im Radius.

Siacci-Methode

1880 veröffentlichte Oberst Francesco Siacci sein Werk Balistica. Siacci schlug vor, dass der Luftwiderstand und die Dichte mit zunehmender Geschwindigkeit des Projektils größer werden.

Die Siacci-Methode wurde für Flugbahnen mitFlachfeuer mit Ablenkwinkeln von weniger als 20 Grad. Er fand heraus, dass ein so kleiner Winkel nicht zulässt, dass die Dichte der Luft konstant bleibt. Anhand der Tabellen von Bashfort und Majewski erstellte Siacchi ein 4-Zonen-Modell. Francesco verwendete ein Standardprojektil, das von General Majewski erstellt wurde.

Kugelballistischer Koeffizient

Kugelballistischer Koeffizient (BC) ist hauptsächlichist ein Maß dafür, wie rational das Geschoss ist, dh wie gut es die Luft durchschneidet. Mathematisch ist dies das Verhältnis des spezifischen Gewichts eines Geschosses zu seinem Formfaktor. Der ballistische Koeffizient ist im Wesentlichen ein Maß für den Luftwiderstand. Je höher die Zahl, desto geringer der Widerstand und desto effizienter dringt das Geschoss in die Luft ein.

Eine andere Bedeutung ist BC.Der Indikator bestimmt die Flugbahn und die Drift des Windes, wenn andere Faktoren gleich sind. BC ändert sich mit der Form des Geschosses und der Geschwindigkeit, mit der es sich bewegt. Spitzer, was direktional bedeutet, ist effektiver als runde Nase oder flache Spitze. Am anderen Ende des Geschosses verringert das Bootsheck (oder die sich verjüngende Ferse) den Luftwiderstand im Vergleich zu einer flachen Basis. Beides erhöht den BC des Geschosses.

Geschossreichweite

Natürlich ist jede Kugel anders und hat ihre eigeneGeschwindigkeit und Reichweite. Ein Gewehrschuss in einem Winkel von etwa 30 Grad ergibt die längste Flugdistanz. Dies ist ein wirklich guter Winkel als Annäherung an eine optimale Leistung. Viele Leute gehen davon aus, dass 45 Grad der beste Winkel ist, aber das ist nicht der Fall. Das Geschoss unterliegt den Gesetzen der Physik und allen Naturkräften, die einen genauen Schuss beeinträchtigen können.

Nachdem die Kugel das Fass verlässt, wird die Schwerkraftund der Luftwiderstand beginnt, der Startenergie der Mündungswelle entgegenzuwirken, und es entwickelt sich eine zerstörerische Kraft. Es gibt noch andere Faktoren, aber diese beiden haben den größten Einfluss. Sobald das Geschoss den Lauf verlässt, verliert es aufgrund des Luftwiderstands an horizontaler Energie. Manche Leute werden Ihnen sagen, dass die Kugel beim Verlassen des Laufs aufsteigt, aber dies gilt nur, wenn der Lauf beim Abfeuern abgewinkelt war, was oft der Fall ist. Schießt man horizontal auf den Boden und wirft das Geschoss gleichzeitig nach oben, treffen beide Geschosse fast gleichzeitig auf den Boden (abzüglich des geringen Unterschieds durch die Bodenkrümmung und der leichten Abnahme der Vertikalbeschleunigung).

Wenn Sie mit der Waffe in einem Winkel von etwa 30 . zielenGrades, wird die Kugel viel weiter fliegen, als viele Leute denken, und selbst eine Waffe mit niedriger Energie wie eine Pistole wird die Kugel mehr als eine Meile senden. Ein Projektil aus einem Hochleistungsgewehr kann in 6-7 Sekunden ungefähr 5 km weit fliegen, also sollten Sie auf keinen Fall in die Luft schießen.

Ballistischer Koeffizient von pneumatischen Geschossen

Pneumatische Kugeln sind nicht dafür ausgelegt, zu treffenZiel, sondern um das Ziel zu stoppen oder geringfügigen körperlichen Schaden zuzufügen. In dieser Hinsicht bestehen die meisten Geschosse für pneumatische Waffen aus Blei, da dieses Material sehr weich und leicht ist und dem Projektil eine geringe Anfangsgeschwindigkeit verleiht. Die gängigsten Geschosse (Kaliber) sind 4,5 mm und 5,5. Natürlich wurden auch größere Kaliber 12,7 mm geschaffen. Wenn Sie aus einer solchen Pneumatik und einer solchen Kugel schießen, müssen Sie an die Sicherheit von Fremden denken. Kugelförmige Kugeln sind zum Beispiel für ein unterhaltsames Spiel gemacht. In den meisten Fällen wird diese Art von Geschoss mit Kupfer oder Zink beschichtet, um Korrosion zu vermeiden.