Баллистический компенсатор падения траектории пули от kahles

Полет снаряда и движение в атмосфере

Из раздела динамики известно влияние плотности воздуха на скорость передвижения любого тела в различных слоях атмосферы. Функция последнего параметра учитывает зависимость плотности непосредственно от высоты полета и выражается в зависимости:

Н(у)=20000-у/20000+у;

где у – высота полета снаряда (м).

Расчет параметров, а также траектории межконтинентальной баллистической ракеты можно производить с помощью специальных программ на ЭВМ. Последние приведут ведомости, а также данные о высоте полета, скорости и ускорении, продолжительности каждого этапа.

Экспериментальная часть подтверждает расчетные характеристики, и доказывает, что на скорость оказывает влияние форма снаряда (чем лучше обтекаемость, тем выше скорость).

Баллистическая траектория[править | править код]

Баллистическая траектория — это траектория, по которой движется тело, обладающее некоторой начальной скоростью, под действием силы тяготения и силы аэродинамического сопротивления воздуха.

Без учёта сопротивления воздуха в центральном поле тяготения баллистическая траектория представляет собой кривую второго порядка. В зависимости от начальных скорости и направления, это будет дуга эллипса, один из фокусов которого совпадает с гравитационным центром Земли, или ветвь гиперболы; в частных случаях — окружность (первая космическая скорость), парабола (вторая космическая скорость), вертикальная прямая. Поскольку бо́льшая часть траектории баллистических ракет достаточно большой дальности (более 500 км) проходит в разреженных слоях атмосферы, где сопротивление воздуха практически отсутствует, их траектории на этом участке являются эллиптическими[источник не указан 2580 дней].

Форма участков баллистической траектории, проходящих в плотных слоях атмосферы зависит от многих факторов: начальной скорости снаряда, его формы и массы, текущего состояния атмосферы на траектории (температура, давление, плотность), направления вращения Земли и от характера движения снаряда вокруг его центра масс. Форма баллистической траектории в этом случае обычно рассчитывается методом численного интегрирования дифференциальных уравнений движения снаряда в стандартной атмосфере. На основании таких расчётов составляются баллистические таблицы, являющиеся руководством для артиллеристов при прицеливании артиллерийских орудий и пусковых установок систем залпового огня.

Формула тысячной и ее применение

За единицу измерения углов (меру углов) в стрелковой практике принимают центральный угол, длина дуги которого равна 1/6000 части длины окружности. Эту угловую единицу называют делением угломера. Как известно из геометрии, длина окружности равна 2πR, или 6,28 R (R – радиус окружности).

Формула тысячной и ее применение

Если окружность разделить на 6000 равных частей, то каждая такая часть будет равна: 

Длина дуги, соответствующая этому углу, равна 1/955 (округленно 1/1000) длины радиуса этой окружности.

Поэтому деление угломера обычно называют тысячной. Относительная ошибка, которая получается при этом округлении, равна 4,5%, или округленно 5%, т. е. тысячная на 5% меньше деления угломера. В практике этой ошибкой пренебрегают.

Деление угломера (тысячная) позволяет легко переходить от угловых единиц к линейным и обратно, так как длина дуги, соответствующая делению угломера, на всех расстояниях равна одной тысячной длины радиуса, равного дальности стрельбы.

Углу в одну тысячную соответствует дуга, равная на расстоянии 1000 м – 1 м (1000 м : 1000), на расстоянии 500м – 0,5м (500 : 1000), на расстоянии 250м – 0,25м (250 : 1000)  и т.д.

Углу в несколько тысячных соответствует длина дуги В, равной одной тысячной дальности (Д/1000), умноженной на угол, содержащий У тысячных, т.е.

Полученные формулы называются формулами тысячной и имеют широкое применение в стрелковой практике. В данных формулах Д – дальность до предмета в метрах. У – угол, под которым виден предмет в тысячных. В – высота (ширина) предмета в метрах, т. е. длина хорды, а не дуги. При малых углах (до 15°) разница между длиной дуги и хорды не превышает одной тысячной, поэтому при практической работе они считаются равными.

Измерение углов в делениях угломера (тысячных) может производиться: угломерным кругом буссоли, сеткой бинокля и перископа, артиллерийским кругом (на карте), целиком прицела, механизмом боковых поправок снайперского прицела и подручными предметами. Точность углового измерения с помощью того или иного прибора зависит от точности шкалы на нем.

Измерение углов в делениях угломера

При использовании для измерения углов подручных предметов необходимо заранее определить их угловую величину. Для этого нужно вытянуть руку с подручным предметом на уровне глаза и заметить на местности у краев предмета какие-либо точки, затем с помощью угломерного прибора (бинокля, буссоли и т. п.) точно измерить угловую величину между этими точками.

Угловую величину подручного предмета можно также определить с помощью миллиметровой линейки. Для этого ширину (толщину) предмета в миллиметрах необходимо умножить на 2 тысячных, так как одному миллиметру линейки при ее удалении на 50 см от глаза соответствует по формуле тысячной угловая величина в 2 тысячных.

Измерение углов в делениях угломера

Углы, выраженные в тысячных, записываются через черточку и читаются раздельно: сначала сотни, а затем десятки и единицы; при отсутствии сотен или десятков записывается и читается ноль. Например: 1705 тысячных записываются 17-05, читаются – семнадцать ноль пять; 130 тысячных записываются 1-30, читаются – один тридцать; 100 тысячных записываются 1-00, читаются – один ноль; одна тысячная записывается 0-01, читается – ноль ноль один.

Межконтинентальное оружие: теория управления и составляющие

Многоступенчатые баллистические ракеты носят название межконтинентальных. Такое название появилось неспроста: из-за большой дальности полета становится возможным перебросить груз на другой конец Земли. Основным боевым веществом (зарядом), в основном, является атомное либо термоядерное вещество. Последнее размещается в передней части снаряда.

Далее в конструкции устанавливается система управления, двигатели и баки с топливом. Габариты и масса зависят от требуемой дальности полета: чем больше расстояние, тем выше стартовый вес и габариты конструкции.

Баллистическую траекторию полета МБР отличают от траектории иных ракет по высоте. Многоступенчатая ракета проходит процесс запуска, затем на протяжении нескольких секунд движется вверх под прямым углом. Системой управления обеспечивается направления орудия в сторону цели. Первая ступень привода ракеты после полного выгорания самостоятельно отделяется, в этот же момент запускается следующая. При достижении заданной скорости и высоты полета ракета начинает стремительно двигаться вниз к цели. Скорость полета к объекту назначения достигает 25 тыс. км/ч.

Ракеты: особенности запуска и движения

Различают управляемые и неуправляемые баллистические ракеты. На формирование траектории также влияют внешние и наружные факторы (силы сопротивления, трения, вес, температура, требуемая дальность полета и т.д).

Общий путь запущенного тела можно описать следующими этапами:

• Запуск. При этом ракета переходит в первую стадию и начинает свое движение. С этого момента и начинается измерение высоты траектории полета баллистической ракеты.
• Приблизительно через минуту запускается второй двигатель.
• Через 60 секунд после второго этапа запускается третий двигатель.
• Далее тело входит в атмосферу.
• В последнюю очередь происходит взрыв боевых головок.

Баллистическая терминология

Войдя в густо поросший лесом участок маршрута передвижения, старший сержант Конде Фалькон и его рота обнаружили обширный бункерный комплекс противника, который позже был идентифицирован как командный пункт батальона…Сержант маневрировал к фланговой позиции врага. С пулеметом он в одиночку атаковал ближайшее укрепление, убив врага внутри, после чего у него кончились боеприпасы. Вернувшись к трем солдатам с пустым оружием и взяв в руки винтовку М-16, он сосредоточился на следующем бункере.

– Из наградной записи Медали Почета старшего сержанта Конде Фалькона

Определим основную терминологию баллистики, чтобы глубже погрузиться в тему. Наш источник – Циркуляр «Винтовки и карабины» ТС 3-22.9, приложение В (в редакции от 1 от января 2017 года).

Как мы уже говорили, баллистика подразделяется на внутреннюю, внешнюю и терминальную.

Внутренняя баллистика

В дискурсе внутренней баллистики используется несколько основных терминов для описания физических процессов.

Канал ствола (bore) – внутренняя часть ствола, от дульного среза до патронника.

Патронник (chamber) – часть ствола, принимающая и фиксирующая боеприпас для стрельбы.

Скат патронника, уступ патронника (shoulder) – часть патронника, фиксирующая гильзу со снарядом, за которой начинается пульный вход ствола.

Дульный срез (muzzle) – конец ствола.

Пульный вход (throat) – вход в ствол из патронника. Там снаряд попадает на поля и нарезы внутри канала ствола.

Гран, гр (grain, gr) – единица измерения веса пули либо снаряда. В одном фунте 7000 гранов, в одной унции – 437,5 (1 гран – 0,0647989 грамма – прим. переводчика).

Давление (pressure) – сила, воздействующая на снаряд и порождаемая расширением газов при горении пороха. Давление измеряется в фунтах на квадратный дюйм (psi).

На рисунке ниже показаны некоторые из приведённых терминов внутри автомата М4.

Внешняя баллистика

Ниже будут приведены термины и определения, которые описывают процессы и реакции снаряда во время полета. Эта терминология стандартна для работы с любым оружием или оружейной системой независимо от калибра.

Ось канала ствола, она же линия выстрела, она же линия возвышения (axis of the bore / line of bore / line of elevation) – линия, проходящая через центр канала ствола.

Линия прицеливания (line of sight, LOS) или линия оружие-цель (gun target line, GTL) – прямая линия между механическим или оптическим прицелом, и целью. Она никогда не совпадает с осью канала ствола. LOS – это то, что видит солдат через прицел, это можно изобразить проведением воображаемой линии от глаз стрелка через прицел в бесконечность. LOS аналогична GTL при рассмотрении отношения прицела к цели.

Угол возвышения (angle of elevation) – угол между землей (горизонтом оружия) и осью канала ствола.

Баллистическая траектория (ballistic trajectory) – путь снаряда под влиянием только внешних сил, как то гравитация и атмосферное трение.

Высота траектории (maximum ordinate) – максимальная высота снаряда над линией прицеливания на пути к точке попадания.

Время полёта (time of flight) – время, которое требуется конкретному снаряду для достижения цели после выстрела.

На следующих рисунках показаны эти термины в ракурсе внешней баллистики.

Терминальная баллистика

Терминальная баллистика – это наука о поведении снаряда от момента столкновения с объектом до полной остановки (терминальная остановка). Включает терминальное влияние на цель.

В связи с этим существует два основных термина:

Кинетическая энергия (kinetic energy, EK) – единица измерения сообщаемой снаряду силы. Кинетическая энергия – это сообщаемая энергия, которой обладает снаряд благодаря своей массе и скорости в момент столкновения. Кинетическая энергия напрямую связана с пробивной способностью снаряда к цели.

Пробивная способность (penetration) – возможность или акт проникновения снаряда в массу цели на основе его сообщенной кинетической энергии. Когда снаряд ударяет по цели, уровень проникновения в цель называется глубиной воздействия. Глубина воздействия – это расстояние от точки столкновения до точки полной остановки снаряда в момент терминальной остановки. В конечном счете, снаряд останавливается после передачи своей инерции равноценной массе среды (она же останавливающая среда).

На следующем рисунке это показано на примере пули M855A1

Обратите внимание, насколько пробит баллистический желатин:

Итак, мы рассмотрели несколько терминов, связанных с различными фазами полета снаряда. В следующий раз мы обсудим дальнейшее практическое применение баллистики.

Оригинальная статья – Ballistics terminology

Понятие баллистики

Определение баллистики звучит следующим образом – наука о движении тел, двигающихся в пространстве. Она изучает в первую очередь принципы движения всевозможных объектов, в частности пуль и снарядов, а также законы природы, влияющие на это движение и способность тела преодолевать возникшие на его пути преграды.

Физика и математика — вот основы, на которых базируется эта наука, они позволяют при должных знаниях рассчитывать траекторию полёта пули, исходя из воздействия на неё внешних сил, и её проникающую способность.

Сама же наука о законах полета снарядов делится на 4 направления:

1. Исследование движения пули или снаряда в канале ствола орудия изучает направление, которое называется внутренняя баллистика.

2. Поведение снаряда на выходе из канала ствола и в районе дульного среза исследуется промежуточной баллистикой и используется в разработке пламегасящих устройств и глушителей.

3. Вопросы движения снаряда в атмосфере и при воздействии внешних факторов изучаются внешней баллистикой. Основная область её применения – установление поправок на упреждение и влияние скорости ветра на траекторию.

4. Изучение проникающей способности снаряда – цель исследований баллистики под названием преградная (терминальная), которую изучают специалисты по вопросам бронезащиты.

Раневая баллистика

Как же ведет себя пуля, попадая в тело? Выяснение этого вопроса является важнейшей характеристикой для выбора оружия и боеприпаса для конкретной операции. Разделяются два вида воздействия пули на цель: останавливающее и проникающее, в принципе,эти два понятия имеют обратную зависимость. Останавливающее воздействие (0В). Естественно, что максимально надежно противник останавливается, когда пуля попадает в определенное место на теле человека (голова, позвоночник, почки), но некоторые типы боеприпасов имеют большое 0В и при попадании во второстепенные цели. В общем случае 0В прямо пропорционально калибру пули, ее массе и скорости в момент встречи с целью. Также 0В увеличивается при использовании свинцовых и экспансивных пуль. Нужно помнить, что увеличение 0В сокращает длину раневого канала (но увеличивает ее поперечник) и снижает действие пули по защищенной бронеодеждой цели. Один из вариантов математического расчета ОВ предложен в 1935 году американцем Ю. Хатчером: 0В = 0,178*m*V*S*k, где m — масса пули, г; V— скорость пули в момент встречи с целью, м/с; S — поперечная площадь пули, см2; k — коэффициент формы пули (от 0,9 цельнооболочечных до 1,25 для экспансивных пуль). По таким расчетам, на дистанции 15 м пули патронов 7,62х25 ТТ, 9х18 ПМ и .45 имеют ОБ соответственно 171, 250 в 640. Для сравнения: ОБ пули патрона 7,62х39 (АКМ) = 470, а пули 7,62х54 (ОВД) = 650. Проникающее воздействие (ПВ). ПВ можно определить как возможность пули проникнуть на максимальную глубину в цель. Проникающая способность выше (при прочих равных условиях) у пуль малого калибра и слабо деформирующихся в теле (стальных, цельнооболочечных). Высокое проникающее воздействие улучшает действие пули по защищенным бронеодеждой целям. На рис. 19 показано действие стандартной оболочечной пули ПМ со стальным сердечником. При попадании пули в тело образуются раневой канал и раневая полость. Раневой канал — канал, пробитый непосредственно пулей. Раневая полость — полость повреждений волокон и сосудов, вызванных натяжением и разрывом их пулей. Огнестрельные ранения подразделяются на сквозные, слепые, секущие.

Научные основы судебной баллистики

Научные основы судебной баллистики составляют разработанные в других отраслях науки положения о закономерностях механизма выстрела и возникновения следов на пулях и гильзах от различных частей оружия, на преградах в зависимости от дистанции выстрела. Обусловлено это стандартизацией оружия и боеприпасов к нему. Интенсивность воспламенения, горения порохового заряда, температура, давление пороховых газов
в одной системе оружия одинаковы. Поэтому следы выстрела также относительно постоянны и устойчивы, что и позволяет использовать их для установления некоторых обстоятельств происшествия. Познание этих закономерностей и легло в основу разработки специальных средств, приемов и методов работы с объектами судебной баллистики.

Судебная баллистика тесно взаимосвязана с другими разделами криминалистики, и в первую очередь с трасологией, теорией идентификации, методы которых широко используются
для идентификационных исследований огнестрельного оружия и боеприпасов.

Судебная баллистика непосредственно связана с судебной медициной, судебной химией, судебной биологией, данные которых применяются для исследования оружия, боеприпасов и следов выстрела. Так, судебная медицина изучает закономерности образования огнестрельных повреждений на теле человека.

Скорость горизонтального перемещения

Я часто предпочитаю задавать горизонтальную скорость снаряда, только в плоскости земли. Тогда я могу явным образом задать высоту дуги. То есть переменной становится скорость и гравитация .

Такой подход имеет множество преимуществ. Во-первых, он всегда выглядит красиво!

Во-вторых, его дизайн более интуитивен. Дизайнеров не волнует абсолютная скорость

Им важно, что турель имеет дальность 20 метров и что для перемещения на это расстояние снарядам требуется 1 секунда. Они не обязаны пользоваться строящим графики калькулятором, чтобы менять значения баланса

А художественные изменения не должны влиять на геймплейные механики.

В-третьих, так проще попадать по движущейся мишени. Чуть позже я раскрою это подробнее.

Вот как это выглядит:

Переходный период

Переходная баллистика — это сложная область, в которой задействован ряд переменных, которые до конца не изучены; следовательно, это не точная наука . Когда пуля достигает дульного среза ствола, выходящие газы во многих случаях все еще находятся под давлением в сотни атмосфер. Как только пуля выходит из ствола, нарушая уплотнение, газы могут свободно проходить мимо пули и расширяться во всех направлениях. Это расширение — это то, что придает выстрелу взрывной звук (в сочетании со звуковым ударом снаряда) и часто сопровождается яркой вспышкой, когда газы соединяются с кислородом в воздухе и заканчивают горение.

Пороховые газы продолжают оказывать давление на пулю и огнестрельное оружие в течение короткого времени после того, как пуля покидает ствол. Один из важных элементов оценки огнестрельного оружия — убедиться, что эта сила не сбивает пулю с пути. В худшем случае — дульное срезание или дульное устройство, такое как пламегаситель, срезанное под углом, отличным от квадратного, так что одна сторона пули выходит из ствола раньше; это приведет к выходу газа по асимметричной схеме и оттолкнет пулю с этой стороны, в результате чего выстрелы образуют «цепочку», где выстрелы группируются вдоль линии, а не образуют нормальный гауссовский узор.

У большинства огнестрельного оружия дульная скорость превышает скорость окружающего звука , и даже в дозвуковых патронах выходящие газы будут превышать скорость звука, образуя ударную волну . Эта волна будет быстро замедляться по мере охлаждения расширяющегося газа, снижая скорость звука в расширяющемся газе, но на близком расстоянии эта ударная волна может быть очень разрушительной. Дульный выстрел из патрона большой мощности может буквально измельчить мягкие предметы в непосредственной близости от него, поскольку небрежные стрелки из пистолета с бенчрестом иногда обнаруживают, когда дуло скользит обратно на их мешок с песком, и дульный взрыв отправляет песок.

Свойства траектории и практические значения

Движение тела после прекращения влияния на него движущей силы изучает внешняя баллистика. Данная наука предоставляет расчеты, таблицы, шкалы, прицелы и вырабатывает оптимальные варианты для стрельбы. Баллистическая траектория пули – это кривая линия, которую описывает центр тяжести объекта, находящегося в полете.

Так как на тело влияют сила тяжести и сопротивления, путь, который описывает пуля (снаряд), образует форму кривой линии. Под действием приведенных сил скорость и высота объекта постепенно снижается. Различают несколько траекторий: настильную, навесную и сопряженную.

Первая достигается при использовании угла возвышения, который является меньшим, нежели угол наибольшей дальности. Если при разных траекториях дальность полета остается одинаковой – такую траекторию можно назвать сопряженной. В случае, когда угол возвышения больше, чем угол наибольшей дальности, путь приобретает название навесного.

Траектория баллистического движения объекта (пули, снаряда) состоит из точек и участков:

• Вылета (например, дульный срез ствола) – данная точка является началом пути, и, соответственно, отсчета.
• Горизонта оружия – этот участок проходит через точку вылета. Траектория пересекает ее дважды: при выпуске и падении.
• Участка возвышения – это линия, которая является продолжением горизонта образует вертикальную плоскость. Данный участок носит название плоскости стрельбы.
• Вершины траектории – это точка, которая находится посредине между начальной и конечной точками (выстрела и падения), имеет наивысший угол на протяжении всего пути.
• Наводки – мишень или место прицела и начало движения объекта образуют линию прицеливания. Между горизонтом оружия и конечной целью формируется угол прицеливания.

Сущность Внешней баллистики

Внешняя баллистика определяет:

• форму траектории,
• наибольшие и наименьшие углы бросания,
• начальную скорость снаряда
• требования к значению испытываемой снарядом перегрузки
• определение устойчивости движения снарядов различной конструкции
• учёт влияния движения носителя вооружения на определение начальных условий

Внешняя баллистика ракет предполагает необходимость выделения для изучения активного участка траектории, на котором на движение снаряда оказывает влияние истечение газовой струи из сопла, образующейся от сгорания топлива, находящегося внутри корпуса.
Пассивный участок траектории — участок траектории пройденный снарядом после прекращения действия на него реактивной силы.

Траектория и ее элементы

Траекторией называется кривая линия, описываемая центром тяжести пули в полете.

Траектория и ее элементы

Пуля при полете в воздухе подвергается действию двух сил: силы тяжести и силы сопротивления воздуха.

Сила тяжести заставляет пулю постепенно понижаться, а сила сопротивления воздуха непрерывно замедляет движение пули и стремится опрокинуть ее.

В результате действия этих сил скорость полета пули постепенно уменьшается, а ее траектория представляет собой по форме неравномерно изогнутую кривую линию.

Траектория и ее элементы