Балістика зовнішня і внутрішня: поняття, визначення, основи вивчення, цілі, завдання та необхідність вивчення

Балістика – це наука про рух, політ та вплив снарядів. Вона розділена на декілька дисциплін. Внутрішня та зовнішня балістика мають справу з рухом і польотом снарядів. Перехід між цими двома режимами називається проміжною баллистикой. Термінальна балістика стосується впливу снарядів, окрема категорія охоплює ступінь ураження цілі. Що вивчає внутрішня та зовнішня балістика?

Гармати і ракети

Гарматні і ракетні двигуни є типами теплового двигуна, частково з перетворенням хімічної енергії в апропеллент (кінетичну енергію снаряда). Пропелленти відрізняються від звичайних видів палива тим, що їх згоряння не вимагає атмосферного кисню. В обмеженому обсязі виробництво гарячих газів з допомогою пального палива викликає збільшення тиску. Тиск просуває снаряд і збільшує швидкість горіння. Гарячі гази мають тенденцію до ерозії ствола пістолета або горла ракети. Внутрішня та зовнішня балістика стрілецької зброї вивчає рух, політ і вплив, який снаряд надає.

Коли заряд палива в камері пістолета запалюється, гази згоряння стримуються пострілом, тому тиск зростає. Снаряд починає рухатися, коли тиск на нього долає його опір руху. Тиск продовжує зростати деякий час, а потім падає, а постріл прискорюється до високої швидкості. Швидке пальне ракетне паливо незабаром вичерпано, і з часом постріл викидається з дула: швидкість пострілу до 15 кілометрів в секунду досягнуті. Відкидні гармати випускають газ через задню частину камери, щоб протидіяти силам віддачі.

Балістичної є ракета, яка надсилається протягом відносно короткого початкового активної ділянки польоту, чия траєкторія згодом регулюється законами класичної механіки, на відміну, наприклад, від крилатих ракет, які направляються аеродинамічним чином в польоті з працюючим двигуном.

Під зовнішньої і внутрішньої балістики, траєкторія – це шлях пострілу, підлеглий силам тяжіння. Під єдиним впливом гравітації траєкторія є параболічною. Перетягування уповільнює рух по траєкторії. Нижче швидкості звуку опір приблизно пропорційно квадрату швидкості; раціоналізація дробового хвоста ефективна тільки при цих швидкостях. При великих швидкостях конічна ударна хвиля виходить з носа пострілу. Тягове зусилля, яке в значній мірі залежить від форми носа, є найменшим для дрібно точкових ударів. Перетягування може бути зменшено шляхом випуску газів з пальника в хвіст.

Ребра хвоста можуть використовуватися для стабілізації снарядів. Задня стабілізація, забезпечувана шляхом нарізки, викликає гироскопическое коливання у відповідь на аеродинамічні барабанні сили. Недостатній спін дозволяє падати і занадто багато перешкоджає занурення носа, коли він проходить по траєкторії. Дрейф пострілу виникає із-за підйому, метеорологічних умов і обертання Землі.

Реакція на імпульс

Ракети рухаються реакцією на імпульс витікання газу. Двигун сконструйований таким чином, що створюються тиску майже постійні під час горіння. Радіально-стабілізовані ракети чутливі до бічних вітрам, дві або більше форсунок двигуна, нахилені від лінії польоту, що можуть забезпечити стабілізацію спина. Цілі зазвичай тверді і називаються товстими або тонкими залежно від того, чи впливає вплив пострілу на лежачий в основі матеріал.

Проникнення відбувається, коли інтенсивності напружень удару перевищують межу текучості мішені; він викликає пластичне і крихке руйнування в тонких мішенях і гідродинамічний потік матеріалу в товстих мішенях. При ударі може відбутися збій. Проникнення повністю через мету називається перфорацією. Вдосконалені бронеуловители або детонують стислий вибухову речовину проти мети, або вибухово фокусують струмінь металу на її поверхню.

Ступінь локального пошкодження

Внутрішня та зовнішня балістика пострілу в основному пов’язана з механізмами та медичними наслідками травми, викликаної кулями і вибухонебезпечними фрагментами. При проникненні імпульс, який передається навколишнім тканинам, генерує більшу тимчасову порожнину. Ступінь локального пошкодження пов’язана з розміром цієї перехідної порожнини. Докази припускають, що фізична травма пропорційна швидкості куба снаряда, його маси і площі поперечного перерізу. Дослідження по створенню бронежилетів спрямовані на запобігання проникнення снарядів і зведення до мінімуму отримання травм.

Балістика зовнішня і внутрішня – це область механіки, яка займається запуском, польотом, поведінкою і ефектами снарядів, особливо кулями, некерованими бомбами, ракетами і тому подібне. це свого роду наука або навіть мистецтво проектування і прискорення снарядів для досягнення бажаної продуктивності. Балістичне тіло є тілом з імпульсом, який може вільно переміщатися, з урахуванням таких сил, як тиск газів в пістолеті, з допомогою нарізів у стволі, з допомогою сили тяжіння або шляхом аеродинамічного опору.

Історія і передісторія

Самими ранніми відомими балістичними снарядами були палиці, каміння і списи. Найдавніше доказ наявності снарядів з кам’яним наконечником, які можуть заряджатися або не заряджатися за допомогою лука, датується терміном 64 000 років тому, які були знайдені в печері Сібуду, в Південній Африці. Найдавніше доказ використання луків для стрільби датується приблизно 10 000 років тому.

Соснові стріли були знайдені в долині Аренсбург на північ від Гамбурга. У них на нижній стороні були дрібні борозни, свідчать про те, що вони були випущені з лука. Найстаріший цибулю, який досі відновлюється, налічує близько 8 000 років, його знайшли в болоті Холмегард в Данії. Стрільба з лука, схоже, прибула до Америки з традицією арктичного дрібного інструменту близько 4500 років тому. Перші пристрої, ідентифіковані як знаряддя, з’явилися в Китаї близько 1000 р. н. е. а до XII століття технологія поширилася по всій Азії і в Європі 13-го століття.

Після тисячоліття емпіричного розвитку дисципліна балістики, зовнішньої і внутрішньої, була спочатку вивчена і розроблена італійським математиком Нікколо Тарталья в 1531 році. Галілей встановив принцип складового руху в 1638 році. Загальні відомості з зовнішньої і внутрішньої балістики були поставлені на солідну наукову і математичну основи Ісааком Ньютоном з публікацією Philosophia Naturalis Principia Mathematica в 1687 році. Це дало математичні закони руху і гравітації, які вперше дозволили успішно передбачити траєкторії. Слово “балістика” походить від грецького, що означає “кидати”.

Снаряди і пускові установки

Снаряд – будь-який об’єкт, проецируемый в простір (пустий чи ні) при додатку сили. Хоча будь-який об’єкт в русі в просторі (наприклад, кинутий м’яч) є снарядом, термін найчастіше відноситься до зброї далекого бою. Математичні рівняння руху використовуються для аналізу траєкторії снаряда. Приклади снарядів включають кулі, стріли, кулі, артилерійські снаряди, ракети і так далі.

Кидок – це запуск снаряда вручну. Люди надзвичайно гарні в метанні з-за їх високої спритності, це розвинена риса. Свідоцтво людського метання датується 2 мільйонами років. Швидкість метання 145 км на годину, знайдена у багатьох спортсменів, набагато перевищує швидкість, з якою шимпанзе можуть кидати предмети, що становить близько 32 км на годину. Ця здатність відображає здатність людських плечових м’язів і сухожиль зберігати еластичність, поки вона не знадобиться для просування об’єкта.

Внутрішня та зовнішня балістика: коротко про види зброї

Одними з найдавніших пускових пристроїв були звичайні рогатки, лук і стріли, катапульта. З часом з’явилися рушниці, пістолети, ракети. Відомості з внутрішньої та зовнішньої балістики включають в себе інформацію про різні види зброї. Сплинг – зброя, зазвичай використовується для викиду тупих снарядів, таких як камінь, глина або свинцева «куля». У стропи є невелика колиска (сумка) в середині сполучених двох довжин шнура. Камінь поміщається в сумку. Середній палець або великий палець поміщається через петлю на кінці одного шнура, а вкладка на кінці іншого шнура поміщається між великим і вказівним пальцями. Слінг гойдається по дузі, а табуляція випускається в певний момент. Це звільняє снаряд, щоб летіти до мети. Лук і стріли. Цибуля – це гнучкий шматок матеріалу, який стріляє аеродинамічними снарядами. Тятива з’єднує два кінця, і, коли вона відтягується назад, кінці палиці згинаються. Коли струна відпущена, потенційна енергія зігнутої палиці перетворюється на швидкість стрілки. Стрільба з лука – це мистецтво чи спорт стрільби з луків. Катапульта – це пристрій, що використовується для запуску снаряда на великій відстані без допомоги вибухових пристроїв – особливо різних типів стародавніх і середньовічних облогових двигунів. Катапульта використовувалася з давніх часів, оскільки вона виявилася одним з найбільш ефективних механізмів під час війни. Слово «катапульта» походить від латинського, яке, в свою чергу, походить від грецького . що означає «кидати, кидати». Катапульти були винайдені древніми греками. Пістолет – звичайне трубчасте зброю або інший пристрій, призначене для випуску снарядів або іншого матеріалу. Снаряд може бути твердим, рідким, газоподібним або енергійним і може бути вільним, як з кулями і артилерійськими снарядами, так і з затискачами, як з зондами і китобойными гарпунами. Засіб проектування варіюється у відповідності з конструкцією, але зазвичай здійснюється дією тиску газу, який створюється шляхом швидкого спалювання палива, або стискається і зберігається механічними засобами, що працюють усередині трубки з відкритим кінцем у вигляді поршня. Конденсований газ прискорює рухливий снаряд по довжині трубки, надаючи достатню швидкість, щоб підтримувати рух снаряда, коли дія газу припиняється у кінці трубки. В якості альтернативи можна використовувати прискорення допомогою генерації електромагнітного поля, в цьому випадку можна відмовитися від трубки і замінити напрямну. Ракета – це ракета, космічний корабель, літак або інший транспортний засіб, який отримує удар від ракетного двигуна. Вихлоп двигуна ракети повністю сформований з пропеллентов, що перевозяться в ракеті перед використанням. Ракетні двигуни працюють дією та реакцією. Ракетні двигуни виштовхують ракети вперед, просто кидаючи їх вихлопи тому дуже швидко. Хоча вони порівняно неефективними для використання на низькій швидкості, ракети відносно легкі і потужні, здатні генерувати великі прискорення і досягати надзвичайно високих швидкостей з розумною ефективністю. Ракети не залежать від атмосфери і відмінно працюють в космосі. Хімічні ракети є найбільш поширеним типом високопродуктивної ракети, і вони зазвичай створюють їх вихлопні гази при спалюванні ракетного палива. Хімічні ракети зберігають велику кількість енергії в легко вивільняється формі і можуть бути дуже небезпечними. Однак ретельний дизайн, тестування, конструкція та використання мінімізують ризики.

Основи зовнішньої і внутрішньої балістики: основні категорії

Балістика може бути вивчена за допомогою високошвидкісної фотографії або високошвидкісних камер. Фотографія пострілу, зроблена з надвисокою швидкістю спалаху повітряного зазору, допомагає розглянути кулю без розмиття зображення. Балістика часто розбивається на наступні чотири категорії: Внутрішня балістика – вивчення процесів, спочатку прискорюють снаряди. Перехідна балістика – вивчення снарядів при переході на безготівковий політ. Зовнішня балістика – вивчення проходження снаряду (траєкторії) у польоті. Термінальна балістика – вивчення снаряда і його наслідків у міру його завершення

Внутрішня балістика є вивченням руху у вигляді снаряда. В гарматах вона покриває час від запалювання ракетного палива до тих пір, поки снаряд не вийде зі ствола гармати. Це те, що вивчає внутрішня балістика. Це важливо для дизайнерів та користувачів вогнепальної зброї всіх типів, від гвинтівок і пістолетів, до високотехнологічної артилерії. Відомості з внутрішньої балістики для ракетних снарядів охоплює період, протягом якого ракетний двигун забезпечує тягу.

Перехідна балістика, також відома як проміжна балістика – це дослідження поведінки снаряда з моменту його виходу з дула до тих пір, поки тиск за снарядом не буде зрівноважений, тому воно знаходиться між поняттям внутрішньої та зовнішньої балістики.

Зовнішня балістика вивчає динаміку атмосферного тиску навколо кулі і є частиною науки про балістиці, яка займається поведінкою снаряда без харчування в польоті. Ця категорія часто асоціюється з вогнепальною зброєю і пов’язана з незайнятою фазою вільного польоту кулі після того, як вона виходить зі ствола пістолета і до того, як потрапить у мету, тому вона знаходиться між перехідною баллистикой і баллистикой терміналу. Однак зовнішня балістика також стосується вільного польоту ракет та інших снарядів, таких як кулі, стріли і так далі.

Термінальна балістика – це дослідження поведінки і ефектів снаряда, коли він досягає мети. Дана категорія має значення як для снарядів малого калібру, так і для снарядів великого калібру (стрільба з артилерії). Вивчення надзвичайно високих швидкісних впливів все ще дуже нове і в даний час застосовується в основному до проектування космічних апаратів.

Судова балістика включає в себе аналіз куль і кульових впливів для визначення інформації про використання в суді або в іншій частині правової системи. Окремо від інформації про балістиці, іспити з вогнепальної зброї та інструментальної мітці («балістична відбитка пальця») передбачають аналіз доказів вогнепальної зброї, боєприпасів та інструментів, щоб встановити, чи використовувалося будь-яку вогнепальну зброю чи інструмент при вчиненні злочину. Астродинамика: орбітальна механіка

Астродинамика – застосування балістики зброї, зовнішньої і внутрішньої, і орбітальної механіки до практичним проблемам руху ракет та інших космічних апаратів. Рух цих об’єктів, як правило, розраховується на підставі законів руху Ньютона і закону всесвітнього тяжіння. Це основна дисципліна в області проектування і контролю космічної місії.

Подорож снаряда в польоті

Основи зовнішньої і внутрішньої балістики стосуються подорожі снаряда в польоті. Шлях польоту кулі включає: рух вниз по стовбуру, шлях по повітрю і шлях через мету. Основи внутрішньої балістики (або вихідної, всередині гармати) розрізняються у відповідності з типом зброї. Кулі, випущені з гвинтівки, будуть мати більше енергії, ніж аналогічні кулі, випущені з пістолета. Ще більше порошку можна також використовувати в рушничних патронів, тому що кульові камери можуть бути спроектовані так, щоб витримувати великий тиск.

Для більш високого тиску потрібна велика гармата з більшою віддачею, яка повільніше завантажується і генерує більше тепла, що призводить до більшого зносу металу. На практиці важко виміряти сили всередині стовбура знаряддя, але легко вимірюваний параметр – це швидкість, з якою куля виходить зі ствола (початкова швидкість). Регульоване розширення газів від палаючого пороху створює тиск (сила/площа). Тут знаходиться база кулі (еквівалентна діаметру стовбура) і є постійною. Тому енергія, що передається пулі (із заданою масою), буде залежати від масового часу, помноженого на часовий інтервал, на якому застосовується сила.

Останній з цих чинників є функцією довжини стовбура. Кульове рух через кулеметне пристрій характеризується збільшенням прискорення, коли розширюються гази натискають на нього, але зменшують тиск в стовбурі при розширенні газу. До точки зменшення тиску, чим довше барель, тим більше прискорення кулі. Коли куля проходить стовбура пістолета, відбувається невелика деформація. Це відбувається з-за незначних (рідко великих) недоліків або варіацій в нарізці або міток в стовбурі. Головним завданням внутрішньої балістики є створення сприятливих умов для уникнення подібних ситуацій. Ефект подальшої траєкторії польоту кулі зазвичай незначний.

Від гармати до мети

Зовнішню балістику коротко можна назвати подорожжю від гармати до мети. Кулі зазвичай не йдуть по прямій лінії до мети. Діють обертальні сили, які утримують кулю від прямої осі польоту. Основи зовнішньої балістики включають таке поняття, як прецесія, яка відноситься до обертання кулі навколо центру мас. Нутація – це невелике круговий рух на кінчику кулі. Прискорення прецесія і зменшуються по мірі збільшення відстані від кулі від стовбура.

Одним із завдань зовнішньої балістики є створення ідеальної кулі. Щоб зменшити опір повітря, ідеальна куля була б довгою важкою голкою, але такий снаряд пройшов би прямо через мету, не розсіюючи більшу частину своєї енергії. Сфери будуть відставати і вивільняти більше енергії, але можуть навіть не потрапити в ціль. Хороша аеродинамічна компромісна форма кулі – це параболічна крива з низькою лобової областю і формою розгалуження.

Кращою кульової композицією є свинець, який має високу щільність і дешевий для отримання. Його недоліки – тенденція до розм’якшення зі швидкістю > 1000 кадру в секунду, що призводить до того, що він змащує стовбур і зменшує точність, також свинець має тенденцію повністю розплавитися. Легування свинцю (Pb) з невеликою кількістю сурма (Sb) допомагає, але реальний відповідь полягає в тому, щоб зв’язати свинцеву кулю з жорстким сталевим бочонком через інший метал, досить м’який, щоб запечатати кулю в стовбурі, але з високою температурою плавлення. Мідь (Cu) найкраще підходить для цього матеріалу в якості «піджака» для свинцю. Балістика терміналів (попадання в ціль)

Коротка, високошвидкісна куля починає різко гарчати, повертатися і навіть обертатися при вході в тканину. Це призводить до того, що більше тканини зміщується, збільшується опір і надає більшу частину кінетичної енергії мети. Більш довга, більш важка куля може мати більше енергії в більш широкому діапазоні, коли вона попадає в ціль, але вона може проникати так добре, що вона виходить з мети з більшою частиною своєї енергії. Навіть куля з низькою кінетикою може принести значний збиток тканини. Кулі виробляють пошкодження тканин трьома способами: Руйнування і дроблення. Діаметр пошкодження при роздавлюванні в тканини – це діаметр кулі або фрагмента, аж до довжини осі. Кавітація – «постійна» порожнину викликана траєкторією (доріжку) самої кулі з дробленням тканини, тоді як «тимчасова» порожнина утворена радіальним розтягуванням навколо кульової доріжки від безперервного прискорення середовища (повітря або тканини) в результаті кулі, змушуючи ранову порожнину розтягуватися назовні. Для снарядів, що рухаються з низькою швидкістю, постійні і тимчасові порожнини майже однакові, але з великою швидкістю і з кульовим рысканием тимчасова порожнину стає більше. Ударні хвилі. Ударні хвилі стискають середовище і рухаються попереду кулі, а також по сторонах, але ці хвилі триває всього кілька мікросекунд і не викликають глибоких руйнувань з малою швидкістю. При великій швидкості генеруються ударні хвилі можуть досягати до 200 атмосфер тиску. Проте перелом кістки через кавітації є надзвичайно рідкісною подією. Балістична хвиля тиску від далекого кульового удару може викликати у людини струс, що викликає гострі неврологічні симптоми.

Експериментальні методи для демонстрації пошкодження тканин використовували матеріали з характеристиками, подібними м’яких тканин і шкіри людини.

Конструкція кулі важлива в потенціалі поранення. Гаазька конвенція 1899 року (і згодом Женевська конвенція) забороняла використання розширюються, деформівних куль у воєнний час. Тому у військових куль є металеве облачення навколо свинцевого ядра. Зрозуміло, договір був меншою мірою пов’язаний з дотриманням, ніж той факт, що сучасні військові штурмові гвинтівки стріляють снарядами з високою швидкістю, а кулі повинні бути покриті мідною оболонкою, оскільки свинець починає плавитися з-за тепла, що утворюється зі швидкістю > 2000 кадрів в секунду.

Зовнішня і внутрішня балістика ПМ (пістолета Макарова) відрізняється від балістики так званих «руйнуються» куль, призначених для руйнування при ударі по твердій поверхні. Такі кулі зазвичай виготовляють з металу, відмінного від свинцю, такого як мідний порошок, ущільнений у вигляді кулі. Відстань від мішені дула відіграє велику роль в здатності до поранення, оскільки більшість куль, випущених з пістолетів, втратили значну кінетичну енергію (СЕ) на відстані 100 ярдів, в той час як високошвидкісні військові знаряддя, як і раніше, мають значний СЕ навіть на 500 ярдів. Таким чином, зовнішня і внутрішня балістика ПМ і військових та мисливських рушниць, призначених для доставки куль з великою кількістю СЕ на більшу відстань, будуть відрізнятися.

Проектування кулі для ефективної передачі енергії конкретної мети не є простим, оскільки цілі відрізняються. Поняття внутрішньої та зовнішньої балістики включає в себе також дизайн снаряда. Щоб проникнути в товсту шкуру і жорстку кістка слона, куля повинна бути невеликого діаметру і досить міцною, щоб протистояти дезінтеграції. Однак така куля проникає у більшість тканин, як спис, завдаючи трохи більше шкоди, ніж ножова рана. Куля, призначена для пошкодження тканин людини, потребуватиме певних «гальм», щоб вся СЕ передавалися мети.

Легше конструювати функції, які допомагають уповільнити більшу, повільну рухому кулю в тканинах, ніж невелика, високошвидкісна куля. До таких заходів відносяться модифікації форми, такі як кругла, сплюснутий або куполоподібна. Круглі носові кулі забезпечують найменшу гальмування, зазвичай покриті оболонкою і корисні головним чином у пістолетах з малою швидкістю. Сплюснута конструкція забезпечує найбільшу гальмування тільки від форми, не вкривається оболонкою і використовується в пістолетах з малою швидкістю (часто для цільової практики). Конструкція купола є проміжною між круглим і ріжучим інструментом і корисна при середній швидкості.

Конструкція кулі порожнистих точок полегшує поворот кулі «навиворіт» і вирівнювання фронту, зване «розширенням». Розширення надійно відбувається лише при швидкостях, що перевищують 1200 кадрів в секунду, тому підходить тільки для пістолетів з максимальною швидкістю. Разрушаемая куля, що складається з порошку, призначена для дезінтеграції при ударі, доставки всього СЕ, але без значного проникнення, розмір фрагментів повинен зменшуватися по мірі збільшення швидкості удару. Потенціал поранення

Тип тканини впливає на потенціал поранення, а також на глибину проникнення. Питома вага (щільність) і еластичність є основними тканинними факторами. Чим вище питома вага, тим більшої шкоди. Чим більша еластичність, тим менше шкоди. Таким чином, легка тканина з низькою щільністю і високою еластичністю пошкоджується менше м’язів з більш високою щільністю, але з певною еластичністю.

Печінка, селезінка і мозок не мають еластичності і легко травмуються, як і жирова тканина. Заповнені рідиною органи (сечовий міхур, серце, великі судини, кишечник) можуть лопнути за створюваних хвиль тиску. Куля, що вражає кістка, може призвести до фрагментації кістки і / або до утворення численних вторинних ракет, кожна з яких викликає додаткове поранення. Балістика пістолета

Це зброя легко ховається, але важко точно прицілитися, особливо в місцях злочину. Більшість стрільб зі стрілецької зброї відбуваються на відстані менше 7 ярдів, але навіть в цьому випадку більшість куль пропускають намічену ціль (тільки 11% патронів нападників і 25% куль, випущених поліцейськими, потрапляють в намічену ціль в одному дослідженні). Зазвичай зброю низького калібру використовується у злочинах, тому що вони дешевше і легше носити і легше контролювати під час стрільби.

Знищення тканин може бути збільшено будь калібром з використанням кулі з розширення порожнистими точками. Двома основними змінними в балістиці пістолетів є діаметр кулі і обсяг пороху в корпусі картриджа. Картриджі більш старого дизайну були обмежені тисками, які вони могли витримати, але досягнення в металургії дозволили подвоїти і потроїти максимальний тиск, щоб можна було генерувати більше кінетичної енергії. Автор: Катерина Нікітіна 21 Липня 2018

2 из 23

Внутрішня балістика – це наука, яка займається вивченням процесів, які відбуваються під час пострілу, і особливо під час руху кулі (гранати) вздовж каналу ствола.

Постріл і його періоди

Пострілом називається викидання кулі (гранати) з каналу ствола зброї енергією газів, які утворюються при згоранні порохового заряду. Постріл відбувається в дуже короткий проміжок часу (0,001-0,06 с). При цьому утворюється велика кількість газів та виділяється багато тепла.

Так, наприклад, пороховий заряд зразка 1943 р. масою 1,6г згорає при пострілі за 0,0012 с та створює при вибуху 1,6 л газів, тобто по об’єму приблизно у 1000 разів більше, ніж було вибухової речовини до пострілу. Температура порохових газів досягає 2500-3000 градусів С.

Порох містить в собі велику енергію. Заряд масою 1,45г виштовхує з каналу ствола автомата АК-74 кулю масою 3,4 грама з швидкістю 900 м/с (3374 км/год) та вистрілює її на відстань 3150м. Потужність пострілу більше 2100 к.с., тобто більше потужності паровозу. Однак, паровоз свою потужність (~2000 к.с.) віддає неперервно, секунда за секундою, година за годиною, а зброя досягає своєї потужності за малі частки секунди.

3 из 23

Явища, які виникають при пострілі

Від удару ударника по капсулю зачиненого в патроннику патрона відбувається вибух ударного складу. Полум’я від капсуля через затравочні отвори на дні гільзи проникає до порохового заряду та запалює його. При згоранні порохового (бойового) заряду утворюється велика кількість сильно нагрітих газів (до 3000°С), які створюють в каналі ствола високий тиск на дно кулі, дно та стінки гільзи, а також на стінки ствола та затвор.

Під тиском порохових газів куля зміщується зі свого місця та врізається оболонкою в нарізи каналу ствола. Тиск газів, який потрібен для цього, називається тиском форсування .

Оскільки нарізи проходять по стінкам ствола гвинтоподібно (в’ються зліва вгору направо), то куля, врізаючись в них, набуває обертального руху, порох продовжує горіти, при цьому збільшується кількість газів та їх об’єм. Куля просувається по каналу ствола з неперервно зростаючою швидкістю та виштовхується назовні за напрямком осі каналу ствола .

Від тиску газів на стінки гільзи та ствола відбувається їх розтягування, і гільза, щільно притискаючись до патронника, перешкоджає прориву порохових газів в сторону затвору. Одночасно при пострілі тиск газів на дно гільзи викликає рух зброї (ствола) назад, а також виникає коливальний рух (вібрація) ствола та відбувається його нагрівання.

Розпалені гази та частки незгорілого пороху, які витікають з каналу ствола слідом за кулею, при пострілі разом з повітрям породжують полум’я та ударну хвилю; остання є джерелом звуку при пострілі.

При згоранні порохового заряду, приблизно 25-35 % енергії, яка виділяється, йде на надання кулі поступального руху (основна робота); 15-25% енергії – на виконання другорядних робіт (врізання та подолання тертя кулі при русі по каналу ствола; нагрівання стінок ствола, гільзи та кулі; переміщення рухомих частин зброї, газоподібної та незгорілої частин пороху); близько 40% енергії не використовується та губиться після вильоту кулі з каналу ствола.

4 из 23

Постріл триває дуже короткий проміжок часу (0,001 – 0,06с). При пострілі розрізняють 4 послідовних періоди:

– Перший чи основний;

– Третій, або період післядії газів;

5 из 23

6 из 23

Попередній період триває від початку горіння порохового заряду до повного врізання оболонки кулі в нарізи ствола. Протягом цього періоду в каналі ствола створюється тиск газів, необхідних для того аби зсунути кулю з місця та подолати опір її оболонки врізанню в нарізи ствола. Цей тиск називається тиском форсування; він досягає 250-500 кг/см2 (300 кг/см2 у стрілкової зброї під патрони зразка 1943 р.) в залежності від конструкції нарізів, ваги кулі та міцності її оболонки.

Перший, чи основний період триває від початку руху кулі до моменту повного згорання порохового заряду. В цей період горіння порохового заряду відбувається в об’ємі, що швидко змінюється. На початку періоду , коли швидкість руху кулі по каналу ствола ще невелика, кількість газів росте швидше, ніж об’єм закулевого простору (простір між дном кулі та дном гільзи), тиск газів швидко підвищується та досягає найбільшої величини (наприклад, у стрілецької зброї під патрони зразка 1943 р.- 2800 кг/см2) . Цей тиск створюється у стрілецькій зброї при проходженні кулею 4-6 см шляху. Потім, внаслідок швидкого збільшення швидкості руху кулі об’єм закульного простору збільшується швидше, ніж приток нових газів, тиск починає знижуватися, в кінці періоду він дорівнює приблизно 2/3 максимального тиску. Швидкість руху кулі постійно зростає і наприкінці періоду досягає приблизно ¾ початкової швидкості. Пороховий заряд повністю згорає до того, як куля вилетить з каналу ствола.

Другий період триває від моменту повного згорання порохового заряду до моменту вильоту кулі з каналу ствола. З початком цього періоду приток порохових газів зупиняється, однак сильно стиснуті та нагріті гази розширюються та спричиняють тиск на кулю, збільшуючи швидкість її руху . Зниження тиску в другому періоді відбувається досить швидко і біля дульного зрізу – дульний тиск – складає у різних зразків зброї 300-900 кг/см2. Швидкість кулі в момент вильоту її з каналу ствола (дульна швидкість) трохи менше початкової швидкості.

У деяких видів стрілецької зброї, особливо коротко-ствольних (наприклад, пістолет Макарова), другий період відсутній, оскільки повного згорання порохового заряду до моменту вильоту кулі з каналу ствола фактично не відбувається.

Третій період , або період післядії газів триває від моменту вильоту кулі з каналу ствола до моменту зупинки дії порохових газів на кулю (10-15 см від ствола). Протягом цього періоду порохові гази, витікаючі з каналу ствола з швидкістю 1200-2000 м/с, продовжують діяти на кулю та передають їй додаткову швидкість. Найбільшої (максимальної) швидкості куля досягає в кінці третього періоду на відстані кількох десятків сантиметрів від дульного ствола. Розпалені гази, що витікають з каналу ствола слідом за кулею, при зустрічі з повітрям утворюють полум’я та ударну хвилю, яка являється джерелом звуку при пострілі.

Третій період закінчується в той момент, коли тиск порохових газів на дно кулі буде врівноважений опором повітря.

7 из 23

Початкова швидкість кулі (гранати) та її практичне значення

Для польоту кулі в повітрі велике значення має швидкість, з якою куля покидає канал ствола, тобто швидкість в точці вильоту. Ця швидкість одна з основних характеристик польоту кулі в повітрі.

Початковою швидкістю польоту кулі називається швидкість, з якою куля покидає канал ствола, тобто швидкість на зрізі ствола (в точці вильоту).

Вона позначається υ₀ та вимірюється в метрах за секунду (м/с). Ця швидкість трохи більша дульної, але менше максимальної. Визначається розрахунковим шляхом.

Підвищення υ₀ призводить до:

• збільшення дальності польоту кулі;
• збільшення пробивної та убивчої дії кулі;
• зниження дії зовнішніх умов на політ кулі.

Величина υ₀ залежить від:

• довжини ствола;
• ваги кулі;
• ваги заряду, його температури та вологості та ін. факторів

Так, чим довший ствол (до відомих меж), тим довше діють на кулю порохові гази і тим більша початкова швидкість. Наприклад, при стрільбі патронами зразка 1943 р. υ₀ рівна з автомата, при L нарізної частини ствола 396мм – 715 м/с; з карабіна, при L нарізної частини ствола 544мм – 745 м/с; з АК-74 при L=372 – 900 м/с; РПК – 74 при L=549 – 960 м/с.

При сталій довжині ствола υ₀ тим більша, чим менша вага кулі (при одній і тій же вазі заряду) або чим більша вага заряду(при одній і тій же вазі кулі).

8 из 23

Крім цього, на величину υ₀ здійснює вплив зміна швидкості горіння пороху: чим більша швидкість горіння пороху, тим швидше зростає тиск газів та швидкість руху кулі по каналу.

Так, зі зростанням температури порохового заряду швидкість горіння пороху збільшується, а тому збільшується максимальний тиск і початкова швидкість. При зменшенні температури заряду, початкова швидкість кулі знижується. Збільшення (зменшення) υ₀ викликає збільшення (зменшення) дальності польоту кулі. В зв’язку з цим необхідно враховувати поправку дальності на температуру повітря та заряду (температура заряду приблизно дорівнює температурі повітря).

На швидкість горіння пороху впливає також його вологість. З підвищенням вологості порохового заряду зменшується швидкість його горіння та початкова швидкість кулі.

Від початкової швидкості кулі залежить дальність польоту, убивча та пробивна дія кулі, а також дія зовнішніх умов на її політ. Із збільшенням початкової швидкості, влив зовнішніх умов зменшується.

Убивча дія кулі – дія кулі на живий організм. Убивча сила кулі характеризується її енергією в момент зустрічі з цілю. Для того, аби вивести людину зі строю, достатньо енергії, яка дорівнює 8кг∙м (78,5 Дж).

При стрільбі з автомата АК-74 початкова енергія дорівнює 207 кг∙м, а на дальності 800м складає 29 кг∙м. (Дальність, до якої зберігається убивча дія кулі (АК-74) – 1350м.

Пробивна дія кулі – характеризується глибиною її проникненням в перешкоду певної щільності.

Так, наприклад, при стрільбі з АК-74 кулею пробивається:

• каска (сталевий шолом) – до 800м;
• бронежилет – до 550м;
• земляна загорожа з втрамбованого суглинистого грунту (20-25 см) – 400м;
• цегляна кладка (10 – 12см) – 100м;
• сталеві листи (при куті пострілу 90 0 ) товщиною:
• 2мм – 950м,
• 3мм – 670м,
• 5мм – 350м,
• стінка з сухих соснових брусків, товщиною 20см – 650м

Пробивна та убивча дії кулі залежить від її маси, форми та швидкості, яка буде у кулі в момент зустрічі з ціллю.

Таким чином, зі збільшенням υ₀ збільшується дальність польоту кулі, її пробивна та убивча дія

9 из 23

Відбій зброї та кут вильоту

З погляду того, що тиск газів в каналі ствола діє у різні боки з однаковою силою, то при пострілі він не лише виштовхує кулю вперед, але й відштовхує зброю назад.

Рух зброї (ствола) назад під час пострілу називається відбоєм .

Відбій стрілецької зброї відчувається у вигляді поштовху в плече, руку чи грунт. Дія відбою зброї характеризується величиною швидкості та енергії, якою вона володіє при русі назад. Швидкість відбою зброї приблизно у стільки разів менше початкової швидкості кулі, у скільки разів куля легше зброї.

Енергія відбою у АКМ та АК-74 не більше 2 кг∙м (19,6 Дж) і сприймається стріляючим безболісно.

Сила тиску порохових газів (сила відбою) та сила опору відбою (упор прикладу, рукоятки, центр тяжіння зброї і т.д.) розташовані не на одній прямій і направлені в протилежні сторони. Вони утворюють пару сил, під дією яких дульна частина зброї відхиляється вгору. Відхилення тим більше, чим більше плече цієї пари сил. Крім цього, при пострілі ствол зброї здійснює коливальний рух – вібрує. В результаті вібрації дульна частина ствола в момент вильоту кулі може також відхилитися від початкового положення в будь-який бік (вгору, вниз, вправо, вліво). Величина цього відхилення збільшується при неправильному використанні упору для стрільби, забруднення зброї і т. ін.

У автоматичної зброї, яка має газоотвідний отвір в стволі, внаслідок тиску газів на передню стінку газової камери, підкидається дульна частина ствола зброї при пострілі.

10 из 23

11 из 23

Вплив вібрації ствола, відбій зброї та інші причини призводять до виникнення кута між напрямком осі каналу ствола до пострілу і її напрямком в момент вильоту кулі з каналу ствола.

Кут між напрямком осі каналу ствола до пострілу та її напрямком в момент вильоту кулі з каналу ствола називається кутом вильоту.

Кут вильоту вважається позитивним, коли вісь каналу ствола в момент вильоту кулі вище її положення до пострілу, та негативним, коли вона нижче.

Величина кута вильоту має практичне значення і залежить від підготовки стрільця.

Достатньо при підготовці перемістити кисть лівої руки по цівці вперед або назад, і величина кута вильоту зміниться й кулі підуть відповідно нижче чи вище.

Якщо приклад уперти в плече верхньою частиною затильника, то кут вильоту зменшиться і кулі підуть вниз, а якщо приклад уперти нижньою частиною затильника, то кут вильоту збільшиться, кулі підуть вгору.

Для забезпечення одноманітності кута вильоту та зменшення впливу відбою на результат стрільби необхідно точно дотримуватися прийомів стрільби та правил догляду за зброєю.

З метою зменшення шкідливого впливу відбою на результати стрільби в автоматах Калашникова використовуються спеціальні пристрої: компенсатори у автомата АКМ та дульний гальмо-компенсатор у АК-74. Витікаючі з каналу ствола гази, ударяючись в стінки компенсатора, дещо опускають дульну частину ствола вліво і вниз.

Пряма лінія , що являє собою продовження осі каналу ствола до пострілу – лінія підвищення .

Пряма лінія, що являє собою продовження осі каналу ствола в момент вильоту кулі – лінія метання .

12 из 23

Основи зовнішньої балістики

Зовнішня балістика – це наука, яка вивчає рух кулі (гранати) після припинення дії на неї порохових газів.

Траєкторія польту кулі (гранати) в повітрі, її елементи та форми

В момент пострілу ствол зброї займає відповідне положення. Політ кулі в повітрі починається по прямій лінії, яка є продовженням осі каналу ствола в момент вильоту кулі. Ця лінія називається лінією метання.

При польоті кулі, в повітрі, на неї діють дві сили:

сила опору повітря.

Сила тяжіння все більше і більше відхиляє кулю від лінії метання.

Сила опору повітря направлена на зустріч польоту кулі і змушує її безперервно втрачати швидкість польоту і приводить до зменшення дальності польоту кулі.

Сила опору повітря спричинена трьома основними причинами: тертям повітря, утворенням завихрень і утворенням балістичної хвилі.

13 из 23

14 из 23

Крива лінія, яку описує центр тяжіння кулі (гранати) при польоті, називається траєкторією .

Початком траєкторії є точка вильоту кулі (центр дулового зрізу ствола), кінцем – точка зустрічі (точка перетину траєкторії з поверхнею цілі, перешкоди чи землі).

Сила опору повітря не тільки безперервно сповільнює рух кулі, але і намагається “перекинути” її.

Для того, щоб цього не сталося, під дією сили опору повітря, їй надають за допомогою нарізів в каналі ствола швидкий обертальний рух. Наприклад, при пострілі з автомата Калашникова швидкість обертів кулі дорівнює близько 3000 обертів за секунду.

В результаті одночасної дії кулю обертового руху, опору повітря, а також пониження під дією сили тяжіння дотичної до траєкторії відбувається відхилення кулі від площини стрільби в бік її обертання.

15 из 23

Відхилення кулі від площини стрільби в бік її обертання називається деривацією

Причина деривації: обертальний рух кулі, опір повітря і зниження під дією сили тяжіння дотичної до траєкторії. При відсутності лише однієї з причин, деривації не буде.

Рис. 6. Деривація кулі (вигляд зверху).

При правій нарізці ствола деривація завжди відбувається в правий бік від площини стрільби.

16 из 23

Основними елементами траєкторії є:

• горизонт зброї – горизонтальна площина, яка проходить через точку вильоту кулі. Для того, щоб куля могла влучити в яку-небудь точку, яка знаходиться на горизонті зброї, необхідно ствол зброї направити вище горизонту (під деяким кутом до нього). Величина цього кута зазвичай регулюється установленням прицілу;
• лінія підвищення – пряма лінія, яка є продовженням осі каналу ствола до пострілу (по закінченню наведення);
• площина стрільби – вертикальна площина, яка проходить через лінію піднесення;
• кут підвищення – кут замкнений між лінією підвищення і горизонтом зброї;
• кут метання – кут між лінією метання і горизонтом зброї;

17 из 23

Основними елементами траєкторії є:

• вершина траєкторії – найвища точка траєкторії над горизонтом зброї. Вершина поділяє траєкторію на дві частини:
  • від точки вильоту кулі до вершини траєкторії лінія більш довга і полога, бо куля має ще велику швидкість (висхідна гілка траєкторії);
  • від вершини траєкторії до точки перетину її з горизонтом зброї гілка коротша і крутіша, бо куля вже втратила швидкість (спадна гілка траєкторії);

  18 из 23

  Основними елементами траєкторії є:

  • висота траєкторії – найкоротша відстань від вершини траєкторії до горизонту зброї;
  • кут падіння – кут замкнений між дотичною до траєкторії в точці падіння і горизонтом зброї;
  • прицільна дальність – відстань від точки вильоту до перетину траєкторії з лінією прицілювання;
  • лінія прицілювання – пряма лінія, яка проходить від ока стріляючого через середину прорізу прицілу (на рівні з її краями) і вершину мушки в точку прицілювання;
  • точка прицілювання – точка на цілі або за її межами, на яку наводиться зброя.
  • точка зустрічі – точка перетину траєкторії з поверхнею ці­лі (землі, перешкоди).
  • кут зустрічі – кут між дотичною до траєкторії та дотичною до поверхні цілі (землі, перешкоди) в точці зустрічі.
  • кут місця цілі – кут між лінією прицілювання та горизонтом зброї.

  19 из 23

  Форма траєкторії і її практичне значення

  Форма траєкторії залежить від величини кута підвищення (кут між лінією підвищення і горизонтом зброї). Зі збільшенням кута підвищення висота траєкторії і горизонтальна дальність кулі (гранати) збільшується, але це відбувається до певної межі. За цією межею висота траєкторії продовжує збільшуватись, а горизонтальна дальність починає зменшуватись.

  Кут підвищення, при якому повна горизонтальна дальність (горизонтальна дальність) польоту кулі (гранати) стає найбільшою, називається кутом найбільшої дальності .

  Величина найбільшої дальності для куль різних видів зброї складає біля 35

  Траєкторії, які отримують при кутах підвищення, менших кута найбільшої дальності, називаються настильними .

  Траєкторії, які отримують при кутах підвищення більших кута найбільшої дальності, називаються навісними .

  При стрільбі з однієї і тієї ж зброї (при однакових початкових швидкостях) можна отримати дві траєкторії з однаковою горизонтальною дальністю: настильною і навісною.

  Траєкторії, які мають однакову горизонтальну дальність при різних кутах підвищення, називаються сполученими .

  При стрільбі з вогнепальної зброї і гранатометів використовують тільки настильні траєкторії. Чим пологіша траєкторія, тим на більшому просторі місцевості ціль може бути уражена з одним встановленням прицілу (тим менший вплив на результати стрільби мають помилки в межах встановлення прицілу); в цьому заключається практичне значення настильної траєкторії.

  20 из 23

  Тепер, коли ми ознайомились з польотом кулі в повітрі, не важко зрозуміти, що якщо ціль буде знаходитись на лінії продовження осі каналу ствола, то куля в неї не попаде, а впаде нижче. Це станеться тому, що куля в результаті свого тяжіння за час польоту до цілі опуститься від наданого їй початкового напрямку.

  Для того щоб уразити ціль, необхідно вісь каналу ствола зброї направити вище точки, в яку ми хочемо попасти.

  Надання осі каналу ствола потрібного положення в горизонтальній і вертикальній площині називається наведенням або прицілюванням .

  Точка, в яку наводиться зброя, називається точкою прицілювання . В залежності від висоти цілі і дальності стрільби її вибирають в середині нижнього обріза цілі, в центрі її або поза її межами.

  Лінія, яка іде від ока стріляючого через середину прорізу прицілу на рівні з її краями і вер­шину мушки в точку прицілювання, є лінією прицілювання .

  Постріл, при якому траєкторія польоту кулі не піднімається над лінією прицілювання вище цілі по всій своїй довжині, називається прямим пострілом