Что такое деривация в стрельбе

Баллистика изучает метание снаряда (пули) из ствольного оружия. Баллистику делят на внутреннюю, которая изучает явления происходящие в стволе в момент выстрела, и внешнюю, объясняющую поведение пули после вылета из ствола.

Основы внешней баллистики

Знание внешней баллистики (далее баллистики) позволяет стрелку еще до выстрела с достаточной для практического применения точностью знать, куда попадет пуля. На точность выстрела влияет масса взаимосвязанных факторов: динамическое взаимодействие деталей и частей оружия между собой и телом стрелка, газа и пули, пули со стенками канала ствола, пули с окружающей средой после вылета из ствола и многое другое.

После вылета из ствола пуля летит не по прямой, а по так называемой баллистической траектории, близкой к параболе. Иногда на малых дистанциях стрельбы отклонением траектории от прямолинейной можно пренебречь, однако на больших и предельных дистанциях стрельбы (что характерно для охоты) знание законов баллистики абсолютно необходимо.

Деривация

Основы внешней баллистики, вращение пули и деривация

На пулю, вылетевшую из ствола с определенной скоростью, в полете действуют две основные силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Действие силы тяжести направлено вниз, оно заставляет пулю непрерывно снижаться. Действие силы сопротивления воздуха направлено навстречу движению пули, оно заставляет пулю непрерывно снижать скорость полета. Все это приводит к отклонению траектории вниз.

Для повышения устойчивости пули в полете на поверхности канала ствола нарезного оружия имеются спиральные канавки (нарезы), которые придают пуле вращательное движение и тем самым предотвращают ее кувыркание в полете.

Вследствие вращения пули в полете

Вследствие вращения пули в полете, сила сопротивления воздуха действует неравномерно на разные части пули. В результате пуля встречает большее сопротивление воздуха одной из сторон и в полете все больше и больше отклоняется от плоскости стрельбы в сторону своего вращения. Это явление называется деривацией. Действие деривации неравномерно и усиливается к концу траектории.

Мощные пневматические винтовки могут придать пуле начальную скорость выше звуковой (до 360-380 м/с). Скорость звука в воздухе не постоянна (зависит от атмосферных условий, высоты над уровнем моря и т.д.), но ее можно принять равной 330-335 м/с. Легкие пули для пневматики с малой поперечной нагрузкой испытывают сильные возмущения и отклоняются от своей траектории, преодолевая звуковой барьер. Поэтому целесообразно стрелять более тяжелыми пулями с начальной скоростью приближающейся к скорости звука.

На траекторию полета пули также влияют метеоусловия — ветер, температура, влажность и давление воздуха.

Ветер считается слабым при его скорости 2 м/c, средним (умеренным) — при 4 м/c, сильным — при 8 м/c. Боковой умеренный ветер, действующий под углом 90° к траектории, уже весьма значительно влияет на легкую и «малоскоростную» пулю, выпущенную из пневматического оружия. Воздействие ветра той же силы, но дующего под острым углом к траектории — 45° и менее — вызывает вдвое меньшее отклонение пули.

Деривация при стрельбе чтоэто

Ветер, дующий вдоль траектории в ту или иную сторону, замедляет или ускоряет скорость пули, что нужно учитывать при стрельбе по движущейся цели. На охоте скорость ветра можно оценить с приемлемой точностью при помощи носового платка: если взять платок за два угла то при слабом ветре он будет слегка колыхаться, при умеренном — отклоняться на 45°, а при сильном — развиваться горизонтально поверхности земли.

Нормальными метеоусловиями считаются: температура воздуха — плюс 15°С, влажность — 50%, давление — 750 мм ртутного столба. Превышение температуры воздуха над нормальной приводит к повышению траектории на той же дистанции, а понижение температуры — к понижению траектории. Повышенная влажность приводит к понижению траектории, а пониженная — к повышению траектории. Напомним, что атмосферное давление изменяется не только от погоды, но и от высоты над уровнем моря — чем выше давление, тем ниже траектория.

Для каждого «дальнобойного» оружия и боеприпаса существуют свои таблицы поправок, позволяющие учитывать влияние метеоусловий, деривации, взаиморасположение стрелка и цели по высоте, скорости пули и других факторов на траекторию полета пули. К сожалению, для пневматического оружия подобные таблицы не публикуются, поэтому любители стрелять на предельные дистанции или в малоразмерные цели вынуждены составлять такие таблицы сами — их полнота и точность являются залогом успеха на охоте или соревнованиях.

При оценке результатов стрельбы нужно помнить, что на пулю с момента выстрела и до конца ее полета действуют некоторые случайные (не учитываемые) факторы, что приводит к небольшим отклонениям траектории полета пули от выстрела к выстрелу. Поэтому даже в «идеальных» условиях (например, при жестком закреплении оружия в станке, постоянстве внешних условий и т.п.) попадания пуль в цель имеют вид овала, сгущающегося к центру. Такие случайные отклонения называются девиацией. Формула ее расчета приведена ниже в этом разделе.

А теперь рассмотрим траекторию полета пули и ее элементы (см. рисунок 1).

Прямая линия, представляющая продолжение оси канала ствола до выстрела, называется линией выстрела. Прямая линия, являющаяся продолжением оси ствола при вылете из него пули, называется линией бросания. Из-за колебаний ствола его положение в момент выстрела и в момент вылета пули из ствола будет отличаться на угол вылета.

В результате действия силы тяжести и силы сопротивления воздуха пуля летит не по линии бросания, а по неравномерно изогнутой кривой, проходящей ниже линии бросания.

Началом траектории является точка вылета. Горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета, называется горизонтом оружия. Вертикальная плоскость, проходящая через точку вылета по линии бросания, называется плоскостью стрельбы.

Чтобы добросить пулю до любой точки на горизонте оружия, необходимо линию бросания направить выше горизонта. Угол, составленный линией выстрела и горизонтом оружия, называется углом возвышения. Угол, составленный линией бросания и горизонтом оружия, называется углом бросания.

Точка пересечения траектории с горизонтом оружия называется (табличной) точкой падения. Расстояние по горизонту от точки вылета до (табличной) точки падения называется горизонтальной дальностью. Угол между касательной к траектории в точке падения и горизонтом оружия называется (табличным) углом падения.

Самая высокая точка траектории над горизонтом оружия называется вершиной траектории, а расстояние от горизонта оружия до вершины траектории — высотой траектории. Вершина траектории делит траекторию на две неравные части: восходящую ветвь — более длинную и пологую и нисходящую ветвь — более короткую и крутую.

Рассматривая положение цели относительно стрелка, можно выделить три ситуации:

— стрелок и цель расположены на одном уровне.
— стрелок расположен ниже цели (стреляет вверх под углом).
— стрелок расположен выше цели (стреляет вниз под углом).

Для того, чтобы направить пулю в цель, необходимо придать оси канала ствола определенное положение в вертикальной и горизонтальной плоскости. Придание нужного направления оси канала ствола в горизонтальной плоскости называется горизонтальной наводкой, а придание направления в вертикальной плоскости — вертикальной наводкой.

Вертикальная и горизонтальная наводка производится с помощью прицельных приспособлений. Механические прицельные приспособления нарезного оружия состоят из мушки и целика (или диоптра).

Прямая линия, соединяющая середину прорези целика с вершиной мушки, называется прицельной линией.

Наводка стрелкового оружия с помощью прицельных приспособлений осуществляется не от горизонта оружия, а относительно расположения цели. В связи с этим элементы наводки и траектории получают следующие обозначения (см. рисунок 2).

Точка, по которой наводится оружие, называется точкой прицеливания. Прямая линия, соединяющая глаз стрелка, середину прорези целика, вершину мушки и точку прицеливания, называется линией прицеливания.

Угол, образованный линией прицеливания и линией выстрела, называется углом прицеливания. Этот угол при наводке получается путем установки прорези прицела (или мушки) по высоте, соответствующей дальности стрельбы.

Точка пересечения нисходящей ветви траектории с линией прицеливания называется точкой падения. Расстояние от точки вылета до точки падения называется прицельной дальностью. Угол между касательной к траектории в точке падения и линией прицеливания называется углом падения.

При расположении оружия и цели на одинаковой высоте линия прицеливания совпадает с горизонтом оружия, а угол прицеливания — с углом возвышения. При расположении цели выше или ниже горизонта оружия между линией прицеливания и линией горизонта образуется угол места цели. Угол места цели считается положительным, если цель находится выше горизонта оружия и отрицательным, если цель находится ниже горизонта оружия.

Угол места цели и угол прицеливания вместе составляют угол возвышения. При отрицательном угле места цели линия выстрела может быть направлена ниже горизонта оружия; в этом случае угол возвышения становится отрицательным и называется углом склонения.

В своем конце траектория пули пересекается либо с целью (преградой), либо с поверхностью земли. Точка пересечения траектории с целью (преградой) или поверхностью земли называется точкой встречи. От угла, под каким пуля попадает в цель (преграду) или в землю, их механических характеристик, материала пули зависит возможность рикошета. Расстояние от точки вылета до точки встречи называется действительной дальностью. Выстрел, при котором траектория не поднимается над линией прицеливания выше цели на всем протяжении прицельной дальности, называется прямым выстрелом.

Из всего вышесказанного ясно, что до начала практической стрельбы оружие нужно пристрелять (иначе — привести к нормальному бою). Пристрелку следует проводить с тем же боеприпасом и в тех же условиях, какие будут характерны при последующих стрельбах. Обязательно нужно учитывать размер цели, позицию стрельбы (лежа, с колена, стоя, из неустойчивых положений), даже толщину одежды (при пристрелке винтовки).

Линия прицеливания, проходящая от глаза стрелка через вершину мушки, верхний обрез целика и цель, является прямой линией в то время как траектория полета пули неравномерно искривленная книзу линия. Линия прицеливания расположена выше ствола на 2-3 см в случае открытого прицела и гораздо выше в случае оптического.

В простейшем случае, если линия прицеливания горизонтальна, траектория пули дважды пересекает линию прицеливания: на восходящей и нисходящей части траектории. Оружие обычно пристреливают (настраивают прицельные приспособления) на горизонтальное расстояние, на котором нисходящая часть траектории пересекает линию прицеливания.

Может показаться, что существуют всего две дистанции до цели — там, где траектория пересекает линию прицеливания — на которых гарантируется попадание. Так спортивная стрельба производится на фиксированной дистанции 10 метров, на которой траекторию полета пули можно считать прямолинейной.

Для практической стрельбы (например, охоты) обычно дальности стрельбы значительно больше и приходится учитывать кривизну траектории. Но здесь играет стрелку играет на руку тот факт, что размеры цели (убойного места) по высоте в этом случае может достигать 5-10 см и более. Если подобрать такую горизонтальную дальность пристрелки оружия, что высота траектории на дистанции не превысит высоты цели (так называемый прямой выстрел), то целясь под обрез цели, мы сможем поражать ее на всем протяжении дистанции стрельбы.

Дальность прямого выстрела, на которой высота траектории не поднимается над линией прицеливания выше высоты цели, весьма важная характеристика любого оружия, определяющая пологость траектории.
Точкой прицеливания обычно выбирают нижний обрез мишени или ее центр. Более удобно целиться под обрез, когда вся цель видна при прицеливании.

При стрельбе обычно приходится вводить вертикальные поправки, если:

• размер цели меньше, чем обычно.
• дистанция стрельбы превышает дистанцию пристрелки оружия.
• дистанция стрельбы ближе, чем первая точка пересечения траектории с линией прицеливания (характерно для стрельбы с оптическим прицелом).

Горизонтальные поправки обычно приходится вводить в процессе стрельбы в ветреную погоду или при стрельбе по движущейся цели. Обычно поправки для открытых прицелов вводятся путем стрельбы с упреждением (выносом точки прицеливания вправо или влево от цели), а не подстройкой прицельных приспособлений.

Источник: shooting-ua.com

Деривация (военное дело)

Дерива́ция в военном деле — отклонение траектории полёта пули или артиллерийского снаряда (это касается только нарезного оружия) под воздействием вращения, придаваемого нарезами, т.е. вследствие гироскопического эффекта. Явление деривации при движении продолговатых снарядов было впервые описано в трудах российского военного инженера генерала Н. В. Маиевского.

Причины деривации и её значение

Траектория пули/снаряда — линия не прямая, а приближающаяся к параболе, которая всё более отклоняется вниз от направления оси вращения пули в момент её вылета из ствола. Вследствие одновременного воздействия на пулю вращательного движения и сопротивления воздуха, стремящегося опрокинуть пулю головной частью назад, ось пули отклоняется от направления полёта в сторону вращения. Происходит это потому, что аэродинамический поток постоянно стремится приподнять головную часть пули. Поэтому она начинает занимать всё более выгодное с точки зрения сопротивления положение, так, чтобы ось вращения максимально совпадала с касательной к траектории. Это уводит её по направлению вращения [1] .

Силы, действующие на пулю/снаряд в полёте

Направление деривации совпадает с направлением нарезки ствола. Поскольку в подавляющем большинстве современных моделей огнестрельного оружия нарезы идут слева-верх-направо, деривационное отклонение пули/снаряда также происходит вправо [2] . Только в японском стрелковом оружии нарезка традиционно делается в левом направлении, поэтому и деривация у него тоже происходит влево [3] .

Деривация возрастает непропорционально дистанции стрельбы. С увеличеним дистанции деривация относительно постоянно возрастает, вследствие этого траектория пули при взгляде сверху представляет собой линию с постоянно растущей кривизной [2] . Отклонение пули под воздействием деривации на дистанциях около 1 км может быть значительным — при стрельбе из российской винтовки СВД порядка 40-60 см [4] , а при стрельбе из винтовки Мосина образца 1891/1930 года — около 1 метра; при этом на дистанции 100 м деривация пренебрежимо мала и для обеих этих винтовок составляет лишь 5-6 мм [4] [2] . Поэтому деривация при стрельбе из стрелкового оружия приобретает практическое значение только на дистанциях свыше 300 м. Так, например, снайперы, ведущие огонь на несколько сотен метров (и даже свыше 1 км), всегда учитывают деривацию [4] .

В современной артиллерии поправка на деривацию либо учитывается автоматически, либо заранее вносится в таблицы стрельбы. У некоторых моделей ручного огнестрельного оружия или оптических прицелов деривация закладывается в конструкцию: к примеру, прицел ПСО-1 для винтовки СВД специально смонтирован так, чтобы пуля уходила несколько левее. На дистанции 300 м она возвращается на линию прицеливания [4] .

Факторы, влияющие на деривацию

На деривацию в частности, влияют следующие факторы [4] [2] :

• Шаг нарезов в стволе оружия. Чем круче нарезка, тем сильнее деривация.

• Вес пули/снаряда. Тяжёлые пули меньше отклоняются деривацией, и при равном калибре это отклонение будет тем меньше, чем больше вес пули. Так, выпущенные из СВД тяжёлые пули спортивных патронов калибра 7,62×54 мм R весом 13,4 г отклоняются в полтора раза слабее, чем легкие пули, а на дистанции 1000 м и далее — вдвое меньше [4] .

• Возвышение ствола оружия при стрельбе (т.н. угол бросания) — чем он больше, тем меньше деривация. При стрельбе вертикально вверх (угол бросания 90°) вследствие отсутствия опрокидывающего момента в действии сопротивления воздуха деривации нет вообще. В военном деле этот фактор учитывается при стрельбе по воздушным целям.

• Температура воздуха. Чем она ниже, тем, как правило, сильнее деривация.

• Встречный ветер усиливает деривацию.

Применение современных пуль, разработанных в последние десятилетия, позволяет значительно снизить деривацию благодаря тщательно подобранной форме пули и её специально разработанному внутреннему строению, с правильно расположенными центром тяжести и центром массы. У пуль и снарядов, выпущенных из гладкоствольного оружия, а также таких, которые стабилизируются за счёт оперения (т.е. которые в полете не вращаются) деривация не возникает [1] .

См. также

• Баллистика
• Поправка на ветер
• Полёт снаряда

Примечания

1. ↑ 12Алексей Андреевич ПотаповСтрельба по дальним целям. Федерация стрельбы Украины. — Журнал «Охота и рыбалка. XXI век» №4 2010. Архивировано из первоисточника 23 июля 2012.Проверено 15 марта 2011.
2. ↑ 1234Под ред. В.Е.Германа Настольная книга охотника-спортсмена. — М .: Физкультура и спорт, 1954. — Т. 1. — С. 209. — 399 с. — 50 000 экз.
3. ↑Колмыков Антон НиколаевичМатематическое моделирование движения пули в преграде. ЦНЭАТ, г. Самара (2007). — Тезисы для Международной научно-практической конференции «Теория и практика судебной экспертизы в современных условиях». Москва , МГЮА, 14-15 февраля 2007 г.. Архивировано из первоисточника 23 июля 2012.Проверено 15 марта 2011.
4. ↑ 123456Алексей Андреевич ПотаповИскуссство снайпера. Раздел 4 (Практическая баллистика снайперской стрельбы). — Текст книги. Архивировано из первоисточника 18 марта 2012.Проверено 15 марта 2011.

• Баллистика
• Внешняя баллистика

Wikimedia Foundation . 2010 .

Источник: dic.academic.ru

ЯВЛЕНИЕ ДЕРИВАЦИИ

Вследствие одновременного воздействия на пулю вращательного движения, придающего ей устойчивое положение в полете, и сопротивления воздуха, стремящегося опрокинуть пулю головной частью назад, ось пули отклоняется от направления полета в сторону вращения. В результате этого пуля встречает сопротивление воздуха больше одной своей стороной и поэтому отклоняется от плоскости стрельбы все больше и больше в сторону вращения.

Такое отклонение вращающейся пули в сторону от плоскости стрельбы называется деривацией. Это довольно сложный физический процесс. Деривация возрастает непропорционально расстоянию полета пули, вследствие чего последняя забирает все больше и больше в сторону и ее траектория в плане представляет собой кривую линию (схема 66, табл. 7). При правой нарезке ствола деривация уводит пулю в правую сторону, при левой — в левую.

Схема 66. Деривация

На дистанциях стрельбы до 300 метров включительно деривация не имеет практического значения. Особенно это характерно для винтовки СВД, у которой оптический прицел ПСО-1 специально смещен влево на 1,5 см Ствол при этом слегка развернут влево и пули слегка (на 1 см) уходят левее. Принципиального значения это не имеет.

На дистанции 300 метров силой деривации пули возвращаются в точку прицеливания, то есть по центру. И уже на дистанции 400 метров пули начинают основательно уводиться вправо, поэтому, чтобы не крутить горизонтальный маховик, цельтесь противнику в левый (от вас) глаз (схема 67). Деривацией пулю уведет на 3- 4 см вправо, и она попадет противнику в переносицу.

На дистанции 500 метров цельтесь противнику в левую (от вас) сторону головы между глазом и ухом (схема 68) — это и будет приблизительно 6-7 см. На дистанции 600 метров — в левый (от вас) обрез головы противника (схема 69). Деривация уведет пулю вправо на 11-12 см. На дистанции 700 метров возьмите видимый просвет между точкой прицеливания и левым краем головы, где-то над центром погона на плече противника (схема 70). На 800 метров — дать поправку маховиком горизонтальных поправок на 0,3 тысячной (сетку подать вправо, среднюю точку попадания переместить влево), на 900 метров — 0,5 тысячной, на 1000 метров — 0,6 тысячной.

Чем выше угол места цели, тем меньше деривация. У стволов различных видов оружия шаг нарезов различный, следовательно, различной будет и деривация.

Следует учесть, что тяжелые пули меньше отклоняются деривацией, и отклонение это будет тем меньше, чем больше вес пули такого же калибра. Так, тяжелые пули спортивных патронов калибра 7,62 массой 13,4 г отклоняются в 1,5 меньше, чем легкие пули, а на дистанции 1000 м и далее — в 2 раза меньше.

Источник: arsenal-info.ru

Деривация пули: описание, особенности и интересные факты

Термин «деривация» имеет в обиходе много значений. Образован он латинским словом derivative, что означает «отведение», «отклонение». Под термином в общем понимании понимают отклонение от траектории, уход от основополагающих значений.

Деривация в военной области

Применительно к стрельбе из огнестрельного оружия деривацией обозначается отклонение траектории пули, снаряда. Оно вызвано их вращением, которое возникает вследствие нарезов в канале ствола огнестрельного оружия. Деривация — это и отклонение пули, вызываемое эффектом гироскопическим и Магнуса.

Силы, действующие на пулю

Пули при движении по траектории после выхода из ствола испытывают действие сил тяжести и воздушного сопротивления. Первая сила всегда направлена вниз, заставляя брошенное тело снижаться.

Сила воздушного сопротивления, постоянно воздействуя на пулю, замедляет ее поступательное движение и всегда направлена навстречу. Она делает все возможное, для того чтобы летящее тело опрокинуть, направить его головную часть назад.

Вследствие воздействия указанных сил движение пули происходит не в соответствии с линией бросания, а по неравномерной, изогнутой кривой, находящейся ниже бросковой линии, которая называется траекторией.

Сила сопротивления воздуха обязана своим возникновением нескольким факторам, а именно: трению, завихрениям, баллистической волне.

Пуля и трение

Воздушные частицы, непосредственно соприкасающиеся с пулей (снарядом), благодаря контакту с ее поверхностью движутся вместе с ней. Следующий за первым слоем воздушных частиц слой вследствие вязкости воздушной среды тоже начинает двигаться. Однако с меньшей скоростью.

Этот слой передает движение очередному и так далее. До тех пор, пока воздушные частицы перестают испытывать воздействие, скорость их относительно летящей пули становится равной нулю. Воздушная среда, начиная от непосредственно контактирующей с пулей (снарядом) и заканчивая той, в которой скорость частиц становится равна 0, называется слоем пограничным.

В нем образуются «касательные напряжения», иначе говоря — трение. Оно сокращает дистанцию полета пули (снаряда), замедляя ее скорость.

Процессы в пограничном слое

Пограничный слой, окружающий летящее тело, при достижении его дна отрывается. При этом возникает пространство разряжения. Образуется разность давлений, воздействующая на голову пули и ее дно. Этот процесс порождает силу, вектор которой направлен в противоположную движению сторону. Воздушные частицы, врываясь в разреженную область, создают области завихрения.

Баллистическая волна

В полете пуля воздействует с воздушными частицами, которые, сталкиваясь, начинают колебаться. От этого возникают воздушные уплотнения. Они образуют звуковые волны. Вследствие этого полет пули сопровождается характерным звуком. После того, как пуля начинает двигаться со скоростью, которая меньше звуковой, возникающее уплотнение опережает ее, убегая вперед, серьезного влияния на полет не оказывая.

Но при полете, в котором скорость пули или снаряда выше звуковой, волны звука набегают друг на друга, образуют уплотненную волну (баллистическую), что пулю замедляет. Расчеты показывают, на фронте давление на нее баллистической волны составляет около 8-10 атмосфер. Чтобы его преодолеть, затрачивается основная часть энергии летящего тела.

Иные факторы, влияющие на полет пули

Кроме сил воздушного сопротивления и тяжести, на пулю воздействуют: давление атмосферы, температурные значения среды, направление ветра, воздушная влажность.

Атмосферное давление на поверхности Земли неравномерно относительно уровня моря. С повышением на 100 метров оно снижается приблизительно на 10 мм ртутного столба. Вследствие этого стрельба, которая идет на высоте, осуществляется в условиях пониженной силы сопротивления и воздушной плотности. Это приводит к увеличению дальности полета.

Влажность воздуха влияние также оказывает, но незначительно. Его обычно не учитывают, за исключением стрельбы на дальние дистанции. Если при стрельбе ветер попутный, то пуля пролетит большее расстояние, чем в условии безветрия. Ветер встречный — дистанция уменьшается. Боковые ветра на пулю оказывают большое влияние, отклоняют ее в ту сторону, куда дуют.

Все указанные выше силы и факторы воздействуют на пулю под углами к ней. Их влияние направлено на то, чтобы опрокинуть движущееся тело. Поэтому для предотвращения опрокидывания пули (снаряда) в полете им придают при выходе из канала ствола вращательное движение. Оно образуется посредством наличия в стволе нарезов.

Вращающаяся пуля приобретает гироскопические свойства, которые позволяют сохранять летящему телу в пространстве свое положение. При этом пуля получает возможность оказывать сопротивление воздействию внешних сил на значительный отрезок своего пути, сохранять заданное положение оси. Однако вращающаяся в полете пуля отклоняется от прямолинейного направления движения, что вызывает деривацию.

Гироскопический эффект и эффект Магнуса

Гироскопический эффект — это явление, при котором остается неизменным направление движения в пространстве быстро вращающегося тела. Он присущ не только пулям, снарядам, а также многочисленным техническим устройствам, таким как роторы турбин, винты самолетов, а также всем движущимся по орбитам небесным телам.

Эффектом Магнуса называется физическое явление, которое возникает при обтекании вращающейся пули потоком воздуха. Вращающееся тело создает вокруг себя вихревое движение и разности давлений, из-за чего возникает сила, имеющая векторное направление, перпендикулярное потоку воздуха.

Применительно к практической плоскости это означает, что при наличии бокового ветра с левой стороны пулю сносит вверх, а с правой — вниз. Но на небольших дистанциях влияние эффекта Магнуса несущественно. Его следует принимать во внимание при стрельбе на длинные расстояния. Вследствие этого стрелки-снайперы вынуждены использовать специальный прибор — анемометр, который измеряет скорость ветра. Более того, в практике распространены учитывающие деривацию пули 7,62 таблицы.

Причины деривации и ее значение

Деривация пули всегда направлена в ту сторону, в которую проходят стволовые нарезки. В связи с тем, что все современные модели нарезного оружия имеют нарезы в направлении слева – вверх — направо (за исключением стрелкового оружия Японии), то отклонение пули, снаряда осуществляется в правую сторону.

Деривация растет относительно дистанции стрельбы непропорционально. Вместе с увеличением дальность полета пули, деривация имеет тенденцию к постепенному росту. Поэтому траектория пули, если смотреть на нее сверху, являет собой линию, у которой кривизна постоянно нарастает.

При стрельбе на расстоянии в 1 км деривация оказывает существенное влияние на отклонение пули. Так в стандартных справочниках таблица 3 пули 7,62 х 39 деривацию показывает в размере порядка 40-60 см. Однако многочисленные исследования специалистов в области баллистики приводят к выводу, что деривацию следует учитывать только на дистанциях более 300 м.

Современная артиллерия деривационные поправки учитывает автоматически, либо посредством использования таблиц стрельбы. Отдельные образцы стрелкового оружия снабжаются оптическими прицелами, в которых она учитывается конструктивно. Прицелы монтируются таким образом, что при выстреле пуля автоматически уходит немного левее. При достижении дистанции в 300 м она оказывается на пристреливаемой линии.

Факторы, влияющие на деривацию

Деривация подвергается влиянию определенных факторов, а именно:

1. Нарезной шаг в канале ствола. Чем он круче нарезан, тем сильнее вращение, деривация пули становится более значительной.
2. Весовые характеристики пули. Более тяжелый объект эффектом деривации меньше отклоняется. При одинаковом калибре уход от траектории по линии прицеливания будет меньшим, если вес пули больше.
3. Угол бросания. Это, так называемое возвышение ствола. Чем этот угол больше, тем меньше деривация. На пулю, запущенную вверх вертикально (угол составляет 90 градусов), опрокидывающий момент не влияет, вследствие чего деривации нет. Такие особенности учитывают при стрельбе по летящим целям.
4. Температура окружающей среды. Значительнее проявляет себя деривация пули в том случае, если температура воздуха понижается.
5. Встречные потоки воздуха. Если ветер дует навстречу летящей пули, то деривация усиливается.

В целях уменьшения эффекта деривации вращением пули в полете в настоящее время разработаны специальные пули. У них своеобразная внутренняя структура с подобранными центрами масс и тяжести.

Пули (снаряды), выпускаемые из гладкоствольного оружия (нарезы отсутствует), а также те, у которых стабилизация в полете осуществляется за счет оперения, и что не вращаются, явление деривации на себе не испытывают.

Источник: fb.ru

Деривация по Магнусу Физические эффекты, с которыми сталкиваются сухопутные войска

Физические эффекты присутствуют в нашей жизни повсюду; иногда они заметны невооруженному глазу, а порой их можно обнаружить лишь с помощью специального оборудования. «Лента.ру» уже рассматривала наиболее интересные явления, с которыми сталкиваются военные пилоты и моряки. Теперь настала очередь сухопутных войск.

Деривация

При подготовке снайперов бойцам объясняют, что после выстрела пуля отклоняется не только вниз под действием силы тяжести, но и в сторону. Причем способствует этому, помимо возможного бокового ветра, так называемая деривация. После выстрела из нарезного оружия на пулю действуют силы вращательного движения и сопротивления воздуха.

При этом вращающаяся пуля или снаряд представляют собой гироскоп, который под действием набегающего потока воздуха начинает отклоняться перпендикулярно его плоскости. При этом поворот происходит в сторону вращения. Это означает, что направление смещения траектории пули совпадает с направлением нарезки ствола; в большинстве стран нарезка выполнена по часовой стрелке по спирали ─ значит, пуля отклоняется вправо. Такое отклонение и называется деривацией.

При стрельбе на большие дистанции, на которых деривация становится наиболее заметной (для снайперской винтовки СВД этот параметр составляет до 60 сантиметров при стрельбе по цели на дистанции в 1 километр), стрелков учат учитывать отклонение пули. Многие современные прицелы для стрелкового оружия конструктивно учитывают деривацию. В частности, ПСО-1 для СВД специально монтируется так, чтобы после выстрела пуля уходила несколько левее. В артиллерии же это явление либо закладывается в таблицы стрельбы, либо также учитывается конструктивно.

Эффект Магнуса

Непосредственно с вращением пули или снаряда связано еще одно физическое явление, которое называется эффект Магнуса. Этот эффект проявляется при ведении огня при боковом ветре. Его особенность заключается в том, что с той стороны пули, где вращение совпадает с направлением обтекающего потока воздуха, скорость движения воздуха возрастает, а с противоположной — уменьшается. В итоге возникает разница давлений с разных сторон пули, из-за чего появляется сила, направленная перпендикулярно движению газового потока и отклоняющая боеприпас в сторону.

На практике это означает, что при боковом ветре слева пулю начинает сносить несколько вверх, и наоборот. Поскольку на небольших дистанциях эффект Магнуса заметного влияния на траекторию полета пули не оказывает, его как правило не учитывают. Однако, стрелки, подготовленные для поражения целей на значительных дистанциях, как правило пользуются специальным прибором — анемометром, измеряющим скорость ветра.

В начале января 2013 года американская компания Tracking Point представила компьютеризованный снайперский комплекс PGF, оборудованный цифровым прицелом. Комплекс работает на базе операционной системы Linux и оборудован модулем Wi-Fi.

Снайперская система позволяет значительно повысить точность стрельбы за счет автоматического слежения за перемещением цели, а также учета деривации и эффекта Магнуса. При нажатии спускового крючка выстрел производится не сразу. Сначала компьютер перейдет в боевую готовность и потребует вручную скорректировать прицел. Выстрел будет произведен, когда перекрестие прицела совпадет с целью.

Акустический удар

Иногда на поле боя бойцам доводится слышать громкий хлопок. Это означает, что мимо прошла пуля, которая летит на скорости, превышающей скорость звука. Бывает, что и после того, как над головой пролетит самолет, боец вдруг слышит звук, напоминающий взрыв. Это явление называется акустическим ударом.

Суть его заключается в том, что летящий объект создает впереди и позади себя серию волн. При полете на сверхзвуковой скорости эти волны сталкиваются друг с другом, сжимаясь в одну ударную волну, движущуюся на скорости звука.

Образование акустической волны происходит постоянно — это означает, что объект, летящий быстрее скорости звука, оставляет за собой конусообразный акустический след. Размеры конуса зависят от высоты и скорости полета объекта — пули или самолета. Поскольку объект летит быстрее звука, а ударная волна движется со скоростью звука, боец на земле слышит хлопок или взрыв уже тогда, когда пуля или самолет отлетели от него на значительное расстояние. Хлопок происходит из-за резкой смены давления на фронте акустической волны.

В среднем давление акустического удара составляет около пяти тысяч паскалей. В начале 1970-х годов во время военного конфликта с Сирией и Египтом Израиль использовал акустический удар в качестве одного из методов психологического воздействия. В 1969 году ВВС Израиля получили от США истребители F-4 Phantom II, способные совершать полеты на скорости, в два раза превышающей скорость звука. На этих машинах израильские летчики выполняли сверхзвуковые полеты над вражескими городами на малых высотах.

Свисток Гальтона

Современные военные научились использовать для своих целей и другие виды звуковых колебаний. Например, не слышимый для человеческого уха ультразвук, с помощью которого можно дрессировать животных и отдавать им различные команды. Для получения ультразвука используется так называемый свисток Гальтона — акустическое устройство, которое способно генерировать звуковые колебания. Частота колебаний, как правило, составляет 170 килогерц, однако существуют и свистки, позволяющие получать инфразвук с частотой колебаний от 0,001 до 16 герц.

Конструкция свистка Гальтона может различаться. Обычно он представляет собой полый цилиндр со встроенным клином и расположенным рядом с ним акустическим резонатором. Воздушный поток в этом устройстве рассекается клином-«губой», в результате чего возникают колебания, частота которых зависит от размера «губы» и сопла. Как правило, военные кинологи используют свистки Гальтона при проведении боевых операций, когда собакам необходимо отдавать «неслышные» приказы, чтобы не выдать свое местоположение. Военные кавалеристы также иногда используют такие свистки.

Источник: lenta.ru