Пуля, получив при вылете из канала ствола определенную начальную скорость, стремится по инерции сохранить величину и направление этой скорости. Если бы полет пули проходил в безвоздушном пространстве и на нее не действовала сила тяжести, пуля двигалась бы прямолинейно, равномерно и бесконечно. Однако на пулю, летящую в воздушной среде, действуют силы, которые изменяют скорость полета и направление движения. Этими силами являются сила тяжести и сила сопротивления воздушной среды (рис. 34).
Рис. 34 — Силы, действующие на пулю во время ее полета
В результате совместного действия этих двух сил пуля теряет скорость и изменяет направление своего движения, перемещаясь по кривой линии, проходящей ниже направления оси канала ствола.
Линия, которую описывает в пространстве центр тяжести движущейся пули (снаряда), называется траекторией .
Баллистика рассматривает траекторию над (или под) горизонтом оружия — воображаемой бесконечной горизонтальной плоскостью, проходящей через точку вылета (рис. 35).
Изменит ли мощная струя траекторию пули?
Рис. 35 — Горизонт оружия
Движение пули, а следовательно, и форма траектории зависят от многих условий. Поэтому необходимо прежде всего рассмотреть, как действуют на пулю в отдельности сила тяжести и сила сопротивления воздушной среды.
Действие силы тяжести . Представим, что на пулю, вылетевшую из канала ствола, не действует никакая сила. В таком случае она двигалась бы по инерции бесконечно, равномерно и прямолинейно по направлению оси канала ствола и за каждую секунду пролетала бы одинаковые расстояния с постоянной скоростью, равной начальной. Тогда, если бы ствол оружия был направлен прямо в цель, пуля, следуя в направлении оси канала ствола, непременно попала бы в нее (рис. 36).
Рис. 36 — Движение пули по инерции (если бы не было силы тяжести и сопротивления воздуха)
Допустим теперь, что на пулю действует только одна сила тяжести. Тогда она, как и всякое свободно падающее тело, начнет падать вертикально вниз.
Как известно из механики, высота падения H = gt 2 / 2
где g — ускорение силы тяжести (9,8 м/сек 2 ), t — время в секундах.
Так, за 1 сек. пуля упадет вниз на 9,8*1 2 / 2 = 4,9 м, за 2 сек. — 9,8*2 2 / 2 = 19,6 м, за 3 сек. — 44,1 м, за 4 сек. — 78,4 м и т.д. (рис. 37).
Рис. 37 — Падение пули (в пустоте) под действием силы тяжести
Если предположить, что во время полета по инерции в безвоздушном пространстве на пулю действует сила тяжести, то под ее действием пуля опустится ниже линии продолжения оси канала ствола в первую секунду на 4,9 м, во вторую — на 19,6 м и т.д. Тогда, если навести оружие на цель, пуля пролетит под целью (рис. 38).
Рис. 38 — Движение пули (если бы на нее действовала сила тяжести, но не действовало сопротивление воздуха)
Поэтому, чтобы пуля пролетела определенное расстояние и попала в цель, необходимо направить ствол оружия куда-то выше цели. Для этого нужно, чтобы ось канала ствола и плоскость горизонта оружия составляли некоторый угол, который называется углом возвышения (рис. 39).
Тест как летит пуля в -53’С градусов? Изменится ли траектория?
Рис. 39 — Угол возвышения (траектория пули в безвоздушном пространстве)
Как видно на рис. 39, траектория пули в безвоздушном пространстве, на которую действует сила тяжести, представляет собой правильную кривую — параболу. Самая высокая точка траектории над горизонтом оружия называется ее вершиной. Часть кривой от точки вылета до вершины называется восходящей ветвью. Такая траектория отличается тем, что восходящая и нисходящая ветви совершенно одинаковы, а угол бросания и угол падения равны.
Действие силы сопротивления воздушной среды . На первый взгляд кажется маловероятным, чтобы воздух, обладающий столь малой плотностью, мог оказывать существенное сопротивление движению пули и тем самым значительно уменьшать ее скорость.
Однако опыты показали, что сила сопротивления воздуха, действующего на пулю, выпущенную из 7,62-мм винтовки, составляет большую величину — 3,5 кг.
Поскольку пуля весит всего лишь несколько граммов, становится очевидным большое тормозящее действие, которое оказывает воздух на летящую пулю.
Во время полета пуля расходует значительную часть своей энергии, чтобы раздвинуть частицы воздуха. Снимок пули, летящей со сверхзвуковой скоростью (свыше 340 м/сек), показывает, что перед ее головной частью образуется уплотнение воздуха (рис. 40). От этого уплотнения расходится во все стороны головная баллистическая волна.
Частицы воздуха, скользя по поверхности пули и срываясь с ее боковых стенок, образуют сзади пули зону разреженного пространства. Стремясь заполнить образовавшуюся пустоту, частицы воздуха создают завихрения, в результате чего за пулей тянется хвостовая волна.
Рис. 40 — Фотоснимок пули, летящей со сверхзвуковой скоростью (свыше 340 м/сек)
Уплотнение воздуха впереди головной части пули тормозит ее полет, разреженная зона сзади засасывает ее и еще больше усиливает торможение; стенки пули испытывают трение о частицы воздуха, что также замедляет ее полет. Равнодействующая этих трех сил и составляет силу сопротивления воздуха. Насколько велико действие сопротивления воздуха на полет пули, можно судить по графику, изображенному на рис. 41.
Рис. 41 — Окончательная скорость легкой и тяжелой пуль при стрельбе из 7,62-мм служебной винтовки
Следовательно, под действием силы сопротивления воздуха траектория пули теряет форму правильной параболы — теперь она выглядит несимметричной кривой: вершина делит ее на две неравные части, причем восходящая ветвь всегда длиннее и отложе нисходящей. При стрельбе на средние дистанции можно условно принимать соотношение длины восходящей ветви траектории к нисходящей как 3:2.
| Предыдущий раздел | Библиотека | Оглавление | Следующий раздел |
Источник: dima23390.narod.ru
Внешняя баллистика
Для осмысленной высокопродуктивной стрельбы охотникам и любителям стрельбы необходимо знать о том, как летит пуля — о внешней баллистике пули. Такие знания могут пригодиться не только во время соревнований по стрельбе, но и на охоте. В этой статье мы постараемся разобрать понятия внешней баллистики и основные аспекты, которые изучает эта наука.
Внешней баллистикой называют движение пули сразу после того, как она покинет ствол. Пуля вылетает из ствола за счёт силы, которую даёт ей энергия пороховых газов, и летит вплоть до самой цели по инерции.
О траектории и её составляющих
Траекторией называют кривую линию, которую описывает пуля непосредственно во время полёта. При этом в воздухе на неё будут воздействовать сразу две силы: сопротивления воздушных масс и тяжести. Из-за силы тяжести пуля постепенно опускается вниз. А под влиянием силы сопротивления воздуха плавно замедляется.
Действие внешних сил приводит к тому, что пуля летит, замедляясь, а её траектория имеет форму изогнутой к земле дуги.
Прямой выстрел
Прямой выстрел — это расстояние, на котором пуля по высоте не выходит за габариты мишени. Соответственно, чем выше цель или участок, который необходимо поразить, и чем настильнее траектория у выбранного калибра, тем больше дистанция прямого выстрела и расстояние, на котором объект можно поразить, не меняя настроек прицела.
На практике значение прямого выстрела заключается в том, чтобы охотник понимал на какое расстояние из своего оружия он может выстрелить без перенастройки прицела. При этом в процессе стрельбы точку прицеливания по высоте обычно выбирают по нижнему обрезу цели.
Все стрелки должны знать дистанцию прямого выстрела по самым разным целям из собственного оружия, быстро определять эту дистанцию непосредственно во время стрельбы при разной погоде и на разной местности.
Вычислять необходимый показатель можно с помощью таблиц, сравнивая высоту цели и показатель максимального превышения над линией прицеливания или, что тоже не исключено, с высотой траектории.Так же для этой цели могут использоваться баллистические калькуляторы.
Непосредственно во время стрельбы важно учитывать, что дистанция на местности, когда нисходящая часть траектории не превышает высоты цели, носит название «поражаемое пространство».
На глубину поражаемого пространства оказывают непосредственное влияние такие факторы, как:
- высота цели — чем выше будет объект, который необходимо поразить, тем больше показатель глубины;
- показатели настильности траектории — чем настильнее траектория конкретного патрона, тем больше будет показатель глубины.
Различные препятствия, например, сугроб или дерево, могут по разному отражаться на траектории и возможности поражения пулей. Может возникнуть прикрытое пространство, это непоражаемая область, которая размещается сразу за укрытием. Чем больше в плане высоты окажется укрытие и настильная траектория, тем больше будет площадь безопасного пространства.
Мёртвым пространством считается небольшая часть закрытой области, где цель даже теоретически не может быть поражена при заданной траектории. Чем выше будет укрытие, меньше высота цели и более настильная траектория, тем больше окажется мёртвое пространство. Оставшуюся часть открытого пространства, где цель можно поразить при вышеперечисленных условиях, называют поражаемым пространство.
Стандартные условия для стрельбы
Стандартным условиям стрельбы соответствуют лишь те, которые предельно чётко прописаны в соответствующей таблице.
К оптимальным погодным условиям относят:
- Атмосферное давление в пределах семисот пятидесяти миллиметров ртутного столба.
- Температуру воздуха в пределах пятнадцати градусов по Цельсию.
- Относительную влажность воздуха в пределах пятидесяти процентов.
- Отсутствие ветра. То есть атмосфера должна быть неподвижна.
Оптимальные баллистические условия:
- Форма пули должна соответствовать установленному чертежу.
- Показатели тяжести пули, её скорости и угла вылета должны быть равны значениям, приведённым в специализированных таблицах для стрельбы.
- Показатели температуры заряда в пределах пятнадцати градусов по Цельсию.
- Высота мушки должна быть установлена на оптимальном уровне.
- Деления прицела должны подходить под углы прицеливания, прописанные в таблицах.
Оптимальные топографические условия:
- Цель должна располагаться «на горизонте» оружия.
- Отсутствие бокового наклона оружия.
При отклонении от стандартных условий стрельбы понадобятся дополнительные вычисления, учёт поправок дальности и других факторов.
Внешние факторы и пуля
При повышении атмосферного давления плотность воздуха тоже растёт. Это напрямую сказывается на силе сопротивления движению пули и снижает дальность её полёта.
При повышении температуры окружающей среды плотность воздуха медленно снижается, из-за чего уменьшается его сопротивление, и, соответственно, увеличивается дистанция, которую может преодолеть пуля.
Попутный ветер помогает пуле лететь дальше. «Продольный» ветер оказывает минимальное влияние на точность полёта пули до объекта поражения. Боковой ветер может заметно влиять на отклонение пули, снижая вероятность попадания в цель.
Во время стрельбы важно учитывать много факторов. При расчёте баллистики пули даже самые незначительные нюансы могут сыграть очень важную роль.
Источник: guns.club
ТРАЕКТОРИЯ ПОЛЕТА ПУЛИ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Снайпер обязан знать, как летит выпущенная им пуля и что с ней происходит в полете. В настоящем пособии описываются элементы траектории винтовочной пули и наводки оружия, необходимые снайперу в практической работе (схема 71).
Схема 71. Элементы наводки и траектории стрелкового оружия
Траекторией называется линия полета пули в воздухе. Прямая линия, представляющая продолжение оси канала ствола до выстрела, называется линией выстрела. Прямая линия, представляющая продолжение оси канала ствола в момент выстрела, называется линией бросания.
При наличии угла вылета пуля выбрасывается из канала ствола не по линии выстрела, а по линии бросания.
Выброшенная из канала ствола с определенной начальной скоростью пуля при движении в воздухе подвергается действию двух сил: силы тяжести и силы сопротивления воздуха. Действие первой направлено вниз: оно заставляет пулю непрерывно понижаться от линии бросания. Действие второй направлено навстречу движению пули: оно заставляет ее непрерывно терять скорость полета. В результате этого пуля, выброшенная из канала ствола, летит не по прямой линии бросания, а по кривой, неравномерно изогнутой линии, расположенной ниже линии бросания.
Начало траектории — точка вылета (дульный срез ствола).
Горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета, называется горизонтом оружия
Вертикальная плоскость, проходящая через точку вылета по линии выстрела (бросания), называется плоскостью стрельбы.
Чтобы добросить пулю до какой-либо точки на горизонте оружия, необходимо линию бросания направить выше горизонта.
Угол, составленный линией выстрела и горизонтом оружия, называется углом возвышения.
Расстояние по горизонту от точки вылета до точки падения (табличной) называется горизонтальной или прицельной дальностью
Угол между касательной к траектории в точке падения и горизонтом оружия называется углом падения (табличным).
Высшая точка траектории над горизонтом называется вершиной траектории. Вершина делит траекторию на две неравные ветви, ветвь от точки вылета до вершины, более длинная и отлогая, называется восходящей ветвью траектории, ветвь от вершины до точки падения, более короткая и крутая, называется нисходящей ветвью траектории
Расстояние от горизонта оружия до вершины траектории (на конкретном ее участке ) называется высотой траектории.
Точка, по которой наводится оружие, называется точкой прицеливания.
Линия, идущая от глаза стрелка через середину прорези прицела и вершину мушки (оптическая ось оптического прицела), называется линией прицеливания.
Угол, образуемый линией прицеливания и линией выстрела, называется углом прицеливания. Этот угол при наводке получается путем установки прицельного приспособления по высоте соответственно дальности стрельбы.
При расположении цели на одинаковой высоте с оружием линия прицеливания совпадает с горизонтом оружия, а угол прицеливания совпадает с углом возвышения. При расположении цели выше или ниже горизонта оружия между линией прицеливания и горизонтом оружия образуется угол, называемый углом места цели. Угол места цели считается положительным, когда цель выше горизонта оружия, и отрицательным, когда цель ниже. Угол места цели и угол прицеливания в совокупности составляют угол возвышения.
Угол возвышения, при котором получается наибольшая горизонтальная дальность, называется углом наибольшей (предельной) дальности. Величина угла наибольшей предельной дальности для винтовочных пуль калибра 7,62 мм равна 30°.
Пространство (расстояние по линии прицеливания), на протяжении которого нисходящая ветвь траектории не превышает высоты цели, называется поражаемым пространством.
Прицельное поражаемое пространство зависит:
· от высоты цели (оно будет тем больше, чем выше цель);
· от отлогости траектории (оно будет тем длиннее, чем отложе траектория).
Выстрел, при котором траектория не поднимается над линией прицеливания выше цели на всем протяжении прицельной дальности, называется прямым выстрелом. Применяется при отражении атаки противника.
Выстрел, при котором траектория не поднимается выше линии прицеливания или сопряжена с ней, называется прямым охотничьим выстрелом (снайперским). Это старое английское понятие. Прямой охотничий выстрел по дальности зависит от высоты постановки прицельных приспособлений и начальной скорости пули. Дальность такого выстрела обычно не превышает 200-250 метров. Прямой охотничий выстрел применяется в уличных и лесных боях при необходимости постоянно маневрировать.
ЕСТЕСТВЕННОЕ РАССЕИВАНИЕ (РАЗБРОС) ВЫСТРЕЛОВ.
СРЕДНЯЯ ТОЧКА ПОПАДАНИЯ
При стрельбе из одного и того же вполне исправного оружия, при самом тщательном соблюдении точности и однообразии каждого выстрела каждая пуля вследствие ряда случайных причин летит по своей, отличной от других траектории.
Это явление называется естественным рассеиванием (разбросом) выстрелов.
Почему происходит рассеивание? От ряда причин, действие которых невозможно учесть заранее при прицеливании.
Например, как бы точно ни изготовлялись патроны, в них всегда будет некоторое разнообразие в массе и качестве порохового заряда, капсюльного воспламеняющего состава, форме и массе пуль и гильз, качестве крепления пули в гильзе и т. д. Это разнообразие ведет к колебаниям в начальной скорости пули, а от величины начальной скорости зависит форма траектории. Разнообразие в форме и линейных размерах пуль приводит к колебаниям величины сопротивления воздуха, от которой тоже зависит форма траектории. Большое значение для рассеивания имеет качество оружия, чистота обработки канала ствола и его сохранность, качество сборки и отладки оружия. Кроме того, при каждом выстреле будет наблюдаться некоторая неточность наводки, разнообразие воздушных возмущений и т. д. Нельзя учесть все причины, влияющие на рассеивание. Для каждого выстрела нельзя предсказать, на какую величину и куда отклонится пуля от полагающейся ей точки попадания.
Место расположения каждого отдельного выстрела случайно и неопределенно, поэтому пробоины на поражаемой вертикальной поверхности занимают некоторую площадь, которая называется площадью рассеивания.
На площади рассеивания всегда можно найти такую точку, которая будет средней по отношению ко всем пробоинам. Эта точка называется средней точкой попадания. сокращенно СТП (схема 72).
Схема 72. Определение средней точки попадания
Рассеивание выстрелов (точек встречи пули с мишенью) рассматривается на вертикальной плоскости как рассеивание по высоте и боковое.
Взаимно перпендикулярные линии, проведенные на вертикальной плоскости так, чтобы по обе стороны каждой из них приходилось одинаковое количество пробоин, называются осями рассеивания — вертикальной и горизонтальной (схема 72).
Точка пересечения осей рассеивания при достаточно большом числе выстрелов и определяет положение средней точки попадания.
Рассеивание пуль подчиняется определенному закону рассеивания, который выражается в следующем:
· площадь рассеивания всегда ограничена некоторым пределом и имеет форму эллипса (овала), вытянутого сверху вниз (схема 73);
· пробоины располагаются относительно СТП (центра рассеивания) симметрично, то есть каждому отклонению от СТП в одну сторону отвечает такое же примерно по величине отклонение в противоположную сторону;
· пробоины располагаются неравномерно: чем ближе к средней точке попадания (центру рассеивания), тем гуще, чем дальше от центра — тем реже;
· размеры площади рассеивания находятся в прямой зависимости от дальности стрельбы.
Схема 73. Закономерность рассеивания
Чем меньше эллипс рассеивания, тем лучшей считается кучность боя оружия. Кучность боя — основной показатель качества снайперской винтовки. За него идет постоянная борьба путем отбора наиболее кучных стволов, подбора боеприпасов кучного боя, испытания этих боеприпасов на отборных стволах и балансировочной отладки оружия (см. далее раздел 8 «Теория оружия и боеприпасов»).
В спортивной и снайперской практике принято жесткое понятие кучности стрельбы, которое определяется величиной фактического рассеивания выстрелов при стрельбе из той или иной конкретной системы или конкретного образца оружия. Для малокалиберного оружия рассеивание определяется на дистанции 50 метров, для снайперского оружия калибра 7,62 мм — 100 метров.
Если в инструкции написано, что разброс винтовки СВД соответствует 8х7, это значит, что на дистанции 100 метров разброс оружия по вертикальной мишени должен вкладываться в эллипс размером 8 см по вертикали и 7 см по горизонтали, и не более того. Если разброс превышает эти табличные данные, оружие бракуется — для точной снайперской стрельбы оно непригодно.
Чем кучнее бой ствола, тем лучше качество оружия. Кучность боя ствола той же винтовки СВД может быть и лучше, чем указанная в табличных нормах. Во многом кучность боя конкретного ствола зависит от качества его изготовления, качества боеприпасов и правильного их подбора к конкретному стволу. Поэтому нередки случаи достижения кучности стрельбы из винтовки СВД 4х3 см и даже 3х2. Отдельные образцы спортивно-целевого оружия обеспечивают кучность боя на 100 м практически пуля в пулю.
Меткость стрельбы определяется совмещением СТП (центра рассеивания) с намеченной точкой прицеливания на мишени. Меткость зависит от кучности боя и от умения стреляющего — насколько правильно он может выполнять приемы работы с оружием при стрельбе, от того, насколько он тренирован и насколько правильно им установлены прицельные приспособления.
Источник: infopedia.su
Траектория полета пули и ее элементы. Свойства траектории. Виды траектории и их практическое значение
Траекторией называется кривая линия, описываемая центром тяжести пули в полете.
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. Сопротивление воздуха полету пули вызывается тем, что воздух представляет собой упругую среду и поэтому на движение в этой среде затрачивается часть энергии пули.
 |
 |
Сила сопротивления воздуха вызывается тремя основными причинами: трением воздуха, образованием завихрений и образованием баллистической волны.
Форма траектории зависит от величины угла возвышения. С увеличением угла возвышения высота траектории и полная горизонтальная дальность полета пули увеличиваются, но это происходит до известного предела. За этим пределом высота траектории продолжает увеличиваться, а полная горизонтальная дальность начинает уменьшаться.
Угол возвышения, при котором полная горизонтальная дальность полета пули становится наибольшей, называется углом наибольшей дальности. Величина угла наибольшей дальности для пуль различных видов оружия составляет около 35°.
Траектории, получаемые при углах возвышения, меньших угла наибольшей дальности, называются настильными.Траектории, получаемые при углах возвышения, больших угла наибольших угла наибольшей дальности, называются навесными.При стрельбе из одного и того же оружия (при одинаковых начальных скоростях) можно получить две траектории с одинаковой горизонтальной дальностью: настильную и навесную. Траектории, имеющие одинаковую горизонтальную дальность рои разных углах возвышения, называются сопряженными.
При стрельбе из стрелкового оружия используются только настильные траектории. Чем настильнее траектория, тем на большем протяжении местности цель может быть поражена с одной установкой прицела (тем меньшее влияние на результаты стрельбы оказывают ошибка в определении установки прицела): в этом заключается практическое значение траектории.
Настильность траектории характеризуется наибольшим ее превышением над линией прицеливания. При данной дальности траектория тем более настильная, чем меньше она поднимается над линией прицеливания. Кроме того, о настильности траектории можно судить по величине угла падения: траектория тем более настильна, чем меньше угол падения. Настильность траектории влияет на величину дальности прямого выстрела, поражаемого, прикрытого и мертвого пространства.
Элементы траектории
Точка вылета — центр дульного среза ствола. Точка вылета является началом траектории.
Горизонт оружия — горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета.
Линия возвышения — прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола наведенного оружия.
Плоскость стрельбы — вертикальная плоскость, проходящая через линию возвышения.
Угол возвышения — угол, заключенный между линией возвышения и горизонтом оружия. Если этот угол отрицательный, то он называется углом склонения (снижения).
Линия бросания — прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола в момент вылета пули.
Угол бросания — угол, заключенный между линией возвышения и линией бросания.
Угол вылета — угол, заключенный между линией возвышения и линией бросания.
Точка падения — точка пересечения траектории с горизонтом оружия.
Угол падения — угол, заключенный между касательной к траектории в точке падения и горизонтом оружия.
Полная горизонтальная дальность — расстояние от точки вылета до точки падения.
Окончательная скорость — скорость пули (гранаты) в точке падения.
Полное время полета — время движения пули (гранаты) от точки вылета до точки падения.
Вершина траектории — наивысшая точка траектории над горизонтом оружия.
Высота траектории — кратчайшее расстояние от вершины траектории до горизонта оружия.
Восходящая ветвь траектории — часть траектории от точки вылета до вершины, а от вершины до точки падения — нисходящая ветвь траектории.
Точка прицеливания (наводки)— точка на цели (вне ее), в которую наводится оружие.
Линия прицеливания — прямая линия, проходящая от глаза стрелка через середину прорези прицела (на уровне с ее краями) и вершину мушки в точку прицеливания.
Угол прицеливания — угол, заключенный между линией возвышения и линией прицеливания.
Угол места цели — угол, заключенный между линией прицеливания и горизонтом оружия. Этот угол считается положительным (+), когда цель выше, и отрицательным (-), когда цель ниже горизонта оружия.
Прицельная дальность — расстояние от точки вылета до пересечения траектории с линией прицеливания. Превышение траектории над линией прицеливания — кратчайшее расстояние от любой точки траектории до линии прицеливания.
Линия цели — прямая, соединяющая точку вылета с целью.
Наклонная дальность — расстояние от точки вылета до цели по линии цели.
Точка встречи — точка пересечения траектории с поверхностью цели (земли, преграды).
Угол встречи — угол, заключенный между касательной к траектории и касательной к поверхности цели (земли, преграды) в точке встречи. За угол встречи принимается меньший из смежных углов, измеряемый от 0 до 90 градусов.
Прямой выстрел, поражаемое и мертвое пространство наиболее близко соприкасаются с вопросами стрелковой практики. Основная задача изучения этих вопросов — получить твердые знания в использовании прямого выстрела и поражаемого пространства для выполнения огневых задач в бою.
Источник: poisk-ru.ru
Понятие внешней баллистики
Пуля, получив при вылете из канала ствола определенную начальную скорость, стремится по инерции сохранить величину и направление этой скорости.
Если бы полет пули совершался в безвоздушном пространстве и на нее не действовала сила тяжести, пуля двигалась бы прямолинейно, равномерно и бесконечно. Однако на пулю, летящую в воздушной среде, действуют силы, которые изменяют скорость ее полета и направление движения. Этими силами являются сила тяжести и сила сопротивления воздуха (рис. 79).
Рис. 79. Силы, действующие на пулю во время ее полета
Вследствие совместного действия этих сил пуля теряет скорость и изменяет направление своего движения, перемещаясь в воздухе по кривой линии, проходящей ниже направления оси канала ствола.
Линия, которую описывает в пространстве движущаяся пуля (ее центр тяжести), называется траекторией.
Обычно баллистика рассматривает траекторию над горизонтом оружия (рис. 80) — воображаемой бесконечной горизонтальной плоскостью, проходящей через точку вылета.
Движение пули, а следовательно, и форма траектории зависят от многих условий. Поэтому, чтобы уяснить, как образуется в пространстве траектория пули, необходимо рассмотреть прежде всего, как действуют на пулю в отдельности сила тяжести и сила сопротивления воздушной среды.
Горизонт оружия
Рис. 80. Горизонт оружия
Точка вылета
Действие силы тяжести. Представим, что на пулю после вылета ее из канала ствола не действует никакая сила. В этом случае, как говорилось выше, пуля двигалась бы по инерции бесконечно, равномерно и прямолинейно по направлению оси канала ствола; за каждую секунду она пролетела бы одинаковые расстояния с постоянной скоростью, равной начальной. Если бы ствол оружия был направлен прямо в цель, пуля, следуя в направлении оси канала ствола, попала бы в нее (рис. 81).
Рис. 81. Движение пули по инерции (если бы не было силы тяжести и сопротивления воздуха)
Допустим, что на пулю действует только одна сила тяжести. Тогда пуля начнет падать вертикально вниз, как и всякое свободно падающее тело.
Если предположить, что на пулю при ее полете по инерции в безвоздушном пространстве действует сила тяжести, то под действием этой силы пуля опустится ниже от продолжения оси канала ствола— в первую секунду— на 4,9 м, во вторую — на 19,6 м и т. д. При этом, если навести ствол оружия в цель, пуля никогда в нее не попадет, так как, подвергаясь действию силы тяжести, она пролетит под целью (рис. 82).
Вполне очевидно, для того чтобы пуля пролетела определенное расстояние и попала в цель, необходимо направить ствол оружия куда-то выше цели. Для этого нужно, чтобы ось канала ствола и плоскость горизонта оружия составляли некоторый угол, называемый углам возвышения (рис. 83).
Как видно из рисунка 83, траектория пули в безвоздушном пространстве, на которую действует сила тяжести, представляет собой правильную кривую, называемую параболой. Самая высокая точка траектории над горизонтом оружия именуется ее вершиной. Часть кривой от точки вылета до вершины называется восходящей ветвью. Для такой траектории пули характерно то, что восходящая и нисходящая ветви совершенно одинаковы, а углы бросания и падения равны между собой.
Рис. 82. Движение пули (если бы на нее действовала сила тяжести, но не действовало сопротивление воздуха)
Рис. 83. Угол возвышения (траектория пули в безвоздушном пространстве)
Действие силы сопротивления воздушной среды. На первый взгляд кажется маловероятным, чтобы воздух, обладающий такой малой плотностью, мог оказывать существенное сопротивление движению пули и этим значительно уменьшать ее скорость.
Однако опытами установлено, что сила сопротивления воздуха, действующего на пулю, выпущенную из винтовки образца 1891/30 гг., представляет собой большую величину— 3,5 кг [1] .
Учитывая, что пуля весит всего лишь несколько граммов, становится вполне очевидным большое тормозящее действие, которое оказывает воздух на летящую пулю.
Во время полета пуля расходует значительную часть своей энергии на то, чтобы раздвинуть частицы воздуха, мешающие ее полету.
Как показывает фотоснимок пули, летящей со сверхзвуковой скоростью (свыше 340 м/с), перед ее головной частью образуется уплотнение воздуха (рис. 84). От этого уплотнения расходится во все стороны головная баллистическая волна. Частицы воздуха, скользя по поверхности пули и срываясь с ее боковых стенок, образуют позади пули зону разряженного пространства. Стремясь заполнить образовавшуюся пустоту позади пули, частицы воздуха создают завихрения, в результате чего за дном пули тянется хвостовая волна.
Рис. 84. Фотоснимок пули, летящей со сверхзвуковой скоростью (свыше 340 м/с)
Уплотнение воздуха впереди головной части пули тормозит ее полет; разряженная зона позади пули засасывает ее и этим еще больше усиливает торможение; стенки пули испытывают трение о частицы воздуха, что также замедляет ее полет. Равнодействующая этих трех сил и составляет силу сопротивления воздуха.
Огромное влияние, оказываемое сопротивлением воздуха на полет пули, также видно из следующего примера. Пуля, выпущенная из винтовки Мосина образца 1891/30 гг. или из снайперской винтовки Драгунова (СВД), в обычных условиях (при сопротивлении воздуха) имеет наибольшую горизонтальную дальность полета 3400 м, а при стрельбе в безвоздушном пространстве она могла бы пролететь 76 км.
Следовательно, под действием силы сопротивления воздуха траектория пули теряет форму правильной параболы, приобретая форму несимметричной кривой линии; вершина делит ее на две неравные части, из которых восходящая ветвь всегда длиннее и отложе нисходящей. При стрельбе на средние дистанции можно условно принимать отношение длины восходящей ветви траектории к нисходящей как 3:2.
Вращение пули вокруг своей оси. Известно, что тело приобретает значительную устойчивость, если ему придать быстрое вращательное движение вокруг своей оси. Примером устойчивости вращающегося тела может служить игрушка «волчок». Невращающийся волчок не будет стоять на своей заостренной ножке, но если волчку придать быстрое вращательное движение вокруг своей оси, он будет устойчиво стоять на ней (рис. 85).
Чтобы пуля приобрела способность бороться с опрокидывающим действием силы сопротивления воздуха, сохранила устойчивость при полете, ей придают быстрое вращательное движение вокруг своей продольной оси. Это быстрое вращательное движение пуля приобретает благодаря винтообразным нарезам в канале ствола оружия (рис. 86). Под действием давления пороховых газов пуля продвигается по каналу ствола вперед, одновременно вращаясь вокруг своей продольной оси. По вылете из ствола пуля по инерции сохраняет полученное сложное движение— поступательное и вращательное.
Рис. 85. Волчок
Рис. 86. Канал ствола нарезного оружия
Не вдаваясь в подробности объяснения физических явлений, связанных с действием сил на тело, испытывающее сложное движение, необходимо все же сказать о том, что пуля при полете совершает правильные колебания и своей головной частью описывает вокруг траектории окружности (рис. 87). При этом продольная ось пули как бы «следит» за траекторией, описывая вокруг иее коническую поверхность (рис. 88).
Рис. 87. Коническое вращение головной части пули
Рис. 88. Полет вращающейся пули в воздухе
Если применить законы механики к летящей пуле, то станет очевидным, что чем больше скорость ее движения и чем пуля длиннее, тем сильнее воздух стремится ее опрокинуть. Поэтому пулям патронов разного типа необходимо придавать различную скорость вращения. Так, легкая пуля, выпущенная из винтовки, имеет скорость вращения 3604 об./с.
Однако вращательное движение пули, столь необходимое для придания ей устойчивости во время полета, имеет и свои отрицательные стороны.
На быстро вращающуюся пулю, как уже было сказано, оказывает непрерывное опрокидывающее действие сила сопротивления воздуха, в связи с чем головная часть пули описывает вокруг траектории окружность. В результате сложения этих двух вращательных движений возникает новое движение, отклоняющее ее головную часть в сторону от плоскости стрельбы [2] (рис. 89).
При этом одна боковая поверхность пули подвергается давлению частиц больше, чем другая. Такое неодинаковое давление воздуха на боковые поверхности пули и отклоняет ее в сторону от плоскости стрельбы. Боковое отклонение вращающейся пули от плоскости стрельбы в сторону ее вращения называется деривацией (рис. 90).
По мере удаления пули от дульного среза оружия величина ее деривационного отклонения быстро и прогрессивно возрастает.
При стрельбе на ближние и средние расстояния деривация не имеет большого практического значения для стрелка. Так, при дальности стрельбы на 300 м деривационное отклонение равно 2 см, а на 600 м — 12 см. Деривацию приходится учитывать только при особо точной стрельбе на дальние расстояния, внося соответствующие поправки в установку прицела, сообразуясь с таблицей деривационных отклонений пули для определенной дальности стрельбы.
Рис. 89. В результате двух вращательных движений пуля постепенно поворачивает головную часть вправо (в сторону вращения)
Рис. 90. Явление деривации
Источник: ozlib.com