Ο βαλλιστικός συντελεστής jsb (συντομογραφία BC) ενός σώματος είναι ένα μέτρο της ικανότητάς του να υπερνικά την αντίσταση του αέρα κατά την πτήση. Είναι αντιστρόφως ανάλογο της αρνητικής επιτάχυνσης: ένας μεγαλύτερος αριθμός υποδηλώνει μικρότερη αρνητική επιτάχυνση και η οπισθέλκουσα του βλήματος είναι ευθέως ανάλογη με τη μάζα του.
Μια μικρή ιστορία
Το 1537, ο Niccolò Tartaglia έριξε αρκετές δοκιμαστικές βολές για να προσδιορίσει τη μέγιστη γωνία και το βεληνεκές μιας σφαίρας. Ο Tartaglia κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η γωνία είναι 45 μοίρες. Ο μαθηματικός σημείωσε ότι η τροχιά της βολής κάμπτεται συνεχώς.
Το 1636, ο Galileo Galilei δημοσίευσε τα αποτελέσματά του στο Dialogues on the Two New Sciences. Ανακάλυψε ότι ένα σώμα που πέφτει έχει σταθερή επιτάχυνση. Αυτό επέτρεψε στον Galileo να δείξει ότι η τροχιά της σφαίρας ήταν καμπύλη.
Γύρω στο 1665, ο Ισαάκ Νεύτων ανακάλυψε το νόμο της αντίστασης του αέρα. Ο Νεύτων χρησιμοποίησε αέρα και υγρά στα πειράματά του. Έδειξε ότι η αντίσταση σε μια βολή αυξάνεται ανάλογα με την πυκνότητα του αέρα (ή του υγρού), την περιοχή της διατομής και το βάρος της σφαίρας. Τα πειράματα του Νεύτωνα πραγματοποιήθηκαν μόνο σε χαμηλές ταχύτητες - έως περίπου 260 m/s (853ft/s).
Το 1718, ο John Keel αμφισβήτησε τα Ηπειρωτικά Μαθηματικά. Ήθελε να βρει την καμπύλη που μπορούσε να περιγράψει το βλήμα στον αέρα. Αυτό το πρόβλημα προϋποθέτει ότι η αντίσταση του αέρα αυξάνεται εκθετικά με την ταχύτητα του βλήματος. Ο Keel δεν μπορούσε να βρει λύση σε αυτό το δύσκολο έργο. Όμως ο Johann Bernoulli ανέλαβε να λύσει αυτό το δύσκολο πρόβλημα και αμέσως μετά βρήκε την εξίσωση. Συνειδητοποίησε ότι η αντίσταση του αέρα διέφερε όπως "οποιαδήποτε δύναμη" ταχύτητας. Αργότερα αυτή η απόδειξη έγινε γνωστή ως «εξίσωση του Μπερνούλι». Είναι αυτός που είναι ο πρόδρομος της έννοιας του «τυποποιημένου βλήματος».
Ιστορικές εφευρέσεις
Το 1742, ο Benjamin Robins δημιούργησε το βαλλιστικό εκκρεμές. Ήταν μια απλή μηχανική συσκευή που μπορούσε να μετρήσει την ταχύτητα ενός βλήματος. Ο Robins ανέφερε ταχύτητες σφαίρας από 1400 ft/s (427 m/s) έως 1700 ft/s (518 m/s). Στο βιβλίο του New Principles of Shooting, που δημοσιεύτηκε την ίδια χρονιά, χρησιμοποίησε την αριθμητική ολοκλήρωση του Euler και διαπίστωσε ότι η αντίσταση του αέρα "ποικίλλει ανάλογα με το τετράγωνο της ταχύτητας του βλήματος."
Το 1753, ο Leonhard Euler έδειξε πώς οι θεωρητικές τροχιές μπορούσαν να υπολογιστούν χρησιμοποιώντας την εξίσωση του Bernoulli. Αλλά αυτή η θεωρία μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για αντίσταση, η οποία αλλάζει ως το τετράγωνο της ταχύτητας.
Το 1844, εφευρέθηκε ο ηλεκτροβαλλιστικός χρονογράφος. Το 1867, αυτή η συσκευή έδειξε τον χρόνο πτήσης μιας σφαίρας με ακρίβεια ενός δέκατου του δευτερολέπτου.
Δοκιμαστική εκτέλεση
Σε πολλές χώρες και οι ένοπλοί τουςδυνάμεις από τα μέσα του 18ου αιώνα, πραγματοποιήθηκαν δοκιμαστικές βολές χρησιμοποιώντας μεγάλα πυρομαχικά για τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών αντίστασης κάθε μεμονωμένου βλήματος. Αυτά τα μεμονωμένα πειράματα δοκιμών καταγράφηκαν σε εκτεταμένους βαλλιστικούς πίνακες.
Πραγματοποιήθηκαν σοβαρές δοκιμές στην Αγγλία (ο Francis Bashforth ήταν ο δοκιμαστής, το ίδιο το πείραμα πραγματοποιήθηκε στο Woolwich Marshes το 1864). Το βλήμα ανέπτυξε ταχύτητα έως και 2800 m / s. Ο Friedrich Krupp το 1930 (Γερμανία) συνέχισε τις δοκιμές.
Τα ίδια τα κοχύλια ήταν συμπαγή, ελαφρώς κυρτά, η άκρη είχε κωνικό σχήμα. Τα μεγέθη τους κυμαίνονταν από 75 mm (0,3 ίντσες) με βάρος 3 kg (6,6 λίβρες) έως 254 mm (10 ίντσες) με βάρος 187 kg (412,3 λίβρες).
Μέθοδοι και τυπικό βλήμα
Πολλοί στρατιώτες πριν από τη δεκαετία του 1860 χρησιμοποιούσαν τη μέθοδο του λογισμού για να προσδιορίσουν σωστά την τροχιά ενός βλήματος. Αυτή η μέθοδος, η οποία ήταν κατάλληλη για τον υπολογισμό μιας μόνο τροχιάς, εκτελέστηκε χειροκίνητα. Προκειμένου να γίνουν οι υπολογισμοί πολύ πιο εύκολοι και γρηγορότεροι, η έρευνα έχει ξεκινήσει για τη δημιουργία ενός θεωρητικού μοντέλου αντίστασης. Η έρευνα οδήγησε σε σημαντική απλοποίηση της πειραματικής επεξεργασίας. Αυτή ήταν η έννοια του «τυποποιημένου βλήματος». Οι βαλλιστικοί πίνακες συντάχθηκαν για ένα επινοημένο βλήμα με δεδομένο βάρος και σχήμα, συγκεκριμένες διαστάσεις και συγκεκριμένο διαμέτρημα. Αυτό διευκόλυνε τον υπολογισμό του βαλλιστικού συντελεστή ενός τυπικού βλήματος που μπορούσε να κινηθεί στην ατμόσφαιρα σύμφωνα με έναν μαθηματικό τύπο.
Πίνακαςβαλλιστικός συντελεστής
Οι παραπάνω βαλλιστικοί πίνακες συνήθως περιλαμβάνουν λειτουργίες όπως: πυκνότητα αέρα, χρόνος πτήσης του βλήματος στην εμβέλεια, εμβέλεια, βαθμός απομάκρυνσης του βλήματος από μια δεδομένη τροχιά, βάρος και διάμετρος. Αυτοί οι αριθμοί διευκολύνουν τον υπολογισμό των βαλλιστικών τύπων, οι οποίοι απαιτούνται για τον υπολογισμό της ταχύτητας στομίου του βλήματος στην εμβέλεια και τη διαδρομή πτήσης.
Κάνοι Bashforth από το 1870 εκτόξευσαν ένα βλήμα με ταχύτητα 2800 m/s. Για τους υπολογισμούς, ο Mayevsky χρησιμοποίησε τους πίνακες Bashfort και Krupp, οι οποίοι περιλάμβαναν έως και 6 ζώνες περιορισμένης πρόσβασης. Ο επιστήμονας συνέλαβε την έβδομη απαγορευμένη ζώνη και τέντωσε τους άξονες του Bashfort μέχρι τα 1100 m/s (3.609 ft/s). Ο Mayevsky μετέτρεψε τα δεδομένα από αυτοκρατορικές μονάδες σε μετρικές (επί του παρόντος μονάδες SI).
Το 1884, ο Τζέιμς Ίνγκαλς υπέβαλε τις κάννες του στην Εγκύκλιο του Στρατού των ΗΠΑ χρησιμοποιώντας πίνακες Mayevsky. Ο Ingalls επέκτεινε τα βαλλιστικά βαρέλια στα 5000 m/s, τα οποία βρίσκονταν εντός της όγδοης απαγορευμένης ζώνης, αλλά εξακολουθούσαν να έχουν την ίδια τιμή n (1,55) με την 7η απαγορευμένη ζώνη του Mayevsky. Ήδη πλήρως βελτιωμένοι βαλλιστικοί πίνακες δημοσιεύθηκαν το 1909. Το 1971, η εταιρεία Sierra Bullet υπολόγισε τους βαλλιστικούς της πίνακες για 9 περιορισμένες ζώνες, αλλά μόνο μέσα σε 4.400 πόδια ανά δευτερόλεπτο (1.341 m / s). Αυτή η ζώνη έχει θανατηφόρο δύναμη. Φανταστείτε ένα βλήμα 2 κιλών να ταξιδεύει με 1341 m/s.
Μέθοδος Majewski
Έχουμε ήδη αναφέρει λίγο παραπάνωαυτό το επώνυμο, αλλά ας εξετάσουμε τι είδους μέθοδο σκέφτηκε αυτό το άτομο. Το 1872 ο Mayevsky δημοσίευσε μια έκθεση για το Trité Balistique Extérieure. Χρησιμοποιώντας τους βαλλιστικούς του πίνακες, μαζί με τους πίνακες του Bashforth από την αναφορά του 1870, ο Mayevsky δημιούργησε έναν αναλυτικό μαθηματικό τύπο που υπολόγιζε την αντίσταση του αέρα για το βλήμα ως log A και την τιμή του n. Αν και στα μαθηματικά ο επιστήμονας χρησιμοποίησε διαφορετική προσέγγιση από τον Bashforth, οι υπολογισμοί που προέκυψαν για την αντίσταση του αέρα ήταν οι ίδιοι. Ο Mayevsky πρότεινε την έννοια της περιορισμένης ζώνης. Κατά την εξερεύνηση, ανακάλυψε την έκτη ζώνη.
Γύρω στο 1886, ο στρατηγός δημοσίευσε τα αποτελέσματα μιας συζήτησης για τα πειράματα του M. Krupp (1880). Αν και τα βλήματα που χρησιμοποιήθηκαν διέφεραν ευρέως σε διαμετρήματα, είχαν βασικά τις ίδιες αναλογίες με το τυπικό βλήμα, μήκους 3 μέτρων και ακτίνας 2 μέτρων.
Μέθοδος Siacci
Το 1880 ο συνταγματάρχης Francesco Siacci δημοσίευσε τα Balistica του. Ο Siacci πρότεινε ότι η αντίσταση και η πυκνότητα του αέρα αυξάνονται όσο αυξάνεται η ταχύτητα του βλήματος.
Η μέθοδος Siacci προοριζόταν για επίπεδες τροχιές πυρκαγιάς με γωνίες εκτροπής μικρότερες από 20 μοίρες. Βρήκε ότι μια τόσο μικρή γωνία δεν επιτρέπει στην πυκνότητα του αέρα να έχει σταθερή τιμή. Χρησιμοποιώντας τα τραπέζια των Bashforth και Mayevsky, ο Siacci δημιούργησε ένα μοντέλο 4 ζωνών. Ο Francesco χρησιμοποίησε ένα τυπικό βλήμα που δημιούργησε ο στρατηγός Mayevsky.
Συντελεστής κουκκίδων
Ο συντελεστής κουκκίδας (BC) είναι βασικά ένα μέτρο τουπόσο εκλογικευμένη είναι η σφαίρα, δηλαδή πόσο καλά κόβει στον αέρα. Μαθηματικά, αυτή είναι η αναλογία του ειδικού βάρους της σφαίρας προς τον παράγοντα σχήματός της. Ο βαλλιστικός συντελεστής είναι ουσιαστικά ένα μέτρο της αντίστασης του αέρα. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός, τόσο χαμηλότερη είναι η αντίσταση και τόσο πιο αποτελεσματική είναι η σφαίρα στον αέρα.
Ένα ακόμη νόημα - π. Χ. Ο δείκτης καθορίζει την τροχιά και τη μετατόπιση του ανέμου όταν οι άλλοι παράγοντες είναι ίσοι. BC αλλάζει ανάλογα με το σχήμα της σφαίρας και την ταχύτητα με την οποία κινείται. Το "Spitzer", που σημαίνει "μυτερό", είναι πιο αποτελεσματικό σχήμα από το "στρογγυλή μύτη" ή το "επίπεδο σημείο". Στο άλλο άκρο της σφαίρας, η ουρά του σκάφους (ή το κωνικό πόδι) μειώνει την αντίσταση του αέρα σε σύγκριση με μια επίπεδη βάση. Και τα δύο αυξάνουν την κουκκίδα π. Χ.
Εύρος κουκκίδων
Φυσικά, κάθε σφαίρα είναι διαφορετική και έχει τη δική της ταχύτητα και εμβέλεια. Ένα τουφέκι που πυροβολείται υπό γωνία περίπου 30 μοιρών θα δώσει τη μεγαλύτερη απόσταση πτήσης. Αυτή είναι μια πραγματικά καλή γωνία ως προσέγγιση της βέλτιστης απόδοσης. Πολλοί άνθρωποι υποθέτουν ότι οι 45 μοίρες είναι η καλύτερη γωνία, αλλά δεν είναι. Η σφαίρα υπόκειται στους νόμους της φυσικής και σε όλες τις φυσικές δυνάμεις που μπορούν να παρεμβαίνουν σε μια ακριβή βολή.
Μετά την έξοδο της σφαίρας από το βαρέλι, η βαρύτητα και η αντίσταση του αέρα αρχίζουν να λειτουργούν ενάντια στην αρχική ενέργεια του κύματος του ρύγχους και αναπτύσσεται θανατηφόρα δύναμη. Υπάρχουν και άλλοι παράγοντες, αλλά αυτοί οι δύο έχουν τον μεγαλύτερο αντίκτυπο. Μόλις η σφαίρα φεύγει από την κάννη, αρχίζει να χάνει οριζόντια ενέργεια λόγω της αντίστασης του αέρα. Μερικοί άνθρωποι θα σας πουν ότι η σφαίρα σηκώνεται όταν φεύγει από την κάννη, αλλά αυτό ισχύει μόνο εάν η κάννη ήταν τοποθετημένη υπό γωνία όταν εκτοξευόταν, κάτι που συμβαίνει συχνά. Εάν πυροβολήσετε οριζόντια προς το έδαφος και ρίξετε τη σφαίρα προς τα πάνω ταυτόχρονα, και τα δύο βλήματα θα χτυπήσουν το έδαφος σχεδόν την ίδια στιγμή (μείον τη μικρή διαφορά που προκαλείται από την καμπυλότητα του εδάφους και την ελαφρά πτώση της κατακόρυφης επιτάχυνσης).
Αν στοχεύσετε το όπλο σας σε γωνία περίπου 30 μοιρών, η σφαίρα θα ταξιδέψει πολύ πιο μακριά από ό,τι νομίζουν πολλοί, και ακόμη και ένα όπλο χαμηλής ενέργειας όπως το πιστόλι θα στείλει τη σφαίρα πάνω από ένα μίλι. Ένα βλήμα από ένα τουφέκι υψηλής ισχύος μπορεί να ταξιδέψει περίπου 3 μίλια σε 6-7 δευτερόλεπτα, επομένως δεν πρέπει ποτέ να πυροβολείτε στον αέρα.
Βαλλιστικός συντελεστής πνευματικών σφαιρών
Οι πνευματικές σφαίρες δεν σχεδιάστηκαν για να χτυπήσουν έναν στόχο, αλλά για να σταματήσουν έναν στόχο ή να προκαλέσουν μικρές σωματικές ζημιές. Από αυτή την άποψη, οι περισσότερες σφαίρες για πνευματικά όπλα είναι κατασκευασμένες από μόλυβδο, καθώς αυτό το υλικό είναι πολύ μαλακό, ελαφρύ και δίνει στο βλήμα μια μικρή αρχική ταχύτητα. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι σφαιρών (διαμετρήματα) είναι 4,5 mm και 5,5. Φυσικά, δημιουργήθηκαν και μεγαλύτερου διαμετρήματος - 12,7 mm. Κάνοντας μια βολή από τέτοια πνευματικά και τέτοια σφαίρα, πρέπει να σκεφτείτε την ασφάλεια των ξένων. Για παράδειγμα, οι σφαίρες σε σχήμα μπάλας κατασκευάζονται για ψυχαγωγικό παιχνίδι. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτός ο τύπος βλήματος επικαλύπτεται με χαλκό ή ψευδάργυρο για την αποφυγή διάβρωσης.
