Բալիստական գործակիցներ. Փամփուշտների միջակայք

Բովանդակություն:

Բալիստական գործակիցներ. Փամփուշտների միջակայք
Բալիստական գործակիցներ. Փամփուշտների միջակայք
Anonim

Մարմնի jsb բալիստիկ գործակիցը (կրճատ՝ BC) թռիչքի ժամանակ օդի դիմադրությունը հաղթահարելու նրա կարողության չափանիշն է։ Այն հակադարձ համեմատական է բացասական արագացմանը. ավելի մեծ թիվը ցույց է տալիս ավելի քիչ բացասական արագացում, իսկ արկի ձգումը ուղիղ համեմատական է նրա զանգվածին:

Մի փոքրիկ պատմություն

Բալիստիկ գործակիցներ
Բալիստիկ գործակիցներ

1537 թվականին Նիկոլո Տարտալիան մի քանի փորձնական կրակոց արձակեց՝ որոշելու գնդակի առավելագույն անկյունն ու հեռահարությունը։ Տարտալիան եկել է այն եզրակացության, որ անկյունը 45 աստիճան է։ Մաթեմատիկոսը նշել է, որ կրակոցի հետագիծն անընդհատ ճկվում է։

1636 թվականին Գալիլեո Գալիլեյը հրապարակեց իր արդյունքները «Երկխոսություններ երկու նոր գիտությունների մասին» գրքում: Նա հայտնաբերեց, որ ընկնող մարմինն ունի մշտական արագացում։ Սա թույլ տվեց Գալիլեոյին ցույց տալ, որ փամփուշտի հետագիծը կոր է:

Մոտավորապես 1665 թվականին Իսահակ Նյուտոնը հայտնաբերեց օդի դիմադրության օրենքը։ Նյուտոնն իր փորձերում օգտագործել է օդ և հեղուկներ։ Նա ցույց տվեց, որ կրակոցի դիմադրությունը մեծանում է օդի (կամ հեղուկի) խտությանը, խաչմերուկի մակերեսին և փամփուշտի քաշին համամասնորեն։ Նյուտոնի փորձերն իրականացվել են միայն ցածր արագությամբ՝ մինչև մոտ 260 մ/վրկ (853 թ.ֆտ/վ).

1718 թվականին Ջոն Քիլը մարտահրավեր նետեց մայրցամաքային մաթեմատիկային: Նա ուզում էր գտնել այն կորը, որը կարող էր նկարագրել արկը օդում։ Այս խնդիրը ենթադրում է, որ օդի դիմադրությունը երկրաչափականորեն մեծանում է հրթիռի արագությամբ: Քիլը չկարողացավ լուծում գտնել այս բարդ խնդրին։ Բայց Յոհան Բերնուլին ձեռնամուխ եղավ լուծելու այս բարդ խնդիրը և շուտով գտավ հավասարումը։ Նա հասկացավ, որ օդի դիմադրությունը տատանվում է արագության «ցանկացած ուժի» նման։ Հետագայում այս ապացույցը հայտնի դարձավ որպես «Բեռնուլիի հավասարում»։ Հենց սա է «ստանդարտ արկ» հասկացության նախակարապետը։

Պատմական գյուտեր

1742 թվականին Բենջամին Ռոբինսը ստեղծեց բալիստիկ ճոճանակը։ Դա պարզ մեխանիկական սարք էր, որը կարող էր չափել արկի արագությունը։ Ռոբինսը հայտնել է գնդակների արագության 1400 ֆտ/վրկ (427 մ/վ) մինչև 1700 ֆտ/վ (518 մ/վ): Նկարահանման նոր սկզբունքները գրքում, որը հրատարակվել է նույն թվականին, նա օգտագործել է Էյլերի թվային ինտեգրումը և պարզել, որ օդի դիմադրությունը «տարբերվում է արկի արագության քառակուսու չափով»:

1753 թվականին Լեոնհարդ Էյլերը ցույց տվեց, թե ինչպես կարելի է տեսական հետագծերը հաշվարկել՝ օգտագործելով Բեռնուլիի հավասարումը։ Բայց այս տեսությունը կարող է օգտագործվել միայն դիմադրության համար, որը փոխվում է որպես արագության քառակուսի:

1844 թվականին հայտնագործվեց էլեկտրաբալիստիկ ժամանակագրությունը։ 1867 թվականին այս սարքը վայրկյանի մեկ տասներորդ ճշգրտությամբ ցույց տվեց գնդակի թռիչքի ժամանակը։

Թեստային վազք

կործանարար ուժ
կործանարար ուժ

Շատ երկրներում և նրանց զինվածուժերը 18-րդ դարի կեսերից ի վեր փորձնական կրակոցներ են իրականացվել՝ օգտագործելով խոշոր զինամթերք՝ յուրաքանչյուր առանձին արկի դիմադրության բնութագրերը որոշելու համար: Այս անհատական փորձնական փորձերը գրանցվել են ընդարձակ բալիստիկ աղյուսակներում:

Լուրջ փորձարկումներ են իրականացվել Անգլիայում (փորձարկողը Ֆրենսիս Բաշֆորթն էր, փորձն ինքնին իրականացվել է Վուլվիչ Մարշի վրա 1864 թվականին)։ Արկը զարգացրել է մինչև 2800 մ/վ արագություն։ Ֆրիդրիխ Կրուպը 1930 թվականին (Գերմանիա) շարունակեց փորձարկումները:

Խեցիներն իրենք ամուր էին, թեթևակի ուռուցիկ, ծայրը՝ կոնաձև։ Նրանց չափերը տատանվում էին 75 մմ-ից (0,3 դյույմ)՝ 3 կգ (6,6 ֆունտ) քաշով մինչև 254 մմ (10 դյույմ)՝ 187 կգ (412,3 ֆունտ) քաշով։

Մեթոդներ և ստանդարտ արկ

Գնդակի բալիստիկ գործակից
Գնդակի բալիստիկ գործակից

Շատ զինվորականներ մինչև 1860-ականներն օգտագործում էին հաշվարկի մեթոդը՝ հրթիռի հետագիծը ճիշտ որոշելու համար: Այս մեթոդը, որը հարմար էր միայն մեկ հետագիծ հաշվարկելու համար, իրականացվել է ձեռքով։ Հաշվարկները շատ ավելի հեշտ և արագ դարձնելու համար հետազոտություններ են սկսվել՝ ստեղծելու տեսական դիմադրության մոդել։ Հետազոտությունները հանգեցրել են փորձարարական մշակման զգալի պարզեցման: Սա «ստանդարտ արկ» հայեցակարգն էր։ Տրված քաշով և ձևով, կոնկրետ չափսերով և որոշակի տրամաչափով հորինված արկի համար կազմվել են բալիստիկ աղյուսակներ։ Սա հեշտացրեց ստանդարտ հրթիռի բալիստիկ գործակիցը, որը կարող էր շարժվել մթնոլորտում մաթեմատիկական բանաձևի համաձայն:

Սեղանբալիստիկ գործակից

Օդաճնշական փամփուշտների բալիստիկ գործակիցը
Օդաճնշական փամփուշտների բալիստիկ գործակիցը

Վերոնշյալ բալիստիկ աղյուսակները սովորաբար ներառում են այնպիսի գործառույթներ, ինչպիսիք են՝ օդի խտությունը, հրթիռի թռիչքի ժամանակը, հեռահարությունը, տվյալ հետագիծից արկի հեռանալու աստիճանը, քաշը և տրամագիծը: Այս թվերը հեշտացնում են բալիստիկ բանաձևերի հաշվարկը, որոնք անհրաժեշտ են հրթիռի դնչկալի արագությունը հեռավորության վրա և թռիչքի ճանապարհին հաշվարկելու համար։

1870 թվականի

Բաշֆորթի տակառները արկ են արձակել 2800 մ/վ արագությամբ։ Հաշվարկների համար Մաևսկին օգտագործել է Bashfort և Krupp աղյուսակները, որոնք ներառում էին մինչև 6 սահմանափակ մուտքի գոտիներ։ Գիտնականը ստեղծեց յոթերորդ արգելված գոտին և Բաշֆորտի հանքերը ձգեց մինչև 1100 մ/վ (3609 ֆտ/վ): Մաևսկին տվյալները կայսերական միավորներից փոխակերպեց մետրային (ներկայումս SI միավորներ):

1884 թվականին Ջեյմս Ինգալսն իր տակառները հանձնեց ԱՄՆ բանակի զինամթերքի շրջաբերականին՝ օգտագործելով Մաևսկու աղյուսակները: Ինգալսը ընդլայնեց բալիստիկ տակառները մինչև 5000 մ/վ, որոնք գտնվում էին ութերորդ արգելված գոտում, բայց դեռևս նույն արժեքով n (1,55), ինչ Մաևսկու 7-րդ արգելված գոտին։ Արդեն լիովին կատարելագործված բալիստիկ աղյուսակները հրապարակվել են 1909 թվականին։ 1971 թվականին Sierra Bullet ընկերությունը հաշվարկեց իրենց բալիստիկ աղյուսակները 9 սահմանափակ գոտիների համար, բայց միայն վայրկյանում 4400 ոտնաչափ (1341 մ/վ): Այս գոտին մահացու ուժ ունի։ Պատկերացրեք, որ 2 կգ արկը շարժվում է 1341 մ/վ արագությամբ։

Մաջևսկու մեթոդ

Մենք մի փոքր վերևում արդեն նշեցինքայս ազգանունը, բայց եկեք մտածենք, թե այս մարդը ինչ մեթոդով է հանդես եկել։ 1872 թվականին Մաևսկին հրապարակեց զեկույց Trité Balistique Extérieure-ի մասին։ Օգտագործելով իր բալիստիկ աղյուսակները, Բաշֆորտի 1870 թվականի զեկույցի աղյուսակների հետ մեկտեղ, Մաևսկին ստեղծեց վերլուծական մաթեմատիկական բանաձև, որը հաշվարկում էր արկի օդի դիմադրությունը լոգարիթմով A և n արժեքով: Չնայած մաթեմատիկայի բնագավառում գիտնականն այլ մոտեցում է կիրառել, քան Բաշֆորթը, սակայն արդյունքում օդի դիմադրության հաշվարկները նույնն են եղել: Մաևսկին առաջարկեց սահմանափակ գոտու հայեցակարգը. Հետազոտելիս նա հայտնաբերեց վեցերորդ գոտին։

Մոտ 1886 թվականին գեներալը հրապարակեց Մ. Կրուպի փորձերի քննարկման արդյունքները (1880 թ.): Չնայած օգտագործվող արկերը տարբեր տրամաչափերով, դրանք հիմնականում ունեին նույն համամասնությունները, ինչ ստանդարտ արկերը՝ 3 մետր երկարությամբ և 2 մետր շառավղով։

Siacci մեթոդ

արկի դնչկալի արագությունը
արկի դնչկալի արագությունը

1880 թվականին գնդապետ Ֆրանչեսկո Սիաչին հրատարակեց իր Balistica-ն: Սիաչին առաջարկել է, որ օդի դիմադրությունը և խտությունը մեծանում են, քանի որ հրթիռի արագությունը մեծանում է:

Siacci մեթոդը նախատեսված էր հարթ կրակի հետագծերի համար, որոնց շեղման անկյունները 20 աստիճանից պակաս են: Նա պարզել է, որ նման փոքր անկյունը թույլ չի տալիս, որ օդի խտությունը հաստատուն արժեք ունենա։ Օգտագործելով Բաշֆորտի և Մաևսկու աղյուսակները՝ Սիաչին ստեղծել է 4-գոտի մոդել։ Ֆրանչեսկոն օգտագործեց գեներալ Մաևսկու ստեղծած ստանդարտ արկը։

Բուլետի գործակից

Բուլետի գործակիցը (BC) հիմնականում չափանիշ էորքանով է ռացիոնալացված գնդակը, այսինքն՝ որքան լավ է այն կտրում օդը: Մաթեմատիկորեն սա փամփուշտի տեսակարար կշռի հարաբերակցությունն է նրա ձևի գործակցին։ Բալիստիկ գործակիցը, ըստ էության, օդի դիմադրության չափիչ է: Որքան մեծ է թիվը, այնքան ցածր է դիմադրությունը և այնքան ավելի արդյունավետ է փամփուշտը օդում:

Եվս մեկ իմաստ - մ.թ.ա. Ցուցանիշը որոշում է քամու հետագիծը և շեղումը, երբ մյուս գործոնները հավասար են: BC փոխվում է փամփուշտի ձևի և շարժման արագության հետ: «Spitzer», որը նշանակում է «մատնանշված», ավելի արդյունավետ ձև է, քան «կլոր քիթը» կամ «հարթ կետը»: Փամփուշտի մյուս ծայրում նավակի պոչը (կամ նեղացած ոտքը) նվազեցնում է օդի դիմադրությունը՝ համեմատած հարթ հիմքի հետ: Երկուսն էլ ավելացնում են մ.թ.ա.

Բուլետների տիրույթ

բալիստիկ գործակից jsb
բալիստիկ գործակից jsb

Իհարկե, յուրաքանչյուր փամփուշտ տարբեր է և ունի իր արագությունն ու հեռահարությունը: Մոտ 30 աստիճան անկյան տակ կրակված հրացանը կտա թռիչքի ամենաերկար հեռավորությունը: Սա իսկապես լավ անկյուն է, որպես օպտիմալ կատարման մոտարկում: Շատերը ենթադրում են, որ 45 աստիճանը լավագույն անկյունն է, բայց դա այդպես չէ: Գնդակը ենթարկվում է ֆիզիկայի օրենքներին և բոլոր բնական ուժերին, որոնք կարող են խանգարել ճշգրիտ կրակոցին:

Փամփուշտի հեռանալուց հետո տակառը, գրավիտացիան և օդի դիմադրությունը սկսում են գործել դնչկալի ալիքի մեկնարկային էներգիայի դեմ, և մահացու ուժ է զարգանում: Կան նաև այլ գործոններ, բայց այս երկուսն են ամենաշատը ազդում: Հենց որ փամփուշտը հեռանում է տակառից, օդի դիմադրության պատճառով այն սկսում է կորցնել հորիզոնական էներգիան։Որոշ մարդիկ ձեզ կասեն, որ գնդակը բարձրանում է, երբ այն դուրս է գալիս տակառից, բայց դա ճիշտ է միայն այն դեպքում, եթե կրակելիս տակառը անկյան տակ է դրված եղել, ինչը հաճախ այդպես է լինում: Եթե դուք հորիզոնական կրակում եք դեպի գետնին և գնդակը միաժամանակ նետում դեպի վեր, երկու արկերը գրեթե միաժամանակ կհարվածեն գետնին (բացառությամբ գետնի կորության և ուղղահայաց արագացման աննշան անկման պատճառով):

Եթե ձեր զենքն ուղղեք մոտ 30 աստիճան անկյան տակ, փամփուշտը կանցնի շատ ավելի հեռու, քան շատերը կարծում են, և նույնիսկ ատրճանակի նման ցածր էներգիայի զենքը գնդակը կուղարկի մեկ մղոնից ավելի: Բարձր հզորությամբ հրացանից արկը կարող է անցնել մոտավորապես 3 մղոն 6-7 վայրկյանում, այնպես որ դուք երբեք չպետք է օդ կրակեք:

Օդաճնշական փամփուշտների բալիստիկ գործակից

Փամփուշտների միջակայք
Փամփուշտների միջակայք

Օդաճնշական փամփուշտները նախատեսված էին ոչ թե թիրախին խոցելու, այլ թիրախը կանգնեցնելու կամ ֆիզիկական փոքր վնաս պատճառելու համար: Այս առումով, օդաճնշական զենքի համար նախատեսված փամփուշտների մեծ մասը պատրաստված է կապարից, քանի որ այս նյութը շատ փափուկ է, թեթև և արկին տալիս է սկզբնական փոքր արագություն: Փամփուշտների (տրամաչափերի) ամենատարածված տեսակներն են՝ 4,5 մմ և 5,5, իհարկե, ստեղծվել են նաև ավելի մեծ տրամաչափիները՝ 12,7 մմ։ Այդպիսի օդաճնշական միջոցներից և նման փամփուշտից կրակոց անելով՝ պետք է մտածել կողմնակի մարդկանց անվտանգության մասին։ Օրինակ, գնդակի տեսքով փամփուշտները պատրաստվում են ռեկրեացիոն խաղի համար: Շատ դեպքերում այս տեսակի արկերը պատվում են պղնձով կամ ցինկով՝ կոռոզիայից խուսափելու համար: