Исследование полета снаряда. Пули специального действия
расстояние от точки вылета до точки падения пули, зависит от начальной скорости пули и баллистического коэффициента - величины, учитывающей все постоянные для данного снаряда (пули) параметры: калибр, массу и др.
- - расстояние, которое способен преодолеть ЛА от начала и до конца полёта; одна из лётно-тактнческнх характеристик. Для увеличения Д. п. используются дополнительные баки, производится дозаправка в воздухе...
Словарь военных терминов
- - элемент конструкции головной части артиллерийского снаряда, повышающий его боевые свойства...
Словарь военных терминов
- - численно равна расстоянию, пройденному центром масс снаряда в единицу времени. У артиллерийских снарядов наибольшее практическое значение имеет начальная скорость...
Словарь военных терминов
- - в баллистике линия, описываемая центром тяжести пули при ее полете в воздухе от точки вылета до точки падения. Имеет значение при определении направления выстрела и при решении ситуационных экспертных задач...
- - летательного аппарата - расстояние, измеренное по земной поверхности, которое летательный аппарат пролетает от взлёта до посадки при израсходовании определенного запаса топлива...
Энциклопедия техники
- - дальность полёта при отсутствии коммерческой нагрузки с запасом топлива, определяемым ограничениями по прочности летательного аппарата, и с минимально необходимым для выполнения задания...
Энциклопедия техники
- - расстояние, которое ЛА может пролететь от взлёта до посадки в условиях стандартной атмосферы без ветра, с максимально возможной выработкой топлива и с нагрузкой, обусловленной техническими...
Энциклопедия техники
- - расстояние, измеряемое по земной поверхности, к-рое может пролететь ЛА в одном направлении при израсходовании определ. запаса топлива...
Большой энциклопедический политехнический словарь
- - максимальное расстояние, которое может покрыть самолет без посадки при данной, обычно крейсерской, скорости...
- - горизонтальная - расстояние между точкой вылета снаряда и пересечением его траектории с горизонтальной линией, проходящей через центр дульного среза...
Морской словарь
- - периодическое незначительное колебательное движение оси вращающегося артиллерийского снаряда при его полете...
Морской словарь
- - элемент конструкции головной части артиллерийского снаряда, повышающим его боевые свойства. Подразделяются на бронебойные и баллистические...
Морской словарь
- - конусообразное движение продольной оси вращающегося артиллерийского снаряда относительно касательной к траектории...
Морской словарь
- - приходящийся на единицу площади поперечного сечения, представляет собою отношение веса снаряда Р. к его площади сечения πR2 и выражается дробью Р/, эта величина для сокращения называется иногда просто поперечною...
- - В. полета снаряда есть промежуток времени, в который снаряд пролетает от дульного среза орудия до точки пересечения траектории с горизонтальной линией, проведенной через середину дульного среза...
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона
- - снаряда до точки падения снаряда на землю; если последняя точка на одном горизонте с дулом орудия, то Д. называется горизонтальною...
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона
"Дальность полета снаряда (пули)" в книгах
Корпус самовзрывающегося снаряда
Из книги Леонардо да Винчи. Настоящая история гения автора Алферова Марианна ВладимировнаКорпус самовзрывающегося снаряда Леонардо принадлежит еще одно изобретение в военном деле, которое вполне могло бы воплотиться в жизнь и – кто знает – изменить ход истории. Великий изобретатель придумал корпус снаряда, который взрывался бы при ударе. При этом вокруг
Глава третья. За скорость, высоту, дальность
Из книги Триста неизвестных автора Стефановский Петр МихайловичГлава третья. За скорость, высоту, дальность В 1930-1934 годах наши истребители начали развивать скорость в 250-280 километров в час. К каким только ухищрениям не прибегали конструкторы, но достигнуть 300-километровой скорости, а тем более перешагнуть через нее никак не
Несчастный случай в 57-м Сибирском полку от разрыва немецкого снаряда
Из книги автораНесчастный случай в 57-м Сибирском полку от разрыва немецкого снаряда В этот же день при обстреле немцами нашей передовой линии один тяжелый снаряд попал в окоп землянки резервной роты этого полка и разорвался внутри ее. Из 10 солдат, находившихся в землянке, убито
А. Зимин ДО ПОСЛЕДНЕГО СНАРЯДА
Из книги автораА. Зимин ДО ПОСЛЕДНЕГО СНАРЯДА Герой Советского СоюзаПавел Иванович Копылов Танкисту Павлу Копылову пришлось испытать немало. Дважды он был ранен. Прошел нелегкий боевой путь, удостоился Золотой Звезды героя. В боях всякое бывало. Порой, как казалось со стороны, везло.
§ 67. Метод прояснения. Наделяющее сознание. «Близость» и «дальность» данностей
Из книги Идеи к чистой феноменологии и феноменологической философии. Книга 1 автора Гуссерль Эдмунд§ 67. Метод прояснения. Наделяющее сознание. «Близость» и «дальность» данностей Более интересны для нас методические соображения, относящиеся не к выражению, а к сущностям и взаимосвязям сущностей, которые должны быть выражены, но еще прежде постигнуты. Если исследующий
Дальность полета
Из книги Пчеловодство для начинающих автора Тихомиров Вадим ВитальевичДальность полета На него оказывают влияние погода, рельеф местности и конечно же условия медосбора. Когда рядом нет нектара, пчела готова лететь за ним около десятка километров. Но когда есть нормальный взяток, радиус ее лета не превышает пары километров. Чем дальше
5. Видимый горизонт и дальность видимости предметов
Из книги Учись морскому делу автора Багрянцев Борис Иванович5. Видимый горизонт и дальность видимости предметов Глаз наблюдателя находится на некоторой высоте е над поверхностью Земли (рис. 22). Предположим, что глаз наблюдателя расположен в точке Л, тогда расстояние МА - е. Лучи зрения из точки А расходятся по направлениям: ACU AC2, ACZ,
3.5.1. Полевая антенна «длинный луч» для радиосвязи из деревенского дома на дальность 10 000 км
Из книги Дачная энциклопедия опытных советов автора Кашкаров Андрей Петрович3.5.1. Полевая антенна «длинный луч» для радиосвязи из деревенского дома на дальность 10 000 км Важнейшей частью любой радиостанции является антенна. От эффективной работы антенного хозяйства, высоты установки антенн, согласованных размеров элементов (и других
Два снаряда в одну воронку не падают Покончил жизнь самоубийством еще один высокопоставленный работник ЦК КПСС. Из окна восьмого этажа выпал бывший управляющий делами ЦК Георгий Павлов. Он сделал то, что и его преемник на этом посту Николай Кручина.Что это - случайность
Упражнение, которое увеличило дальность моих ударов на 35 %
Из книги Совершенное тело за 4 часа автора Феррис ТимотиУпражнение, которое увеличило дальность моих ударов на 35 % Обратите внимание, что пальцы ноги и колено направляются вперед вслед за ведущей ногой, делающей шаг вперед. Пальцы ноги теперь смотрят примерно на 10 часов, если принять за 12 часов их направление на втором
Глава пятая От снаряда с фитилем к снаряду с секундомером
Из книги автораГлава пятая От снаряда с фитилем к снаряду с
Почему снаряд летит ночью не на ту же дальность, что и днем?
Из книги автораПочему снаряд летит ночью не на ту же дальность, что и днем? В то время, пока на огневой позиции маскировали орудия и рыли окопы, вычислители, окончив привязку огневой позиции и наблюдательного пункта, приступили уже к работе другого рода: взяв книжку «Таблиц стрельбы», они
Пуля и воздух
Что воздух мешает полету пули, знают все, но лишь немногие представляют себе ясно, насколько велико это тормозящее действие воздуха. Большинство людей склонно думать, что такая нежная среда, как воздух, которого мы обычно даже и не чувствуем, не может сколько-нибудь заметно мешать стремительному полету ружейной пули.
Рис. 28. Полет пули в пустоте и в воздухе. Большая дуга изображает путь, какой описала бы пуля, если бы не существовало атмосферы. Маленькая дуга слева - действительный путь пули в воздухе.
Но взгляните на рис. 28, и вы поймете, что воздух является для пули препятствием чрезвычайно серьезным. Большая дуга на этом чертеже изображает путь, который пролетела бы пуля, если бы не существовало атмосферы. Покинув ствол ружья (под углом 45°, с начальной скоростью 620 м/сек), пуля описала бы огромную дугу в 10 км высотой; дальность полета пули составила бы почти 40 км. В действительности же пуля при указанных условиях описывает сравнительно небольшую дугу и дальность ее полета составляет 4 км. Изображенная на том же чертеже дуга эта почти незаметна рядом с первой; таков результат противодействия воздуха! Не будь воздуха, из винтовки можно было бы обстреливать неприятеля с расстояния 40 км, взметая свинцовый дождь на высоту 10 км.
Сверхдальняя стрельба
Обстреливать противника с расстояния в сотню и более километров впервые начала германская артиллерия к концу империалистической войны (1918 г.), когда успехи французской и английской авиации положили конец воздушным налетам немцев. Германский штаб избрал другой, артиллерийский, способ поражать столицу Франции, удаленную от фронта не менее чем на 110 км.
Рис. 29. Как изменяется дальность полета снаряда с изменением угла наклона сверхдальнобойного орудия; при угле 1 снаряд падает в Р", при угле 2 - в Р"", при угле же 3 дальность стрельбы сразу возрастает во много раз, так как снаряд залетает в слои разреженной атмосферы.
Способ этот был совершенно новый, никем еще не испытанный. Наткнулись на него немецкие артиллеристы случайно. При стрельбе из крупнокалиберной пушки под большим углом возвышения неожиданно обнаружилось, что вместо дальности в 20 км достигается дальность в 40 км. Оказалось, что снаряд, посланный круто вверх с большой начальной скоростью, достигает тех высоких разреженных слоев атмосферы, где сопротивление воздуха весьма незначительно; в такой слабо сопротивляющейся среде снаряд пролетает значительную часть своего пути и затем круто опускается на землю. Рис. 29 наглядно показывает, как велико различие в путях снарядов при изменении угла возвышения.
Рис. 30. Немецкая пушка «Колоссаль». Внешний вид.
Это наблюдение и положено было немцами в основу проекта сверхдальнобойной пушки для обстрела Парижа с расстояния 115 км. Пушка была успешно изготовлена и в течение лета 1918 г. выпустила по Парижу свыше трехсот снарядов.
Вот что стало известно об этой пушке впоследствии. Это была огромная стальная труба в 34 м длиной и в целый метр толщиной; толщина стенок в казенной части 40 см. Весило орудие 750 тонн. Его 120-килограммовые снаряды имели метр в длину и 21 см в толщину. Для заряда употреблялось 150 кг пороха; развивалось давление в 5000 атмосфер, которое и выбрасывало снаряд с начальной скоростью 2000 м/сек. Стрельба велась под углом возвышения 52°; снаряд описывал огромную дугу, высшая точка которой лежала на уровне 40 км над землей, т. е. далеко в стратосфере. Свой путь от позиции до Парижа - 115 км - снаряд проделывал в 3,5 минуты, из которых 2 минуты он летел в стратосфере.
Такова была первая сверхдальнобойная пушка, прародительница современной сверхдальнобойной артиллерии.
Чем больше начальная скорость пули (или снаряда), тем сопротивление воздуха значительнее: оно возрастает не пропорционально скорости, а быстрее, пропорционально второй и более высокой степени скорости, в зависимости от величины этой скорости.
Почему взлетает бумажный змей?
Пытались ли вы объяснить себе, почему бумажный змей взлетает вверх , когда его тянут за бечевку вперед ?
Если вы сможете ответить на этот вопрос, вы поймете также, почему летит аэроплан, почему носятся по воздуху семена клена и даже отчасти уясните себе причины странных движений бумеранга. Все это - явления одного порядка. Тот самый воздух, который составляет столь серьезное препятствие для полета пуль и снарядов, обусловливает полет не только легкого плода клена или бумажного змея, но и тяжелого самолета с десятками пассажиров.
Рис. 31. Какие силы действуют на бумажный змей?
Чтобы объяснить поднятие бумажного змея, придется прибегнуть к упрощенному чертежу. Пусть линия MN (рис. 31) изображает у нас разрез змея. Когда, запуская змей, мы тянем его за шнур, он движется из-за тяжести хвоста в наклонном положении. Пусть это движение совершается справа налево. Обозначим угол наклона плоскости змея к горизонту через а. Рассмотрим, какие силы действуют на змей при этом движении. Воздух, конечно, должен мешать его движению, оказывать на змей некоторое давление. Это давление изображено на рис. 31 в виде стрелки ОС; так как воздух давит всегда перпендикулярно к плоскости, то линия ОС начерчена под прямым углом к MN. Силу ОС можно разложить на две, построив так называемый параллелограмм сил; получим вместо силы ОС две силы, OD и ОР. Из них сила OD толкает наш змей назад и, следовательно, уменьшает первоначальную его скорость. Другая же сила, ОР, увлекает аппарат вверх; она уменьшает его вес и, если достаточно велика, может преодолеть вес змея и поднять его. Вот почему змей поднимается вверх, когда мы тянем его за веревочку вперед.
Изобретение относится к средствам для проверки и тренировки в прицеливании. Реализация изобретения позволяет повысить точность измерений координат и скорости полета пуль и снарядов, в том числе на открытой местности. Сущность изобретения заключается в том, что фиксируют моменты времени прохождения фронта звуковой волны через акустические датчики, установленные на мишени в количестве не менее шести, и вычисляют характеристики по регрессионной или математической модели мишени с помощью вычислителя. Число датчиков выбирают по минимальному количеству неизвестных в регрессионной или математической модели, которыми являются начало отсчета времени, соответствующее моменту пролета пули или снаряда через плоскость мишени, скорость пули или снаряда, углы наклона их траектории и величину и направление силы ветра. Для определения положения датчиков осуществляют идентификацию модели, для чего предварительно на мишень устанавливают контрольную рамку и производят по ней серию выстрелов в заданные точки. После каждого выстрела измеряют время срабатывания датчиков и координаты пробоин в контрольной рамке, а затем по методу наименьших квадратов определяют координаты датчиков. 7 ил.
Изобретение относится к мишеням для определения внешнебаллистических характеристик полета пуль и снарядов и может быть использовано при экспериментальном определении меткости и кучности стрельбы и приведении оружия к нормальному бою, при определении скорости.Известна электронно-акустическая мишень , содержащая квадратную или прямоугольную плиту с расположенными по центрам каждой из ее сторон акустическими датчиками, с помощью которых фиксируются моменты времени прихода звуковой волны от места удара пули по плите до мест расположения акустических датчиков.Известен стрелковый тир , в котором для регистрации координат пуль содержится мишенная панель, выполненная в виде пуленепробиваемого экрана с встроенными акустическими датчиками, фиксирующими время прихода звуковой волны до датчиков от места ее возникновения - точки попадания пули в экран.Недостатками электронно-акустической мишени и стрелкового тира являются малые размеры поля регистрации, в частности, из-за примитивных алгоритмов определения координат, основанных на допущении малого поля регистрации, износ и разрушение со временем плиты или пуленепробиваемого экрана и невозможность по этим причинам регистрировать координаты снарядов.Наиболее близким аналогом является устройство для определения внешнебаллистических характеристик полета пуль и снарядов , содержащее четыре акустических датчика, расположенных на одной прямой. В отличие от предыдущих устройств данное устройство не содержит плиты или пуленепробиваемый экран и потому применимо для определения координат не только пуль, но и снарядов.Недостатком устройства является низкая точность из-за влияния ветра в случае использования устройства на открытой местности. Потому возможна работа только в тихую безветренную погоду, что бывает крайне редко. Кроме того, нельзя обеспечить высокой точности даже в тихую безветренную погоду на большом поле регистрации из-за большой погрешности угломерного базового метода косвенных измерений, когда направления лучей, проходящих от датчиков к точке попадания в мнимую плоскость регистрации, далеки от нормальных (перпендикулярных) по отношению друг к другу.Для уменьшения погрешности угломерного базового метода косвенных измерений можно расположить датчики не по прямой, а аналогично устройству (2) и увеличить количество датчиков, расположив их, например, по сторонам мишени. При этом их расположение должно быть задано (измерено) с точностью, в несколько раз превышающей точность измерения внешнебаллистических характеристик. Однако в случае большого поля мишени и расположения датчиков на большом удалении друг от друга (до 4-6 м по противоположным сторонам от мишени) задать или измерить непосредственно координаты датчиков с высокой точностью (до долей мм) не представляется возможным.Задача изобретения заключается в устранении недостатков устройства для определения внешнебаллистических характеристик полета пуль и снарядов путем создания способа определения внешнебаллистических характеристик полета пуль и снарядов, включающего фиксацию моментов времени прохождения фронта звуковой волны через акустические датчики, установленные на мишени в количестве не менее количества неизвестных в регрессионной или математической модели (начало отсчета времени, соответствующего моменту пролета пули или снаряда через плоскость мишени, скорости пули или снаряда, углов наклона их траектории и величины и направления ветра), и вычисление координат полета пуль или снарядов через плоскости мишени с помощью регрессионной или математической модели, при этом для определения положения датчиков осуществляют идентификацию модели, для чего предварительно на мишень устанавливают контрольную рамку и производят по ней серию выстрелов в разные точки, причем для каждого выстрела измеряют время срабатывания датчиков и координаты пробоин в контрольной рамке, а затем определяют координаты датчиков, например, по методу наименьших квадратов при количестве уравнений, превышающем количество неизвестных.Технический результат - повышение точности измерения координат и скорости, увеличение размеров поля регистрации и возможность работы на открытой местности при наличии ветра.На фиг.1 изображена схема устройства для определения внешнебаллистических характеристик полета пуль и снарядов. На фиг.2 изображена пространственная схема расположения 12 акустических датчиков. На фиг.3 показаны вектор скорости пули или снаряда вектор ветра и его разложение в базисе X T YZ, где ось Х T совпадает с вектором скорости ось Y вертикальна, а ось Z лежит в горизонтальной плоскости. Ось Х - продольная ось (по направлению стрельбы). На фиг.4 изображено сечение конуса звуковой волны плоскостью мишени, а на фиг.5 - сечение конуса звуковой волны плоскостью, проходящей через ось конуса, и нормальной плоскости мишени YZ. Фиг.6 иллюстрирует направление главных осей эллипса, фиг.7 иллюстрирует получение модели с учетом ветра и наклона траектории.Устройство (фиг.1) содержит акустические датчики Д i , i=1...6, расположенные в одной плоскости по три слева и справа от снопа траекторий (фиг.2), коаксиальные линии связи 1, блок согласующих и пороговых устройств 2, вычислитель 3, монитор для отображения результатов 4 и контрольную рамку 5 с мишенью для идентификации регрессионной модели. В случае точного измерения скорости в схему фиг.1 вводятся еще шесть датчиков Д i , i=7...12, расположенных аналогично предыдущим датчикам, но в другой плоскости, параллельно плоскости мишени (фиг.2).Вектор скорости ветра разложен по направлению полета пули или снаряда (ось X T) и по вертикальной Х и горизонтальной Z осям системы координат мишени (фиг.3). Продольная составляющая приводит к изменению положения центра возмущения атмосферы пулей или снарядом вдоль траектории и соответственно к изменению угла конуса Маха. Составляющие приводят к поперечному сносу конуса Маха. В сечении конуса плоскостью мишени образуется эллипс (фиг.4, 5). Полуоси эллипса а, b и смещение центра эллипса определяются из геометрических соображений согласно фиг.3-6 следующими выражениями где - число Маха, с - скорость звука.Составляющие U Y и U Z приводят к параллельному переносу центра возмущения и соответственно всего эллипса вдоль осей Y, Z на расстояния, пропорциональные времени =t-t 0 , т.е. на U Y и U Z , где t 0 - начало отсчета времени (момента пролета пули через плоскость мишени). Для угла 0,1 рад. отношение полуосей эллипса не превышает величины 0.99998 и, следовательно, эллипс практически является окружностью, радиус R которой пропорционален времени , т.е. R=V k , где V k - скорость распространения фронта волны в плоскости мишени. Согласно (2) смещение также пропорционально времени , так как L=V . Суммируя векторы получим результирующий вектор направленный под углом , как показано на фиг.7. Эвклидово расстояние между точками попадания (y,z) и датчика (y ,z) равно Из АВО имеем откуда с учетом (4) следует модель акустической мишени Здесь угол при вершине О треугольника АВО соответствует разности углов и на фиг.7, причем 0 . ПоэтомуУгол определяется положением датчика (y ,z) относительно точки попадания (у,z) и равен где Если датчики расположены слева и справа от поля регистрации, то и проблемы деления на нуль в (8) и (9) не возникает. В противном случае надо проверять выполнение условия и поступать соответствующим образом (принимать при условии где - малая положительная величина).Таким образом, в модели (6) содержится 6 неизвестных V k , U p , , t 0 , y, z и для их определения необходимо минимум 6 уравнений, т.е. соответственно 6 акустических датчиков с известными координатами y i , z i положения датчиков в пространстве.В случае 12 датчиков, расположенных в двух плоскостях на расстоянии D (фиг.2), переменные V k , U p , одинаковы и в системе уравнений содержится 9 неизвестных V k , U p , , t 01 , y 1 , z 1 , t 02 , y 2 , z 2 при 12 уравнениях, которые можно решать по методу наименьших квадратов. По определенным t 02 , t 01 вычисляется горизонтальная скорость пули или снаряда Акустическая мишень по существу является системой косвенных измерений, в которой по первичным измерениям, т.е. по временам встречи звуковой волны с акустическими датчиками решается обратная задача внешней баллистики, т.е. по модели (уравнениям) вычисляются координаты и скорость. Чтобы вычислить координаты с заданной точностью, необходимо задать или измерить координаты y i , z i положения акустических датчиков относительно системы координат мишени с меньшими погрешностями. Это практически невозможно, тем более, что моменты времени прохождения фронта звуковой волны через датчик фиксируются по моментам времени превышения сигналов уровня порога порогового устройства. Поэтому единственным средством представляется идентификация физической или регрессионной модели по результатам серии выстрелов, когда для каждого выстрела системой фиксируются времена t i и параллельно измеряются координаты пробоин в мишени на контрольной рамке 5 (фиг.1), которая устанавливается только для идентификации, а во время функционирования акустической мишени в режиме определения координат и скорости отсутствует (снимается). Так как параметров положения - координат датчиков много, то для идентификации физической модели (6) требуется большое количество выстрелов. При этом при каждом выстреле V k , U p , , t 0 также будут входить в число неизвестных. Поэтому используется следующий подход. В случае использования в модели (6) значений z i , z i , известных с точностью до погрешностей их непосредственного измерения, при вычислениях координат точки попадания y, z возникают погрешности, которые мало изменяются при измерении внешнебаллистических параметров пули или снаряда (углов наклона траектории, скорости), а также ветра. Поэтому используется регрессионная модель для поправок, например, в виде полного полинома степени 2 В каждом уравнении содержится 6 неизвестных коэффициентов и необходимо произвести минимум 6 выстрелов или, например, 9 выстрелов по углам, центру мишени и по "звездным" точкам, т.е. по осям координат на границах мишени. В уравнениях (11) при идентификации y, z - координаты, определенные с помощью модели (6) при измеренных координатах датчиков, y=y 0 -y, z=z 0 -z, где y 0 , z 0 - измеренные по пробоинам в мишени координаты точек попадания. В процессе функционирования в рабочем режиме координаты точек попадания определяют в 3 этапа. Сначала по модели (6) определяют y, z, а затем по модели (11) определяют поправки y, z и, наконец, определяют Устройство для определения внешнебаллистических характеристик полета пуль и снарядов работает следующим образом. В режиме идентификации за второй плоскостью с датчиками (в случае 12 датчиков в двух плоскостях) или за плоскостью датчиков (в случае 6 датчиков в одной плоскости) устанавливают контрольную рамку 5 с наклеенной на нее миллиметровой бумагой. После выстрела фронт звуковой волны конуса Маха последовательно (в порядке, зависящем от координат почти попадания) пересекает акустические датчики и на их выходах образуются электрические сигналы, которые по коаксиальным линиям связи 1 поступают на вход блока согласующих и пороговых устройств 2. С выхода блока 2 сигналы поступают на шину прерывания вычислителя 3. По сигналам прерывания фиксируется состояние таймера вычислителя (компьютера) и коды времени и датчиков, которым соответствуют коды времени, записываются в память компьютера. После производства серии выстрелов в заданные точки контрольной рамки 5 или после каждого выстрела измеряют координаты пробоин (и отмечают их во избежание перепутывания) и вводят их в вычислитель. После заданного числа выстрелов по программе, например по методу наименьших квадратов, проводят идентификацию моделей (11). При этом вычисляют для контроля суммы квадратов невязок и невязки для каждого выстрела. Выстрелы с большими невязками бракуют и производят либо дострел, либо бракованные точки просто исключают и повторяют определение коэффициентов моделей.В режиме функционирования (рабочий режим) аппаратура работает аналогично режиму идентификации. После выстрела и записи в память вычислителя моментов времени пересечения фронтом звуковой волны датчиков по программе по модели (6) находят предварительные координаты y, z, затем по программе по модели (11) с коэффициентами a i , b i , найденными при идентификации, определяют поправки y, z и, наконец, по (12) производят уточнение координат точки попадания. В случае необходимости координаты каждой пробоины или среднюю точку попадания, характеристики рассеивания (срединные отклонения, круги R 50 , R 80 , R 100 , поперечник рассеивания) выводят на монитор 4. В случае 12 датчиков по (10) определяют горизонтальную скорость пули или снаряда.Предложенное устройство имеет большое поле регистрации (до 2 3 м 2), высокую точность измерении координат и скорости полета пуль и снарядов, обеспечивает высокую точность измерения на открытой местности при наличии ветра.Источники информации1. Захаров В.А. Электронно-акустическая мишень. М.: Радио, 1975, №5, с.13-15.2. Стрелковый тир. Заявка №94043628, 1996 г., F 41 J 5/056. Заявители: Захаров В.Н., Ромашкин В.В., Рублев Н.Н., Смирнов Н.И.3. Устройство для определения внешнебаллистических характеристик полета пуль и снарядов. Заявка №93015148/23 от 1993.03.23, F 41 J 5/04. Дата публикации формулы изобретения 1995.09.20. Автор Вьюков Н.Н. (прототип).
Формула изобретения
Способ определения внешнебаллистических характеристик полета пуль и снарядов, включающий фиксацию моментов времени прохождения фронта звуковой волны через акустические датчики, установленные на мишени в количестве не менее шести, и вычисление характеристик по регрессионной или математической модели мишени с помощью вычислителя, отличающийся тем, что число датчиков выбирают по минимальному количеству неизвестных в регрессионной или математической модели, которыми являются начало отсчета времени, соответствующее моменту пролета пули или снаряда через плоскость мишени, скорость пули или снаряда, углы наклона их траектории и величину и направление силы ветра, при этом для определения положения датчиков осуществляют идентификацию модели, для чего предварительно на мишень устанавливают контрольную рамку и производят серию выстрелов в заданные точки, причем после каждого выстрела измеряют время срабатывания датчиков и координаты пробоин в контрольной рамке, а затем по методу наименьших квадратов определяют координаты датчиков.
В статье (Аливердиев А.А. Точный расчет дистанции выстрела в сверхзвуковом диапазоне изменения скорости движения снаряда // Актуальные проблемы теории и практики судебной экспертизы: Доклады и сообщения на международной конференции «Восток-Запад: партнерство в судебной экспертизе». — М.: РФЦСЭ, С. 97-100.) нами показано, что в сверхзвуковом диапазоне изменения скорости движения снаряда (от 340 м/с до 1000 м/с) можно точно рассчитать для ряда снарядов дистанцию выстрела в зависимости от конечной скорости снаряда и его баллистического коэффициента. В основе этих расчетов лежит предположение о том, что сила сопротивления воздуха, приходящаяся на единицу массы снаряда F(v), может быть представлена в виде (Определение расстояния выстрела: Методическое пособие для экспертов. — М.: РФЦСЭ, 1995. Вып. 1. — 154 с.) (Определение расстояния выстрела: Методическое пособие для экспертов. — М.: РФЦСЭ, 1995. Вып. 2. — 180 с.):
- C — баллистический коэффициент снаряда;
- H(y) — функция плотности воздуха (для нормальных условий, при стрельбе параллельно горизонтальной плоскости H(y) = 1);
- Fc(v) — сила сопротивления воздуха, приходящаяся на единицу массы, для снаряда Сиаччи.
Логика расчетов в основывалась на том, что анализ табличных данных значений Fc(v), приведенных в (Сташенко Е.И. Способ расчета скорости снарядов (пуль) на различных расстояниях от дульного среза оружия // Экспертная техника. 1981. — Вып. 69. с. 59-77.), показывает, что изменение dFc (v) в сверхзвуковом диапазоне изменения скорости (от 340 м/с до 1000 м/с) пропорционально изменению скорости dv. Поэтому функциональная зависимость Fc(v) в указанном диапазоне изменения скорости — прямолинейная, вследствие чего ее можно представить в виде:
- kc = 0,3625 с -1 , Bc = 258 м/с — постоянные.
Данные константы имеют следующий физико-математический смысл:
- kc — тангенс угла наклона прямой относительно оси скоростей;
- Bc — точка пересечения этой прямой с данной осью.
Экспериментальные и рассчитанные по формуле (2) значения Fc(v) даны в табл. 1. Как видно из приведенных данных, относительная погрешность расчетных и экспериментальных данных не превышает 0,7%. Если учесть, что в экспериментальных исследованиях погрешность измерения Fc(v) не может быть меньше 1%, то можно считать, что расчетные и экспериментальные данные практически совпадают.
Прямолинейность функции Fc(v) обусловлена физическим процессом поглощения энергии движущегося снаряда средой (воздухом) посредством звуковой волны, поэтому следует ожидать, что аналогичные зависимости (в этом диапазоне изменение скорости)
будут иметь место и для других (отличающихся между собой геометрической формой, размерами и массой) снарядов:
Из сравнения формул (2) и (3) следует, что условие (1) будет выполняться только для тех снарядов, для которых константа B = Bc = 258 м/с. В случае же неравенства констант B и Bc баллистический коэффициент С (отношение F(v) к Fс(v) при H(y) = const зависит от скорости) является функцией скорости. Поэтому уравнение (2) (при равенстве B = Bc = 258 м/с) является только частным случаем уравнения (3).
Сила сопротивления среды существенно зависит от геометрической формы движущегося в ней тела, то есть от констант k и В. В статье нами рассмотрено движение двух остроконечных пуль: от промежуточного патрона, выстреленной из 7,62-мм самозарядного карабина Симонова, и от винтовочного патрона, выстреленной из 7,62-мм станкового пулемета конструкции Горюнова. Для этих пуль B = Bс = 258 м/с. Поэтому, в общем случае, необходимо рассмотреть движение пули, геометрическая форма которой отличается от остроконечной формы. С точки зрения судебной баллистики на сегодняшний день наибольший интерес представляет собой движение пули МЖВ13 от промежуточного патрона М74, выстреленной из 5,45-мм автомата Калашникова АК-74.
Поэтому нами были поставлены следующие задачи:
- рассмотреть общий случай движения снаряда в сверхзвуковом диапазоне изменения скорости;
- в качестве конкретного примера рассмотреть движение пули МЖВ13 от промежуточного патрона М74, выстреленной из 5,45-мм автомата Калашникова АК- С74У (АКС74У Н2).
Полагая, что функциональную зависимость F(v) можно представить в виде (3), рассчитаем дистанцию выстрела из энергетических соображений. Первоначально отметим, что во время полета из-за наличия силы тяжести снаряд притягивается к земле. Поэтому траектория полета снаряда всегда баллистическая. Однако при сравнительно коротких дистанциях выстрела (малом промежутке времени полета снаряда) сила тяжести несущественно влияет на движение снаряда, вследствие чего траектория полета практически прямолинейная. В этом случае силу тяжести можно не учитывать. Критерий необходимости учета силы тяжести нами будет дан ниже.
С учетом сделанного замечания допустим, что снаряд движется по прямолинейной траектории, параллельной горизонтальной плоскости (угол бросания равен нулю, H(y)=1). Из закона сохранения энергии следует, что энергия, необходимая на преодоление силы сопротивления среды (воздуха), тратится за счет уменьшения ки-нетической энергии движущегося снаряда, при этом сила сопротивления среды, при-ходящаяся на единицу массы снаряда F(v), численно равна ускорению торможения снаряда. Так как работа по перемещению снаряда массой m на величину dx должна быть равна изменению кинетической энергии данного снаряда, то закон сохранения энергии в дифференциальной форме запишется в виде:
Подставляя значение F(v) в (4) и проводя разделение переменных, получим интегральное уравнение:
Решая уравнение (5), получим значение дистанции выстрела, как функцию от начальной и конечной скорости снаряда:
Следует отметить, что решение (6) уравнения (5) — точное. Уравнение (6) получено из закона сохранения энергии. Поэтому проблема определения дистанции выстрела для плоской (зависящей от одной координаты) траектории движения снаряда в сверхзвуковом диапазоне изменения скоростей, при выполнении условия (3), разрешена полностью, а необходимость в использовании приближенных, ко всему еще и громоздких, расчетных методов, рекомендованных в, отпадает. Точность расчета дистанции выстрела по формуле (6) зависит только от точности определения констант В и k для данного вида снаряда, а также его начальной и конечной скорости.
Зная явный вид функции, описывающей силу сопротивления воздуха, можно рассчитать время пролета снаряда. Из закона сохранения количества движения (импульса силы), записанного в дифференциальной форме, следует:
Подставляя значение F(v) в (7) и проводя разделение переменных, получим интегральное уравнение:
Решая уравнение (8), получим значение времени пролета снаряда, как функцию от значений начальной и конечной скорости:
Решение (9) уравнения (8) точное. Уравнение (9) получено из закона сохранения количества движения. Следовательно, точность расчетного времени пролета снаряда зависит только от точности измерения начальной и конечной его скорости, разумеется, при выполнении условия (3).
Из формулы (9) следует, что конечная скорость снаряда связана со временем его пролета соотношением:
Следовательно, для расчета значений конечной скорости и дистанции выстрела достаточно знать начальную скорость снаряда и время его пролета. Формула (6), с учетом сделанного замечания, может быть преобразована к виду:
За время t, как указывалось выше, вследствие силы тяжести снаряд отклонится к Земле в вертикальном направлении на величину h = gt 2 /2. Поэтому, строго говоря, угол бросания Θ не может быть равен нулю. Однако расчеты по формулам (6), (9), (10) и (11) можно считать достоверными, если учет силы тяжести не превышает экспериментального разброса скорости снаряда (по крайней мере, не превышает 0,1% от скорости снаряда), что во всем сверхзвуковом диапазоне изменения скорости всегда будет выполнено, если
где максимально возможное значение угла Θ равно величине:
Расчетные скорости в этом случае определены с точностью не менее 99,9%.
Для практического применения формул (6) — (11) необходимо знать точные значения констант k и В. Данные константы в общем случае не могут быть рассчитаны теоретически. Однако их можно найти путем сравнения теории и эксперимента. В частности, зная начальную скорость снаряда, два промежутка времени и (соответствующие им) значения конечных скоростей, константу В можно определить, например, из формулы (9) путем деления одного промежутка времени на другой. В этом случае константа k исключается и имеет место логарифмическое уравнение с одним неизвестным — константой В. Далее, подставляя значение константы В в формулу (9), можно найти константу k.
В качестве конкретного примера приведем значения констант B и k для пули МЖВ13 от промежуточного патрона М74, выстреленной из 5,45-мм автомата Калашникова АКС-74У: B = 180 м/с, k = 1,17 с -1 . Значения данных констант получены в результате анализа экспериментальных данных, приведенных в (Руководство по 5,45-мм автомату Калашникова Укороченному АКС74У (АКС74У Н2). — М.: Воен. издат., 1992. — 160с.). Время пролета пули экспериментально измерялось с точностью до 0,01 с. Поэтому с целью уменьшения относительной погрешности измерения для промежутка времени, соответствующего 100 м дистанции выстрела, данное время пролета при оценке констант полагалось равным 0,145 с, а не 0,15 с. Значения данных констант оценивались по времени пролета и дистанции выстрела, то есть по формулам (6) и (9). Расчетные и экспериментальные данные приведены в табл. 2. Как видно из таблицы, расчетные и экспериментальные данные по крайней мере находятся в удовлетворительном согласии. Следует особо подчеркнуть, что конечная скорость полета пули экспериментально измеряется с точностью только до третьей значащей цифры, поэтому и дистанция выстрела рассчитана по формуле (6) с такой же точностью. Учитывая, что относительная погрешность между расчетными и экспериментально измеренными значениями дистанции выстрела составляет менее трех процентов, можно считать, что указанные константы оценены точно.
Необходимость учета силы тяжести снаряда, то есть достоверность расчетов, можно установить по формуле (12). Для этого необходимо рассчитать значения: дистанции выстрела и времени пролета снаряда для скорости, равной величине: v = 340 м/с. Подставляя значения: начальной скорости — vo = 735м/с и конечной скорости — v = 340 м/с, в формулы (6) и (9), соответственно получим: х = 528,4 м и t = 1,06 с. Из формулы (13) следует, что угол бросания равен величине: Θ = 0,01 рад.
Подставляя значение Θ = 0,01 рад в формулу: gt sinΘ, получим 0,109 м/с, что меньше значения 0,34 м/с. Следовательно, силу тяжести в расчетах можно не учитывать.
Таким образом, расчеты (без учета силы тяжести) по формулам (10) и (11) можно считать достоверными. Расчетные значения дистанции выстрела и скорости пули в зависимости от времени пролета снаряда приведены в таблице 3. Экспериментальные данные цитируются из. Как видно из приведенных данных, расчетные и экспериментально измеренные величины дистанции выстрела и конечной скорости практически совпадают (относительная погрешность между экспериментально измеренными и расчетными величинами менее одного процента), что однозначно свидетельствует о справедливости логики изложенных рассуждений.
Таким образом, условие (3) в сверхзвуковом диапазоне изменения скорости для снарядов, выстреленных из стрелкового оружия, выполняется, что позволяет рассчитать дистанцию выстрела, при этом расчеты будут настолько точными, насколько точно известны начальная скорость снаряда, а также время пролета или же конечная скорость снаряда.
А. А. Аливердиев — зам. начальника Дагестанской ЛСЭ Минюста России, зав. отделом криминалистических исследований, к.ф.-м.н.
Расчет зависимостей дистанции выстрела и скорости пули
Основа боевика — это стрельба, как банально это ни звучит. А для того, чтобы стрелять, одного оружия мало. К нему нужны именно боеприпасы, или, как их зачастую называют в шумных играх иностранного разлива, «ammunition».
Назначение патрона зависит также и от типа пули, которой он снаряжен. На сегодняшний день существует множество пуль разных типов с самыми разнообразными степенями поражающего действия — от нелетальных до бронебойных. Основной смысл этих различий — запреградное (поражение живой силы, защищенной броней) или останавливающее действие (торможение пули в цели и полная передача импульса). Останавливающее действие предполагает повышенный травматический эффект.
Принятая в СССР система классификации пуль была достаточно неоднородной в разные периоды времени. К примеру, винтовочная пуля калибра 7,62 образца 1908 года имела следующие модификации: легкая, тяжелая, бронебойная, зажигательная, трассирующая, бронебойно-зажигательная. Отличались они цветовой маркировкой носовой части. Причина такого разнообразия — универсальность патрона. Он использовался и в винтовках, и в карабинах, и в пулеметах. Для снайперского применения рекомендовался утяжеленный вариант, позволяющий поражать цели на дистанции свыше 1000 м.
Пуля к промежуточному патрону калибра 7,62 мм образца 1943 года утратила две модификации, но приобрела одну новую. Ее варианты исполнения: обычная, трассирующая, бронебойно-зажигательная, зажигательная, низкоскоростная. Последняя модификация предназначалась для использования в оружии, снабженном ПББС (прибором бесшумной и беспламенной стрельбы).
С введением калибра 5,45 мм ассортимент пуль еще немного изменился. Теперь он выглядел так: со стальным сердечником, повышенной пробивной способности 7Н10, трассирующая, низкоскоростная, бронебойная 7Н22, для холостого патрона. Последняя сделана из хрупкого полимера и при выстреле полностью разрушается в канале ствола.
Цветовая маркировка NATO несколько другая. Существует и иная классификация пуль индивидуального стрелкового оружия, принятая в США и Европе, которая значительно отличается от советской.
LRN (round nosed lead) — цельносвинцовая безоболочечная пуля. Самый ранний и самый дешевый тип. В настоящее время используется мало, в основном для спортивной целевой стрельбы (калибр 5,6 мм, он же.22LR). При поражении живой силы отличается повышенным останавливающим действием за счет деформации при соударении. Практически не дает рикошетов.
FMJ (full metal jacket) — оболочечная пуля. Наиболее известный и распространенный тип пуль. Находит свое применение абсолютно во всех типах стрелкового оружия.
Состоит из свинцового сердечника и прочной оболочки из стали, латуни или томпака. Сердечник обеспечивает массу, достаточную для получения большого импульса, а оболочка — хорошую пробивную способность.
JSP (jacketed soft point) — полуоболочечная пуля. Состоит из прочного «стакана», заполненного свинцом, из которого и отформована плоская или закругленная носовая часть. По сравнению с оболочечной обладает большим останавливающим действием, поскольку при попадании деформируется с носовой части, увеличивая площадь своего поперечного сечения.
Такая пуля меньше рикошетит и имеет очень низкое запреградное действие. Категорически запрещена международными конвенциями к применению в военных действиях. Применяется в полицейских подразделениях и для самозащиты.
JHP (jacketed hollow point) — полуоболочечная пуля с экспансивной выемкой. Устроена также, как и полуоболочечная, но в носовой части отформована выемка для увеличения останавливающего эффекта.
при попадании в цель такая пуля «раскрывается», увеличивая площадь поперечного сечения в несколько раз. Практически не дает сквозных ранений, наносит тяжелейшие травмы даже при попадании в мягкие ткани. Действующие запреты к применению — те же, что и для полуоболочечной.
AP (armor piercing) — бронебойная пуля. Состоит из твердосплавного сердечника, свинцового наполнителя и стальной или латунной оболочки. При попадании в бронированную цель оболочка разрушается, а сердечник пробивает броню. Свинец, кроме обеспечения импульса, дает эффект смазки сердечника и предотвращает его рикошет.
THV (tres haute vitesse) — высокоскоростная монолитная пуля.
Ее форма «reverse ogive» (обратная огибающая) позволяет достичь высокой скорости, а при попадании в цель резко тормозиться, передавая цели свою кинетическую энергию. Используется исключительно специальными подразделениями, продажа гражданским лицам не предусмотрена.
GSS (glaser safety slug) — пуля с контролируемой баллистикой. Состоит из носовой части, оболочки и дробового наполнителя.
предназначена для ведения огня по не защищённым броней людям в условиях, когда необходимо полностью исключить рикошеты и сквозные пробития (например, в салоне самолёта). При попадании в тело пуля разрушается, образуя конический поток мелкой (до 200 частиц для пули.38 sp) дроби, наносящей очень тяжёлые раны. Используется спецподразделениями по борьбе с терроризмом.
Сага о смещённом центре тяжести
Тема пуль со смещённым центром тяжести затрагивалась в специальной литературе неоднократно. Но тем не менее мифотворчество в этой области не прекращается и поныне.
Одни авторы красочно расписывают ужасы действия этих пуль, иногда даже выступая в роли «очевидцев», другие авторитетно заявляют, что никаких пуль со смещённым центром тяжести в природе не существует, третьи возражают им, приводя какие-то неудобочитаемые чертежи, таблицы и схемы.
Неискушённый человек, наблюдая всю эту полемику, вряд ли сможет составить себе истинное представление об этих таинственных и легендарных боеприпасах, которые, по заверениям некоторых журналистов «со смещённым центром совести», разрабатывались в специальных лабораториях и испытывались на заключённых, приговорённых к смерти.
Все это чушь. Пули со смещённым центром тяжести существуют, но не так, как об этом говорят профаны с гипертрофированной фантазией. В них нет ни катающихся шариков, ни каких-либо подвижных частей. Все гораздо проще, но и гораздо сложнее.
Любая пуля в полете может быть описана тензорным уравнением, в которое входят ее центр тяжести (ЦТ) и центр аэродинамического давления (ЦД). Эти два центра практически никогда не совпадают, но всегда находятся на оси вращения пули.
Вам приходилось играть в дартс? Стрелка с иглой и оперением — пример устойчивости в полете. Ее центр тяжести находится в передней части, а центр давления — в задней. Если же вы попробуете бросить стрелку оперением вперёд, то действующая на неё сила сопротивления воздуха создаст опрокидывающий момент относительно центра тяжести. В результате стрелка все равно перевернется носовой частью вперёд.
Большинство остроконечных пуль устроены приблизительно по тому же принципу. Центр тяжести находится ближе к носовой части, центр давления — ближе к хвостовику. Но разнос ЦТ и ЦД в пулях невелик, так что достаточной стабилизации в полете он не дает. Именно поэтому пулю закручивают вокруг продольной оси. Осевое вращение придает пуле дополнительную устойчивость в полете. Это — так называемая гироскопическая стабилизация.
Чем больше диаметр пули и чем выше частота ее вращения, тем лучше ее стабильность.
Появление промежуточных малокалиберных патронов (калибр 5,45 мм) привело к необходимости некоторой модификации оружия. Сравнительно маломощный патрон не мог обеспечить хорошей дульной скорости при малом шаге нарезов ствола. Большая часть его энергии расходовалась на раскрутку пули, а не на ее ускорение. Нарезы малокалиберного автомата АК-74 стали более пологими по сравнению с АКМ.
В итоге оказалось, что снижение частоты вращения и уменьшение диаметра пули привело к значительному ухудшению её стабильности. К тому же требования сверхзвуковой аэродинамики сделали малокалиберную пулю ещё более нестабильной, поскольку привели к расположению ЦД перед ЦТ. Впрочем, какого-либо значительного опрокидывающего момента это не создавало. Введённый в конструкцию автомата дульный тормоз-компенсатор обеспечил «мягкий» режим входа пули в неподвижный воздух.
При соударении с любым препятствием поведение пули калибра 5,45 резко меняется. Возникает значительный опрокидывающий момент. Законы сохранения энергии и момента импульса приводят к тому, что вращение вдоль продольной оси сменяется вращением вдоль произвольной оси, проходящей через центр тяжести. Это явление называется гироскопической прецессией. При этом продольная ось пули начинает описывать в пространстве конус.
Такое поведение пули заметно увеличивает травматический эффект при поражении небронированных живых целей. Однако никаких чудес типа «попала в плечо, вышла через пятку» нет и быть не может. Подобные сведения создаются и распространяются людьми, патологически неспособными к логическому мышлению.
Итак, вывод. Смещённый центр тяжести — это скорее не характеристика отдельно взятой пули, а свойство малокалиберной системы «оружие-патрон».
Это интересно: в список изобретателей бездымного пороха мог бы попасть и Михайло Ломоносов, но после изобретения громоотвода и гибели Фридриха Вольфа он зарекся проводить какие-либо опасные эксперименты. И когда светлейший князь Георгий Потемкин предложил ему «пороховую» тему, Ломоносов наотрез отказался, вызвав вполне понятный гнев всесильного императорского фаворита. Но это уже совсем другая история.