Траектория полета пули и ее элементы. Внутренняя баллистика. Навесные траектории позволяют
Полет пули в воздухе
Вылетев из канала ствола, пуля движется по инерции и 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. На преодоление силы сопротивления воздуха затрачивается часть энергии пули
Сила сопротивления воздуха вызывается тремя основными причинами трением воздуха, образованием завихрений образованием баллистической волны (рис. 4)
Пуля при полете сталкивается с частицами воздуха и заставляет их колебаться. Вследствие этого перед пулей повышается плотность воздуха и образуются звуковые волны, образуется баллистическая волна Сила сопротивления воздуха зависит от формы пули, скорости полета, калибра, плотности воздуха
Рис. 4. Образование силы сопротивления воздуха
Для того чтобы пуля не опрокидывалась под действием силы сопротивления воздуха, ей придают с помощью нарезов в канале ствола быстрое вращательное движение. Таким образом, в результате действия на пулю силы тяжести и силы сопротивления воздуха она будет двигаться не равномерно и прямолинейно, а опишет кривую линию - траекторию.
Траекторией называется кривая линия, описываемая центром тяжести пули в полете.
Для изучения траектории приняты следующие определения (рис. 5):
· точка вылета – центр дульного среза ствола, в которой находится центр тяжести пули в момент вылета. Момент вылета - это прохождение дна пули через дульный срез ствола;
· горизонт оружия – горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета;
· линия возвышения – прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола в момент вылета;
· плоскость стрельбы – вертикальная плоскость, проходящая через линию возвышения;
· линия бросания – прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола в момент вылета пули;
· угол бросания – угол, заключенный между линией бросания и горизонтом оружия;
· угол вылета – угол, заключенный между линией возвышения и линией бросания;
· точка падения – точка пересечения траектории с горизонтом оружия,
· угол падения – угол в точке падения, заключенный между касательной к траектории и горизонтом оружия,
· полная горизонтальная дальность – расстояние от точки вылета до точки падения,
· вершина траектории – наивысшая точка траектории;
· высота траектории – кратчайшее расстояние от вершины траектории до горизонта оружия,
· восходящая ветвь траектории – часть траектории от точки вылета до ее вершины;
· нисходящая ветвь траектории – часть траектории от вершины до точки падения,
· точка встречи – пересечение траектории с поверхностью цели (земли,преграды),
· угол встречи – угол, заключенный между касательной к траектории и касательной к поверхности цели в точке встречи;
· точка прицеливания – точка на цели или вне ее, в которую наводится оружие,
· линия прицеливания – прямая линия, проходящая от глаза стрелка через середину прорези прицела и вершину мушки в точку прицеливания,
· угол прицеливания – угол, заключенный между линией прицеливания и линией возвышения;
· угол места цели – угол, заключенный между линией прицеливания и горизонтом 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;
· угол возвышения – угол, заключенный между линией возвышения и горизонтом оружия. От угла возвышения зависит форма траектории
Рис. 5. Элементы траектории полета пули
Траектория пули в воздухе имеет следующие свойства:
· нисходящая ветвь круче восходящей;
· угол падения больше угла бросания;
· окончательная скорость пули меньше начальной;
· наименьшая скорость полета пули при стрельбепод большими углами бросания
· на нисходящей ветви траектории,а при стрельбе под небольшими углами бросания - в точке падения;
· время движения пули по восходящей ветви траектории меньше,чем
· по нисходящей;
· траектория вращающейся пули вследствие понижения под действием силы тяжести и деривации представляет собой линию двоякой кривизны.
Форма траектории зависит от величины угла возвышения (рис.6). 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.
Рис. 6. Угол наибольшей дальности, настильные,
навесные и сопряженные траектории
Угол возвышения, при котором полная горизонтальная дальность полета пули становится наибольшей, называется углом наибольшей дальности. Величина угла наибольшей дальности для стрелкового оружия 30-35 градусов, а для дальности артиллерийских систем 45-56 градусов.
Траектории, получаемые при углах возвышения, меньших угла наибольшей дальности, называютсянастильными.
Траектории, получаемые при углах возвышения, больших угла наибольшей дальности, называютсянавесными. При стрельбе из одного и того же оружия можно получить две траектории с одинаковой горизонтальной дальностью - настильную и навесную. Траектории, имеющие одинаковую горизонтальную дальность при разных углах возвышения, называютсясопряженными.
Настильные траектории позволяют:
1. Хорошо поражать открыто расположенные и быстродвижущиеся цели.
2. Успешно вести огонь из орудий по долговременному огневому сооружению (ДОС), долговременной огневой точке (ДОТ), из каменных построек по танкам.
3. Чем настильнее траектория, тем на большем протяжении местности цель может быть поражена с одной установкой прицела (тем меньше влияние на результаты стрельбы оказывают ошибки в определении установки прицела).
Навесные траектории позволяют:
1. Поражать цели за укрытиями и в глубоких складках местности.
2. Разрушать потолочные перекрытия сооружений.
Эти различные тактические свойства настильных и навесных траекторий можно учитывать при организации системы огня. Настильность траектории влияет на дальность прямого выстрела, поражаемого и прикрытого пространства.
Прицеливание (наводка) оружия в цель.
Задачей всякой стрельбы является поражение цели в наиболее короткое время и с наименьшей затратой боеприпасов. Решить эту задачу можно лишь в непосредственной близости к цели и в том случае, если цель неподвижна. В большинстве же случаев поражение цели сопряжено с определенными трудностями, вытекающими из свойств траектории, метеорологических и баллистических условий стрельбы и характера цели.
Пусть цель находится в точке А - в некотором удалении от огневой позиции. Для того чтобы пуля долетела до этой точки, стволу оружия необходимо придать определенный угол в вертикальной плоскости (рис.7).
Но от ветра могут возникнуть боковые отклонения пули. Следовательно, при прицеливании необходимо брать боковую поправку на ветер. Таким образом, чтобы пуля долетела до цели и попала в нее или желаемую точку на ней, необходимо до выстрела придать оси канала ствола определенное положение в пространстве (в горизонтальной и вертикальной плоскости).
Придание оси канала ствола оружия необходимого для стрельбы положения в пространстве называетсяприцеливанием или наводкой. Придание оси канала ствола оружия требуемого положения в горизонтальной плоскости называется горизонтальной наводкой, а в вертикальной плоскости - вертикальной наводкой.
Рис. 7. Прицеливание (наводка) с помощью открытого прицела:
О - мушка, а - целик, аО - прицельная линия; сС - ось канала ствола, оО - линия, параллельная оси канала ствола: Н - высота прицела, М - величина перемещения целика;
а - угол прицеливания; Уб - угол боковой поправки
Точное решение задач прицеливания любыми типами прицельных приспособлений зависит от правильной выверки их на оружии. Выверка прицельных приспособлений стрелкового оружия для стрельбы по наземным целям осуществляется в процессе проверки боя оружия и приведения его к нормальному бою.
Выстрелом называется выбрасывание пули из канала ствола под действием пороховых газов, образующихся при сгорании порохового заряда. От удара бойка по капсюлю патрона возникает пламя, воспламеняющее пороховой заряд. При этом образуется большое количество сильно нагретых газов, которые создают высокое давление, действующее во все стороны с одинаковой силой. При давлении газов 250–500 кг/см 2 пуля сдвигается с места и врезается в нарезы канала ствола, получая вращательное движение. Порох продолжает гореть, следовательно, количество газов увеличивается. Затем вследствие быстрого повышения скорости движения пули объем запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, и давление начинает падать. Однако скорость пули в канале ствола продолжает расти, так как газы, хотя и в меньшей степени, но по-прежнему давят на нее. Пуля продвигается по каналу ствола с непрерывно возрастающей скоростью и выбрасывается наружу по направлению оси канала ствола. Весь процесс выстрела происходит за очень короткий промежуток времени (0,001–0,06 с). Далее полет пули в воздухе продолжается по инерции и в значительной степени зависит от ее начальной скорости.
Начальной скоростью пули называется скорость, с которой пуля покидает канал ствола. Величина начальной скорости пули зависит от длины ствола, массы пули, массы порохового заряда и других факторов. Возрастание начальной скорости увеличиваете дальность полета пули, ее пробивное и убойное действие, уменьшает влияние внешних условий на ее полет. Движение оружия назад во время выстрела называется отдачей. Давление пороховых газов в канале ствола действует во все стороны с одинаковой силой. Давление газов на дно пули заставляет ее двигаться вперед, а давление на дно гильзы передается на затвор и вызывает движение оружия назад. При отдаче образуется пара сил, под действием которой дульная часть оружия отклоняется кверху. Сила отдачи действует вдоль оси канала ствола, а упор приклада в плечо и центр тяжести оружия расположены ниже направления этой силы, поэтому при стрельбе дульная часть оружия отклоняется кверху.
Отдача стрелкового оружия ощущается в виде толчка в плечо, руку или в грунт. Действие отдачи оружия характеризуется величиной скорости и энергии, которой оно обладает при движении назад. Скорость отдачи оружия примерно во столько раз меньше начальной скорости пули, во сколько раз пуля легче оружия. Энергия отдачи у автомата Калашникова невелика и воспринимается стреляющим безболезненно. Правильное и однообразное удержание оружия уменьшает влияние отдачи и повышает результативность стрельбы. Наличие дульных тормозов-компенсаторов ил компенсаторов у оружия улучшает результаты стрельбы очередями и уменьшает отдачу.
В момент выстрела ствол оружия в зависимости от угла возвышения занимает определенное положение. Полет пули в воздухе начинается по прямой линии, представляющей продолжение оси канала ствола в момент вылета пули. Эта линия называется линией бросания . При полете в воздухе на пулю действуют две силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Сила тяжести все больше отклоняет пулю вниз от линии бросания, а сила сопротивления воздуха замедляет движение пули. Под действием этих двух сил пуля продолжает полет по кривой, расположенной ниже линии бросания. Форма траектории зависит от величины угла возвышения и начальной скорости пули, она влияет на величину дальности прямого выстрела, прикрытого, поражаемого и мертвого пространства. 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 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.
Прямым выстрелом называется выстрел, при котором траектория полета пули не поднимается над линией прицеливания выше цели на всем своем протяжении.
Дальность прямого выстрела зависит от высоты цели и настильности траектории. Чем выше цель и настильнее траектория, тем больше дальность прямого выстрела и, следовательно, расстояние, на котором цель может быть поражена с одной установкой прицела. Практическое значение прямого выстрела заключается в том, что в напряженные моменты боя стрельба может вестись без перестановки прицела, при этом точка прицеливания по высоте будет выбираться по нижнему обрезу цели.
Пространство за укрытием, не пробиваемым пулей, от его гребня до точки встречи называется прикрытым пространством .
Прикрытое пространство тем больше, чем выше укрытие и настильнее траектория. Часть прикрытого пространства, на котором цель не может быть поражена при данной траектории, называется мертвым (непоражаемым) пространством. Оно тем больше, чем больше высота укрытия, меньше высота цели и настильнее траектория. Другую часть прикрытого пространства, на которой цель может быть поражена, составляет поражаемое пространство.
Периодизация выстрела
Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001-0,06с.). При выстреле различают четыре последовательных периода:
- предварительный;
- первый, или основной;
- второй;
- третий, или период последних газов.
Предварительный период длится от начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В течение этого периода в канале ствола создается давление газов, необходимое для того, чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола. Это давление называется давлением форсирования; оно достигает 250 - 500 кг/см 2 в зависимости от устройства нарезов, веса пули и твердости ее оболочки (например, у стрелкового оружия под патрон образца 1943 г. давление форсирования равно около 300 кг/см 2). Принимают, что горение порохового заряда в этом периоде происходит в постоянном объеме, оболочка врезается в нарезы мгновенно, а движение пули начинается сразу же при достижении в канале ствола давления форсирования.
Первый, или основной, период длится от начала движения пули до момента полного сгорания порохового заряда. В этот период горение порохового заряда происходит в быстро изменяющемся объеме. В начале периода, когда скорость движения пули по каналу ствола еще невелика, количество газов растет быстрее, чем объем запульного пространства (пространство между дном пули и дном гильзы), давление газов быстро повышается и достигает наибольшей величины (например, у стрелкового оружия под патрон образца 1943г. - 2800 кг/см 2 , а под винтовочный патрон 2900 кг/см 2). Это давление называется максимальным давлением. Оно создается у стрелкового оружия при прохождении пулей 4 - 6 см пути. Затем вследствие быстрого скорости движение пули объем запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, и давление начинает падать, к концу периода оно равно примерно 2/3 максимального давления. Скорость движения пули постоянно возрастает и к концу периода достигает примерно 3/4 начальной скорости. Пороховой заряд полностью сгорает незадолго до того, как пуля вылетит из канала ствола.
Второй период длится до момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из канала ствола. С началом этого периода приток пороховых газов прекращается, однако сильно сжатые и нагретые газы расширяются и, оказывая давление на пулю, увеличивают скорость ее движения. Спад давления во втором периоде происходит довольно быстро и у дульного среза дульное давление составляет у различных образцов оружия 300 - 900 кг/см 2 (например, у самозарядного карабина Симонова - 390 кг/см 2 , у станкового пулемета Горюнова - 570 кг/см 2). Скорость пули в момент вылета ее из канала ствола (дульная скорость) несколько меньше начальной скорости.
Для успешного освоения техники стрельбы из любого стрелкового оружия, необходимо хорошо усвоить знания законов баллистики и ряда основных связанных с ней понятий. Без этого не обходился и не обходится ни один снайпер, без изучения этой дисциплины курс обучения снайпингу малополезен.
Баллистика - это наука о движении пуль и снарядов, выпущенных из стрелкового оружия при выстреле. Баллистика подразделяется на внешнюю и внутреннюю .
Внутренняя баллистика
Внутреняя баллистика изучает процессы, происходящие в канале ствола оружия во время выстрела, движение пули по каналу ствола и сопровождающих это явление -аэро и -термодинамических зависимостей как в канале ствола, так и за его пределами до окончания последействия пороховых газов.
Кроме того, внутренняя баллистика изучает вопросы наиболее рационального использования энергии порохового заряда во время выстрела с тем, чтобы пуле заданного калибра и веса сообщить оптимальную начальную скорость при соблюдении прочности ствола оружия: это дает исходные данные как для внешней баллистики, так и для проектирования оружия.
Выстрел
Выстрел - это выбрасывание пули из канала ствола оружия под воздействием энергии газов, образующихся при сгорании порохового заряда патрона.
Динамика выстрела . При ударе бойка по капсюлю боевого патрона, досланного в патронник, ударный состав капсюля взрывается, при этом, образуется пламя, которое через затравочные отверстия в дне гильзы передается пороховому заряду и воспламеняет его. При одномоментном сгорании боевого (порохового) заряда, образуется большое количество нагретых пороховых газов, которые создают высокое давление на дно пули, дно и стенки гильзы, а также на стенки канала ствола и затвор.
Под сильным давлением пороховых газов на дно пули, она отделяется от гильзы и врезается в каналы (нарезы) ствола оружия и, вращаясь по ним с постоянно нарастающей скоростью, выбрасывается наружу по направлению оси канала ствола.
В свою очередь, давление газов на дно гильзы вызывает движение оружия (ствола оружия) назад: это явление называют отдачей . Чем больше калибр оружия и, соответственно, боеприпаса (патрона) под него - тем больше сила отдачи (смотрите ниже).
При выстреле из автоматического оружия, принцип действия которого основан на использовании отводимых через отверстие в стенке ствола энергии пороховых газов, как например в СВД, часть пороховых газов после прохождения в газовую камеру ударяет в поршень и отбрасывает толкатель с затвором назад.
Выстрел происходит в сверхкороткий промежуток времени: от 0,001 до 0,06 секунды и делится на четыре последовательных периода:
- предварительный
- первый (основной)
- второй
- третий (период последействия пороховых газов)
Предварительный период выстрела. Длится с момента возгорания порохового заряда патрона до момента полного врезания пули в нарезы канала ствола. На протяжении этого периода, в канале ствола создается давление газов достаточное для того, чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы канала ствола. Такой тип давления называется давлением форсирования , которое достигает значения 250 - 600 кг/см² в зависимости от веса пули, твердости ее оболочки, калибра, типа ствола, количества и типа нарезов.
Первый (основной) период выстрела. Длится от момента начала движения пули по каналу ствола оружия до момента полного сгорания порохового заряда патрона. В этот период, горение порохового заряда происходит в быстро изменяющихся объемах: в начале периода, когда скорость движения пули по каналу ствола еще относительно невелика, количество газов растет быстрее, чем объем запульного пространства (пространство между дном пули и дном гильзы), давление газов быстро повышается и достигает наибольшей величины - 2900 кг/см² для 7,62 мм винтовочного патрона: это давление называется максимальным давлением . Оно создается у стрелкового оружия при прохождении пулей 4 - 6 см пути.
Затем, вследствие очень быстрого увеличения скорости движение пули, объем запульного пространства увеличивается быстрее притока новых газов, вследствие чего давление начинает падать: к концу периода оно равно приблизительно 2/3 максимального давления. Скорость движения пули постоянно возрастает и к концу периода достигает приблизительно 3/4 начальной скорости. Пороховой заряд полностью сгорает незадолго до того, как пуля вылетит из канала ствола.
Второй период выстрела. Длится с момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из канала ствола. С началом этого периода, приток пороховых газов прекращается, но сильно нагретые, сжатые газы расширяются и, оказывая давление на пулю - значительно увеличивают скорость ее движения. Спад давления во втором периоде происходит достаточно быстро и дульное давление у дульного среза ствола оружия составляет у различных образцов оружия 300 - 1000 кг/см². Дульная скорость , то есть скорость пули в момент вылета ее из канала ствола несколько меньше начальной скорости.
Третий период выстрела (период последействия пороховых газов). Длится от момента вылета пули из канала ствола оружия до момента прекращения действия пороховых газов на пулю. В течение этого периода пороховые газы, истекающие из канала ствола со скоростью 1200-2000 м/с, продолжают действовать на пулю и сообщают ей дополнительную скорость. Максимальной скорости пуля достигает в конце третьего периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола оружия. Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет полностью уравновешено сопротивлением воздуха.
Начальная скорость пули
Начальная скорость пули - это скорость движения пули у дульного среза ствола оружия. За значение начальной скорости пули принимается условная скорость которая меньше максимальной, но больше дульной, что определяется опытным путем и соответствующими расчетами.
Этот параметр является одной из важнейших характеристик боевых свойств оружия. Величина начальной скорости пули указывается в таблицах стрельбы и в боевых характеристиках оружия. При увеличении начальной скорости увеличивается дальность полета пули, дальность прямого выстрела, убойное и пробивное действие пули, а также уменьшается влияние внешних условий на ее полет. Величина начальной скорости пули зависит от:
- веса пули
- длины ствола
- температуры, веса и влажности порохового заряда
- размеров и формы зерен пороха
- плотности заряжания
Вес пули. Чем он меньше, тем больше ее начальная скорость.
Длина ствола. Чем она больше, тем больший промежуток времени пороховые газы действуют на пулю, соответственно, тем больше ее начальная скорость.
Температура порохового заряда. С понижением температуры, начальная скорость пули уменьшается, с повышением - увеличивается в связи с увеличением скорости горения пороха и значением давления. При нормальных погодных условиях, температура порохового заряда примерно равна температуре воздуха.
Вес порохового заряда. Чем больше вес порохового заряда патрона, тем большее воличество пороховых газов, воздействующих на пулю, тем большее давление в канале ствола и, соответственно - скорость полета пули.
Влажность порохового заряда. При ее повышении, уменьшается скорость горения пороха, соответственно, скорость пули снижается.
Размеры и форма зерен пороха. Зерна пороха различных размеров и формы имеют разную скорость горения, а это оказывает существенное влияние на начальную скорость пули. Оптимальный вариант подбирается на стадии разработки оружия и при его последующих испытаниях.
Плотность заряжания. Это соотношение веса порохового заряда к объему гильзы патрона при вставленной пуле: это пространство называется камерой сгорания заряда . При слишком глубокой посадке пули в гильзу патрона значительно увеличивается плотность заряжания: при выстреле, это может привести к разрыву ствола оружия вследствие резкого скачка давления внутри него, потому такие патроны нельзя использовать для стрельбы. Чем больше плотность заряжания - тем меньше начальная скорость пули, чем меньше плотность заряжания - тем больше начальная скорость пули.
Отдача
Отдача - это движение оружия назад в момент выстрела. Ощущается в виде толчка в плечо, руку, грунт или комбинации этих ощущений. Действие отдачи оружия примерно во столько раз меньше начальной скорости пули, во сколько раз пуля легче оружия. Энергия отдачи у ручного стрелкового оружия обычно не превышает 2 кг/м и воспринимается стрелком безболезненно.
Сила отдачи и сила сопротивления отдаче (упор приклада) расположены не на одной прямой: они направлены в противоположные стороны и образуют пару сил, под воздействием которой дульная часть ствола оружия отклоняется кверху. Величина отклонения дульной части ствола данного оружия тем больше, чем больше плечо этой пары сил. Кроме того, при выстреле ствол оружия вибрирует, то есть совершает колебательные движения. В результате вибрации, дульная часть ствола в момент вылета пули может также отклоняться от первоначального положения в любую сторону (вверх, вниз, влево, вправо).
Следует всегда помнить о том, что величина этого отклонения увеличивается при неправильном использовании упора для стрельбы, загрязнения оружия, использования нестандартных патронов.
Сочетание влияния вибрации ствола, отдачи оружия и других причин приводят к образованию угла между направлением оси канала ствола до выстрела и ее направлением в момент вылета пули из канала ствола: этот угол называется углом вылета .
Угол вылета считается положительным, если ось канала ствола в момент вылета пули выше ее положения до выстрела, отрицательным - когда ниже. Влияние угла вылета на стрельбу устраняется при приведении его к нормальному бою. Но при нарушении правил ухода за оружием и его сбережением, правил прикладки оружия, использовании упора, изменяется величина угла вылета и бой оружия. С целью уменьшения вредного влияния отдачи на результаты стрельбы, применяются компенсаторы отдачи, находящиеся на дульной части ствола оружия либо съемные, крепящиеся на него.
Внешняя баллистика
Внешняя баллистика изучает процессы и явления сопровождающие движение пули, возникающие после того, как на нее прекращается воздействие пороховых газов. Основной задачей этой поддисциплины является изучение закономерностей полета пули и изучение свойств траектории ее полета.
Также, эта дисциплина дает данные для выработки правил стрельбы, составления таблиц стрельбы и расчета шкал прицелов оружия. Выводы из внешней баллистики издавна широко используются в бою при выборе прицела и точки прицеливания в зависимости от дальности стрельбы, скорости и направления ветра, температуры воздуха и других условий стрельбы.
Это кривая линия, описываемая центром тяжести пули в процессе полета.
Траектория полета пули, полет пули в пространстве
При полете в пространстве, на пулю воздействуют две силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха .
Сила тяжести заставляет пулю постепенно горизонтально снижаться по направлению к плоскости земли, а сила сопротивления воздуха перманентно (непрерывно) замедляет полет пули и стремится опрокинуть ее: как результат - 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 потому на движение в этой среде затрачивается некоторая часть энергии пули.
Сила сопротивления воздуха вызывается тремя основными факторами:
- трением воздуха
- завихрениями
- баллистической волной
Форма, свойства и типы траектории
Форма траектории зависит от величины угла возвышения. С увеличением угла возвышения, высота траектории и полная горизонтальная дальность полета пули увеличиваются, но это происходит до определенного предела, по достижении которого 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°.
Навесная траектория - это траектория, получаемая при углах возвышения больших угла наибольшей дальности.
Настильная траектория - траектория, получаемая при углах возвышения меньших угла наибольшей дальности.
Сопряженная траектория - траектория, имеющая одинаковую горизонтальную дальность при разных углах возвышения.
При стрельбе из оружия одной и той же модели (при одинаковых начальных скоростях пули), можно получить две траектории полета с одинаковой горизонтальной дальностью: навесную и настильную.
При стрельбе из стрелкового оружия используются только настильные траектории . Чем настильнее траектория, тем на большей дистанции может быть поражена цель с одной установкой прицела и 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.
Точка вылета - центр дульного среза ствола оружия. Точка вылета является началом траектории.
Горизонт оружия - горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета.
Линия возвышения - прямая линия, которая является 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 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 скорост ь - скорость пули в точке падения.
Полное время полета - время движения пули 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.
Нисходящая ветвь траектории - часть траектории от вершины до точки падения.
Точка прицеливания (точка 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 вершины 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°.
Прямой выстрел, прикрытое пространство, поражаемое пространство, мертвое пространство
Это выстрел, при котором траектория не поднимается над линией прицеливания выше цели на всем своем протяжении.
Дальность прямого выстрела зависит от двух факторов: высоты цели и настильности траектории. Чем выше цель и чем настильнее траектория, тем больше дальность прямого выстрела и тем на большем протяжении местности цель может быть поражена с одной установкой прицела.
Также, дальность прямого выстрела может определяться по стрелковым таблицам путем сравнения высоты цели с величинами наибольшего превышения траектории над линией прицеливания или с высотой траектории.
В пределах дальности прямого выстрела, в напряженные моменты боя, стрельба может вестись без перестановки значений прицела, при этом точка прицеливания по высоте, как правило, выбирается на нижнем краю цели.
Практическое применение
Высота установки оптических прицелов над каналом ствола оружия в среднем составляет 7 см. На дистанции 200 метров и прицеле "2" наибольшие превышения траектории, 5 см на дистанции 100 метров и 4 см - на 150 метров практически совпадают с линией прицеливания - оптической осью оптического прицела . Высота линии прицеливания на середине дистанции 200 метров составляет 3,5 см. Происходит практическое совпадение траектории пули и линии прицеливания. Разницей в 1,5 см можно пренебречь. На дистанции 150 метров высота траектории 4 см, а высота оптической оси прицела над горизонтом оружия составляет 17-18 мм; разница по высоте составляет 3 см, что также не играет практической роли.
На дистанции 80 метров от стрелка высота траектории пули будет 3 см, а высота прицельной линии - 5 см, та же самая разница в 2 см не имеет решающего значения. Пуля ляжет всего на 2 см ниже точки прицеливания.
Вертикальный разброс пуль в 2 см настолько мал, что он принципиального значения не имеет. Поэтому, стреляя с делением "2" оптического прицела, начиная с 80 метров дистанции и до 200 метров, цельтесь противнику в переносицу - вы туда и попадете ±2/3 см выше ниже на всей этой дистанции.
На дистанции 200 метров пуля попадет строго в точку прицеливания. И даже далее, на дистанции до 250 метров, цельтесь с тем же прицелом "2" противнику в "макушку", в верхний срез шапки - пуля после 200 метров дистанции резко понижается. На 250 метров, целясь таким образом, вы попадете ниже на 11 см - в лоб или переносицу.
Вышеописанный способ ведения огня может пригодиться в уличных боях, когда относительно открытые для обзора расстояния в городе составляют примерно 150-250 метров.
Поражаемое пространство
Поражаемое пространство - это расстояние на местности, на протяжении которого нисходящая ветвь траектории не превышает высоты цели.
При стрельбе по целям, находящимся на расстоянии большем дальности прямого выстрела, траектория вблизи ее вершины поднимается выше цели и цель на каком-то участке не будет поражаться при той же установке прицела. Однако около цели будет такое пространство (расстояние), на котором траектория не поднимается выше цели и цель будет поражаться ею.
Глубина поражаемого пространства зависит от:
- высоты цели (чем больше высота, тем большее значение)
- настильности траектории (чем настильнее траектория, тем большее значение)
- угла наклона местности (на переднем скате она уменьшается, на обратном скате - увеличивается)
Глубину поражаемого пространства можно определить по таблицам превышения траектории над линией прицеливания путем сравнения превышения нисходящей ветви траектории на соответствующую дальность стрельбы с высотой цели, а в том случае, если высота цели меньше 1/3 высоты траектории - то по форме тысячной.
Для увеличения глубины поражаемого пространства на наклонной местности огневую позицию нужно выбирать так, чтобы местность в расположении противника по возможности совпадала с линией прицеливания.
Прикрытое, поражаемое и мертвое пространство
Прикрытое пространство - это пространство за укрытием не пробиваемым пулей, от его гребня и до точки встречи.
Чем больше высота укрытия и чем настильнее траектория - тем больше прикрытое пространство. Глубину прикрытого пространства можно определить по таблицам превышения траектории над линией прицеливания: путем подбора отыскивается превышение, соответствующее высоте укрытия и дальности до него. После нахождения превышения определяется соответствующая ему установка прицела и дальность стрельбы.
Разность между определенной дальностью стрельбы и дальностью до укрытия представляет собой величину глубины прикрытого пространства.
Мертвое пространство - это часть прикрытого пространства, на котором цель не может быть поражена при данной траектории.
Чем больше высота укрытия, меньше высота цели и настильнее траектория - тем больше мертвое пространство.
П оражаемое пространство - это часть прикрытого пространства, на которой цель может быть поражена. Глубина мертвого пространства равна разности прикрытого и поражаемого пространства.
Знание величины поражаемого пространства, прикрытого пространства, мертвого пространства позволяет правильно использовать укрытия для защиты от огня противника, а также принимать меры для уменьшения мертвых пространств путем правильного выбора огневых позиций и обстрела целей из оружия с более навесной траекторией.
Это достаточно сложный процесс. Вследствие одновременного воздействия на пулю вращательного движения, придающего ей устойчивое положение в полете и сопротивления воздуха, стремящегося опрокинуть пулю головной частью назад, ось пули отклоняется от направления полета в сторону вращения.
В результате этого, пуля встречает большее сопротивление воздуха одной из своих сторон, а поэтому отклоняется от плоскости стрельбы все больше и больше в сторону вращения. Такое отклонение вращающейся пули в сторону от плоскости стрельбы называется деривацией .
Возрастает непропорционально расстоянию полета пули, вследствие чего последняя отклоняется все больше и больше в сторону от намеченной цели и ее траектория представляет собой кривую линию. Направление отклонения пули зависит от направления нарезов ствола оружия: при левосторонней нарезке ствола деривация уводит пулю в левую сторону, при правосторонней - в правую.
На дистанциях стрельбы до 300 метров включительно, деривация не имеет практического значения.
| Дистанция, м | Деривация, см | Тысячные (горизонтальная поправка прицела) | Точка прицеливания без поправок (винтовка СВД) |
| 100 | 0 | 0 | центр прицела |
| 200 | 1 | 0 | то же |
| 300 | 2 | 0,1 | то же |
| 400 | 4 | 0,1 | левый (от стрелка) глаз противника |
| 500 | 7 | 0,1 | в левую сторону головы между глазом и ухом |
| 600 | 12 | 0,2 | левый обрез головы противника |
| 700 | 19 | 0,2 | над центром погона на плече противника |
| 800 | 29 | 0,3 | без поправок точная стрельба не производится |
| 900 | 43 | 0,5 | то же |
| 1000 | 62 | 0,6 | то же |
Траекторией называется кривая линия, описываемая центром тяжести пули в полете.
Рис. 3. Траектория
Рис. 4. Параметры траектории полета пули
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.
| Параметр траектории |
Характеристика параметра | Примечание |
| Точка вылета | Центр дульного среза ствола | Точка вылета является началом траектории |
| Горизонт оружия | Горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета | Горизонт оружия имеет вид горизонтальной линии. Траектория дважды пересекает горизонт оружия: в точке вылета и в точке падения |
| 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 бросания и горизонтом оружия | |
| 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 скоростью | Скорость пули в точке падения | |
| Полное время полета | Время движения пули от точки вылета до точки падения | |
| Вершина траектории | Наивысшая точка траектории | |
| Высота траектории | Кратчайшее расстояние от вершины траектории до горизонта оружия | |
| Восходящая ветвь | Часть траектории от точки вылета до вершины | |
| Нисходящая ветвь | Часть траектории от вершины до точки падения | |
| Точка прицеливания (наводки) | Точка на цели или 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 | Угол места цели считается положительным (+), когда цель выше горизонта оружия, и отрицательным (-), когда цель ниже горизонта оружия. |
| Прицельная дальностью | 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 | При стрельбе прямой наводкой линия цели практически совпадает с линией прицеливания |
| Наклонная дальностью | Расстояние от точки вылета до цели по линии цели | При стрельбе прямой наводкой наклонная дальность практически совпадает с прицельной дальностью. |
| 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° |
| Прицельная линией | Прямая линия, соединяющая середину прорези прицела с вершиной мушки | |
| Прицеливание (наводка) | Придание оси канала ствола оружия необходимого для стрельбы положения в пространстве | Для того чтобы пуля долетела до цели и попала в нее или желаемую точку на ней |
| Горизонтальная наводкой | Придание оси канала ствола требуемого положения в горизонтальной плоскости | |
| Вертикальной наводкой | Придание оси канала ствола требуемого положения в вертикальной плоскости |
Траектория пули в воздухе имеет следующие свойства:
- нисходящая ветвь короче и круче восходящей;
- угол падения больше угла бросания;
- окончательная скорость пули меньше начальной;
- наименьшая скорость полета пули при стрельбе под большими углами бросания — на нисходящей ветви траектории, а при стрельбе под небольшими углами бросания — в точке падения;
- время движения пули по восходящей ветви траектории меньше, чем по нисходящей;
- траектория вращающейся пули вследствие понижения пули под действием силы тяжести и деривации представляет собой линию двоякой кривизны.
Виды траекторий и их практическое значение.
При стрельбе из любого образца оружия с увеличением угла возвышения от 0° до 90° горизонтальная дальность сначала увеличивается до определенного предела, а затем уменьшается до нуля (рис. 5).
Угол возвышения, при котором получается наибольшая дальность, называется углом наибольшей дальности . Величина угла наибольшей дальности для пуль различных видов оружия составляет около 35°.
Угол наибольшей дальности делит все траектории на два вида: на траектории настильные и навесные (рис. 6).
Рис. 5. Поражаемая зона и наибольшие горизонтальные и прицельные дальности при стрельбе под различными углами возвышения.
Рис. 6. Угол наибольшей дальности. настильные, навесные и сопряженные траектории
Настильными траекториями называют траектории, получаемые при углах возвышения, меньших угла наибольшей дальности (см. рис, траектории 1 и 2) .
Навесными траекториями называют траектории, получаемые при углах возвышения, больших угла наибольшей дальности (см. рис, траектории 3 и 4) .
Сопряженными траекториями называют траектории, получаемые при одной и той же горизонтальной дальности двумя траекториями, одна из которых настильная, другая — навесная (см. рис, траектории 2 и 3).
При стрельбе из стрелкового оружия и гранатометов 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.
Читать полный конспектРис. 1. Артиллерия линейного корабля "Марат"
Баллистика (от греч. βάλλειν - бросать) - наука о движении тел, брошенных в пространстве, основанная на математике и физике. Она занимается, главным образом, исследованием движения снарядов, выпущенных из огнестрельного оружия, ракетных снарядов и баллистических ракет.
Основные понятия
Рис. 2. Элементы стрельбы корабельной артиллерии
Основной задачей стрельбы является попадание в цель. Для этого орудию необходимо придать строго определённое положение в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Если навести орудие так, чтобы ось канала ствола была направлена на цель, то в цель мы не попадём, так как траектория полёта снаряда будет всегда проходить ниже направления оси канала ствола, снаряд до цели не долетит. Для формализации терминологического аппарата рассматриваемой тематики, введём основные определения, используемые при рассмотрении теории артиллерийской стрельбы.
Точкой вылета
называется центр дульного среза орудия.
Точкой падения
называется точка пересечения траектории с горизонтом орудия.
Горизонтом орудия
называется горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета.
Линией возвышения
называется продолжение оси канала ствола наведённого орудия.
Линией бросания
ОВ называется продолжение оси канала ствола в момент выстрела. В момент выстрела орудие вздрагивает, вследствие чего снаряд бросается не по линии возвышения ОА, а по линии бросания ОВ (см. рис. 2).
Линией цели
ОЦ называется линия, соединяющая орудие с целью (см. рис. 2).
Линией прицеливания (визирования)
называется линия, идущая от глаза наводчика через оптическую ось прицела в точку наводки. При стрельбе прямой наводкой, когда линия прицеливания направлена в цель, линия прицеливания совпадает с линией цели.
Линией падения называется касательная к траектории в точке падения.
Рис. 3. Стрельба по вышележащей цели
Рис. 4. Стрельба по нижележащей цели
Углом возвышения (греческая фи)
называется угол между линией возвышения и горизонтом орудия. Если ось канала ствола направлена ниже горизонта, то этот угол называется углом снижения (см. рис. 2).
Дальность стрельбы из орудия зависит от угла возвышения и условий стрельбы. Следовательно, чтобы добросить снаряд до цели, надо орудию придать такой угол возвышения, при котором дальность стрельбы будет соответствовать расстоянию до цели. В таблицах стрельбы указано какие углы прицеливания нужно придать орудию, чтобы снаряд полетел на нужную дальность.
Углом бросания (греческая тета ноль)
называется угол между линией бросания и горизонтом орудия (см. рис. 2).
Углом вылета (греческая гамма)
называется угол между линией бросания и линией возвышения. В морской артиллерии угол вылета имеет малую величину и его иногда в расчёт не принимают, полагая, что снаряд бросается под углом возвышения (см. рис. 2).
Углом прицеливания (греческая альфа)
называется угол между линией возвышения и линией прицеливания (см. рис. 2).
Углом места цели (греческая эпсилон)
называется угол между линией цели и горизонтом орудия. При стрельбе корабля по морским целям угол места цели равен нулю, так как линия цели направлена по горизонту орудия (см. рис. 2).
Углом падения (греческая тета с латинской буквой с)
называется угол между линией цели и линией падения (см. рис. 2).
Углом встречи (греческая мю)
называется угол между линией падения и касательной к поверхности цели в точке встречи (см. рис. 2).
От значения величины этого угла сильно зависит стойкость брони корабля, по которому ведётся огонь, к пробитию снарядами. Очевидно, чем ближе этот угол к 90 градусам, тем вероятность пробития выше, верно и обратное.
Плоскостью стрельбы
называется вертикальная плоскость, проходящая через линию возвышения.
При стрельбе корабля по морским целям линия прицеливания направлена по горизонту, в этом случае угол возвышения равен углу прицеливания.
При стрельбе корабля по береговым и воздушным целям угол возвышения равен сумме угла прицеливания и угла места цели (см. рис. 3).
При стрельбе береговой батареи по морским целям угол возвышения равен разности угла прицеливания и угла места цели (см. рис. 4).
Таким образом, величина угла возвышения равна алгебраической сумме угла прицеливания и угла места цели. Если цель выше горизонта, угол места цели имеет знак "+", если цель ниже горизонта, угол места цели имеет знак "-".
Влияние сопротивления воздуха на траекторию полёта снаряда
Рис. 5. Изменение траектории полёта снаряда от сопротивления воздуха
Траектория полёта снаряда в безвоздушном пространстве представляет собой симметричную кривую линию, называемую в математике параболой. Восходящая ветвь совпадает по форме с нисходящей ветвью и, следовательно, угол падения равен углу возвышения.
При полёте в воздухе снаряд расходует часть скорости на преодоление сопротивления воздуха. Таким образом, на снаряд в полёте действуют две силы - сила тяжести и сила сопротивления воздуха, которая уменьшает скорость и дальность полёта снаряда, как проиллюстрировано на рис. 5. Величина силы сопротивления воздуха зависит от формы снаряда, его размеров, скорости полёта и от плотности воздуха. Чем длиннее и заострённее головная часть снаряда, тем сопротивление воздуха меньше. Форма снаряда особенно сказывается при скоростях полёта, превышающих 330 метров в секунду (то есть при сверхзвуковых скоростях).
Рис. 6. Недальнобойный и дальнобойный снаряды
На рис. 6 слева представлен недальнобойный снаряд старого образца и более продолговатый, заострённый дальнобойный снаряд справа. Также видно, что у дальнобойного снаряда в донной части делается коническое сужение. Дело в том, что сзади снаряда образуется разреженное пространство и завихрения, которые значительно увеличивают сопротивление воздуха. Сужением дна снаряда достигается уменьшение величины сопротивления воздуха, возникающего вследствие разреженности и завихрений за снарядом.
Сила сопротивления воздуха пропорциональна скорости его полёта, но не прямо пропорциональна. Зависимость формализуется более сложно. Вследствие действия сопротивления воздуха у траектории полёта снаряда восходящая ветвь длиннее и отложе нисходящей. Угол падения больше угла возвышения.
Помимо уменьшения дальности полёта снаряда и изменения формы траектории, сила сопротивления воздуха стремится опрокинуть снаряд, как это видно из рис. 7.
Рис. 7. Силы, действующие на снаряд в полёте
Следовательно, невращающийся продолговатый снаряд под действием сопротивления воздуха будет переворачиваться. При этом снаряд может попасть в цель в любом положении, в том числе боком или дном, как показано на рис. 8.
Рис. 8. Вращение снаряда в полёте под действием силы сопротивления воздуха
Чтобы снаряд в полёте не переворачивался, ему придают вращательное движение с помощью нарезов в канале ствола.
Если же рассмотреть воздействие воздуха на вращающийся снаряд, то можно увидеть, что это приводит к боковому отклонению траектории от плоскости стрельбы, как изображено на рис. 9.
Рис. 9. Деривация
Деривацией называется отклонение снаряда от плоскости стрельбы вследствие его вращения. Если нарезы вьются слева вверх направо, то снаряд отклоняется вправо.
Влияние угла возвышения и начальной скорости снаряда на дальность его полёта
Дальность полёта снаряда зависит от углов возвышения, под которыми он бросается. Увеличение дальности полёта с увеличением угла возвышения происходит только до некоторого предела (40-50 градусов), при дальнейшем увеличении угла возвышения, дальность начинает уменьшаться.
Углом предельной дальности
называется угол возвышения, при котором получается наибольшая дальность стрельбы при данной начальной скорости и снаряде.
При стрельбе в безвоздушном пространстве наибольшая дальность полёта снаряда получается при угле возвышения 45 градусов. При стрельбе в воздухе величина угла предельной дальности отличается от этого значения и у разных орудий бывает неодинаковой (обычно меньше 45 градусов). Для сверхдальнобойной артиллерии, когда снаряд значительную часть пути летит на большой высоте в сильно разреженном воздухе, угол предельной дальности бывает более 45 градусов.
Для орудия данного образца и при стрельбе определенным типом боеприпаса каждому углу возвышения соответствует строго определенная дальность полёта снаряда. Следовательно, чтобы забросить снаряд на нужное нам расстояние, необходимо орудию придать угол возвышения, соответствующий этому расстоянию.
Траектории снарядов, выпущенных при углах возвышения меньших, чем угол предельной дальности, называются настильными траекториями
.
Траектории снарядов, выпущенных при углах возвышения больших, чем угол предельной дальности, называются "навесными траекториями" .
Рассеивание снарядов
Рис. 10. Рассеивание снарядов
Если из одного и того же орудия, одинаковым боеприпасом, при одном и том же направлении ствола орудия, при одинаковых, на первый взгляд, условиях произвести несколько выстрелов, то снаряды не попадут в одну точку, а полетят по разным траекториям, образуя пучок траекторий, как проиллюстрировано на рис. 10. Это явление называется рассеиванием снарядов .
Причиной рассеивания снарядов является невозможность достижения абсолютно одинаковых условий для каждого выстрела. В таблице приведены основные факторы, вызывающие рассеивание снарядов и возможные пути уменьшения этого рассеивания.
| Основные группы причин рассеивания | Условия, порождающие причины рассеивания | Меры борьбы за уменьшение рассеивания |
|---|---|---|
| 1. Разнообразие начальных скоростей |
(размеры и расположение ведущего пояска, досылка снарядов).
|
|
| 2. Разнообразие углов бросания |
|
|
| 3. Разнообразие условий в полёте снаряда |
Разнообразие влияния воздушной среды (плотность, ветер). |
Площадь, на которую падают снаряды, выпущенные из орудия при одном и том же направлении канала ствола, называется площадью рассеивания
.
Середина площади рассеивания называется средней точкой падения
.
Воображаемая траектория, проходящая через точку вылета и среднюю точку падения, называется средней траекторией
.
Площадь рассеивания имеет форму эллипса, поэтому площадь рассеивания называется эллипсом рассеивания
.
Интенсивность, с которой снаряды попадают в различные точки эллипса рассеивания, описывается двумерным Гауссовским (нормальным) законом распределения. Отсюда, если следовать в точности законам теории вероятностей, можно сделать вывод, что эллипс рассеивания является идеализацией. Процент попаданий снарядов внутрь эллипса описывается правилом трёх сигма, а именно, вероятность попадания снарядов в эллипс, величина оси которого равна утроенному квадратному корню из дисперсий соответствующих одномерных Гауссовских законов распределения равна 0.9973.
В силу того, что количество выстрелов из одного орудия, особенно крупного калибра, как уже было указано выше, в силу износа зачастую не превышает и одной тысячи, этой неточностью можно пренебречь и считать, что все снаряды попадают в эллипс рассеивания. Любое сечение пучка траекторий полёта снарядов также представляет собой эллипс. Рассеивание снарядов по дальности всегда больше, чем в боковом направлении и по высоте. Величину срединных отклонений можно найти в основной таблице стрельбы и по ней определить размеры эллипса.
Рис. 11. Стрельба по цели, не имеющей глубины
Поражаемым пространством называется пространство, на протяжении которого траектория проходит через цель.
Согласно рис. 11, поражаемое пространство равно расстоянию по горизонту АС от основания цели до конца траектории, проходящей через вершину цели. Каждый снаряд, упавший вне поражаемого пространства, прошёл либо выше цели, либо упал до неё. Поражаемое пространство ограничивается двумя траекториями - траекторией ОА, проходящей через основание цели, и траекторией ОС, проходящей через верхнюю точку цели.
Рис. 12. Стрельба по цели, имеющей глубину
В случае, если поражаемая цель имеет глубину, величина поражаемого пространства увеличивается на величину глубины цели, как проиллюстрировано на рис. 12. Глубина цели будет зависеть от размеров цели и её положения относительно плоскости стрельбы. Рассмотрим цель, наиболее вероятную для морской артиллерии - судно неприятеля. В таком случае, если цель идёт от нас или на нас, глубина цели равна её длине, когда цель идёт перпендикулярно к плоскости стрельбы, глубина равна ширине цели, как проиллюстрировано на рисунке.
Учитывая тот факт, что эллипс рассеивания имеет большую длину и малую ширину, можно сделать вывод о том, что при малой глубине цели снарядов в цель попадает меньше, чем при большой её глубине. То есть, чем больше глубина цели, тем легче в неё попасть. С увеличением дальности стрельбы поражаемое пространство цели уменьшается, так как увеличивается угол падения.
Прямым выстрелом называется выстрел, при котором всё расстояние от точки вылета до точки падения является поражаемым пространством (см. рис. 13).
Рис. 13. Прямой выстрел
Это получается в том случае, если высота траектории не превышает высоту цели. Дальность прямого выстрела зависит от крутизны траектории и высоты цели.
Дальностью прямого выстрела (или дальностью настильности) называется расстояние, на котором высота траектории не превышает высоты цели.
Наиболее важные труды по баллистике
XVII век
- - теория Тартальи,
- 1638 год - труд Галилео Галилея о параболическом движении тела, брошенного под углом.
- 1641 год - ученик Галилея – Торичелли, развивая параболическую теорию выводит выражение горизонтальной дальности, что легло впоследствии в основу артиллерийских таблиц стрельбы.
- 1687 год - Исаак Ньютон доказывает влияние сопротивления воздуха на брошенное тело, вводя понятие коэффициента формы тела, а также проводя прямую зависимость сопротивления движения от поперечного сечения (калибра) тела (снаряда).
- 1690 год - Иван Бернулли математически описывает главную задачу баллистики, решив задачу определения движения шара в сопротивляющейся среде.
XVIII век
- 1737 год - Биго де Морог (1706-1781) опубликовал теоретическое исследование вопросов внутренней баллистики, что заложило основу рационального конструирования орудий.
- 1740 год - англичанин Робинс научился определять начальные скорости снаряда и доказал, что парабола полета снаряда имеет двоякую кривизну – ее нисходящая ветвь короче восходящей, дополнительно он опытным путем пришел к выводу, что сопротивление воздуха полету снарядов при начальных скоростях выше 330 м/с возрастает скачкообразно и должно рассчитываться по иной формуле.
- Вторая половина XVIII века
- Даниил Бернулли занимается вопросом сопротивления воздуха движению снарядов;
- математик Леонард Эйлер развивает работы Робинса, труды Эйлера по внутренней и внешней баллистике ложатся в основу создания артиллерийских таблиц стрельбы.
- Мордашев Ю. Н., Абрамович И. Е., Меккель М. А. Учебник комендора палубной артиллерии. М.: Военное издательство Министерства вооружённых сил союза ССР. 1947. 176 с.