Составляющие силы сопротивления воздуха при выстреле. Формирование траектории полета пули. Зависимость формы траектории от величины начальной скорости пули, ее формы и поперечной нагрузки

1.1.1. Выстрел. Периоды выстрела и их характеристика.

Выстрелом называется выбрасывание пули из канала ствола оружия энергией газов, образующихся при сгорании порохового заряда.

При выстреле из стрелкового оружия происходит следующее явление. От удара бойка по капсюлю боевого патрона, досланного в патронник, взрывается ударный состав капсюля и образуется пламя, которое через затравочные отверстия в дне гильзы проникает к пороховому заряду и воспламеняет его. При сгорании заряда образуется большое количество сильно нагретых газов, создающих высокое давление на дно пули, дно и стенки гильзы, а также на стенки ствола и затвор. В результате давления газов на дно пули она сдвигается с места и врезается в нарезы – вращаясь по ним, продвигается по каналу ствола с непрерывно возрастающей скоростью и выбрасывается наружу.

При сгорании порохового заряда примерно 25-35 % выделяемой энергии затрачивается на сообщение пуле поступательного движения (основная работа); 15-25 % энергии – на совершение второстепенных работ (врезание и преодоление трения пули при движении по каналу ствола; нагревание стенок ствола, гильзы и пули; перемещение подвижных частей оружия, газообразной и несгоревшей частей пороха); около 40 % энергии не используется и теряется после вылета пули из канала ствола.

Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001 – 0, 06 сек).

При выстреле различают четыре последовательных периода (рис.116):

Предварительный;

Первый или основной;

Третий или период последействия газов.

Предварительный период длится от начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В течении 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 в зависимости от устройства нарезов, веса пули и твердости ее оболочки. 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 азов растет быстрее, чем объем запульного пространства (пространство между дном пули и дном гильзы), давление газов быстро повышается и достигает наибольшей величины. Это давление называется максимальным давлением. Оно создается у стрелкового оружия при прохождении пулей 4-6 см. пути. Затем, вследствие быстрого увеличения скорости движения 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 от 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. Скорость пули в момент вылета ее из канала ствола (дульная скорость) несколько меньше начальной скорости. У некоторых видов стрелкового оружия, особенно короткоствольных (например, пистолет Макарова), второй период отсутствует, так как полного сгорания порохового заряда к моменту вылета пули из канала ствола фактически не происходит.

Рис. 116 - Периоды выстрела

Третий период, или период последействия газов, длится от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия пороховых газов на пулю. В течении этого периода пороховые газы, истекающие из канала ствола со скоростью 1200-2000 м/сек, продолжают воздействовать на пулю и сообщают ей дополнительную скорость. Наибольшей (максимальной) скорости пуля достигает в конце третьего периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола . Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешено сопротивлением воздуха.

1.1.2. Начальная и максимальная скорость.

Начальная скорость пули (v o)- скорость движения пули у дульного среза ствола.

За начальную скорость принимается условная скорость, которая несколько больше дульной и меньше максимальной. Она определяется опытном путем с последующими расчетами. Величина начальной скорости пули указывается в таблицах стрельбы и в боевых характеристиках оружия.

Начальная скорость является одной из важнейших характеристик боевых свойств 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:

1)Длины ствола.

2) Веса пули.

3) Веса, температуры и влажности порохового заряда, формы и размеров зерен пороха и плотности заряжания.

1)Чем длиннее ствол, тем больше время на пулю действуют пороховые газы и тем больше начальная скорость пули.

2)При постоянной длине ствола и постоянном весе порохового заряда начальная скорость тем больше, чем меньше вес пули. Изменение веса порохового заряда приводит к изменению количества пороховых газов, а следовательно, и к изменению величины максимального давления в канале ствола и начальной скорости пули.

3) Чем больше вес порохового заряда, тем больше максимальное давление и начальная скорость пули. Длина ствола и вес порохового заряда увеличивается при конструировании оружия до наиболее рациональных размеров.

С повышением температуры порохового заряда увеличивается скорость горения пороха, а поэтому увеличивается максимальное давление и начальная скорость. При понижении температуры заряда начальная скорость уменьшается.. Увеличение (уменьшение) начальной скорости вызывает увеличение (уменьшение) дальности полете пули.

В связи с этим необходимо учитывать поправки дальности на температуру воздуха и заряда (температура заряда примерно равна температуре воздуха).

С повышением влажности порохового заряда уменьшается скорость его горения и начальная скорость пули. Форма и размеры пороха оказывают существенное влияние на скорость горения порохового заряда, а следовательно, и на начальную скорость пули. Они подбираются соответствующим образом при конструировании оружия.

Плотностью заряжания называется отношение веса заряда к объему гильзы при вставленной пуле (камеры сгорания заряда). При глубокой посадке пули значительно увеличивается плотность заряжания, что может привести при выстреле к резкому скачку давления и вследствие этого к разрыву ствола, поэтому такие патроны нельзя использовать при стрельбе. При уменьшении (увеличении) плотности заряжания увеличивается (уменьшается) начальная скорость пули.

Наибольшей (максимальной) скорости пуля достигает в конце третьего периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола.

1.1.3 Отдача оружия и угол вылета (рис. 117).

Отдачей называется движение оружия (ствола) назад во время выстрела . Отдача ощущается в виде толчка в плечо, руку или 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 ручного стрелкового оружия обычно не превышает 2 кгм и воспринимается стреляющим безболезненно.

При стрельбе из автоматического оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии отдачи - часть ее расходуется на сообщение движения подвижным частям и на перезаряжание оружия. Энергия отдачи образуется при стрельбе из такого оружия или из автоматического оружия, устройство которого основано на принципе использования энергии пороховых газов, отводимых через отверстие в стенке ствола.

Сила давления пороховых газов (сила отдачи) и сила сопротивления отдаче (упор приклада, рукоятки, центр тяжести оружия и т.д.) расположены не на одной прямой и направлены в противоположные стороны. Они образуют пару сил, под действием 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 совершает колебательные движения – вибрирует.

В результате вибрации дульная часть ствола в момент вылета пули может также отклониться от первоначального положения в любую сторону (вверх, вниз, вправо, влево). Величина этого отклонения увеличивается при неправильном использовании упора для стрельбы, загрязнении оружия и т.п.

У автоматического оружия, имеющего газоотводное отверстие в стволе, в результате давления газов на переднюю стенку газовой камеры, дульная часть ствола оружия, при выстреле несколько отклоняется в сторону, противоположную расположению газоотводного отверстия.

Сочетание влияния вибрации ствола, отдачи оружия и других причин приводит 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, когда ось канала ствола в момент вылета пули выше ее положения до выстрела, и отрицательным, когда она ниже.

Влияние угла вылета на стрельбу у каждого экземпляра оружия устраняется при привидении его к нормальному бою.

С целью уменьшения вредного влияния отдачи на результаты стрельбы в некоторых образцах стрелкового оружия (например, автомат Калашникова) применяются специальные устройства – компенсаторы. Истекающие из канала ствола газы, ударяясь о стенки компенсатора, несколько опускают дульную часть ствола влево и вниз.

1.2. Основные термины и понятия теории внешней баллистики

Внешняя баллистика – это наука, изучающая движение пули (гранаты) после прекращения действия на нее пороховых газов.

1.2.1.Траектория полета пули и её элементы

Траекторией называется кривая линия, описываемая центром тяжести пули (гранаты) в полете (рис.118) .

Пуля (граната) при полете в воздухе подвергается действию двух сил :

Силы тяжести

Силы сопротивления.

Сила тяжести заставляет пулю (гранату) постепенно понижаться, а сила сопротивления воздуха непрерывно замедляет движение пули (гранаты) и стремится ее опрокинуть.

В результате действия этих сил скорость пули (гранаты) постепенно уменьшается, а ее траектория представляет собой по форме неравномерно изогнутую линию.

Сопротивление воздуха полету пули (гранаты) вызывается тем, что воздух представляет собой упругую среду и поэтому на движение в этой среде затрачивается часть энергии пули.

Сила сопротивления воздуха вызывается тремя основными причинами (рис. 119):

1) Трением воздуха.

2) Образованием завихрений.

3) Образованием баллистической волны.

Частицы воздуха, соприкасающиеся с движущейся пулей (гранатой), вследствие внутреннего сцепления (вязкости) и сцепления с ее поверхностью создают трение и уменьшают скорость полета пули (гранаты).

Примыкающий к поверхности пули (гранаты) слой воздуха, в котором движение частиц изменяется от скорости пули (гранаты) до нуля, называется пограничным слоем и этот слой воздуха, обтекая пулю, отрывается от ее поверхности и не успевает сразу же сомкнуться за донной частью.

За донной частью пули образуется разреженное пространство, вследствие чего появляется разность давлений на головную и донную части. Эта разность создает силу, направленную в сторону, обратную движению пули и уменьшающую скорость ее полета. Частицы воздуха, стремясь заполнить разрежение, образовавшееся за пулей, создают завихрение.

Пуля (граната) при полете сталкивается с частицами воздуха и заставляет их колебаться. Вследствие этого перед пулей (гранатой) повышается плотность воздуха и образуются звуковые волны. Поэтому полет пули (гранаты) сопровождается характерным звуком. При скорости полета пули (гранаты), меньшей скорости звука, образование этих волн оказывает незначительное влияние на ее полет, так как волны распространяются быстрее скорости полета пули (гранаты).

При скорости полета пули, большей скорости звука, от набегания звуковых волн друг на друга создается волна сильно уплотненного воздуха – баллистическая волна, замедляющая скорость полета пули, так как пуля тратит часть своей энергии на создание этой волны.

Равнодействующая (суммарная) всех сил, образующаяся вследствие влияния воздуха на полет пули (гранаты), составляет силу сопротивления воздуха. Точка приложения силы сопротивления называется центром сопротивления. Действие силы сопротивления на полет пули (гранаты) очень велико. Она вызывает уменьшение скорости и дальности полета пули (гранаты).

Для изучения траектории пули (гранаты) приняты следующие определения (рис.120)

1) Центр дульного среза ствола называется точкой вылета . Точка вылета является началом траектории.

2) Горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета, называется горизонтом оружия. Горизонт оружия имеет вид горизонтальной линии. Траектория дважды пересекает горизонт оружия: в точке вылета и в точке падения.

3) Прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола наведенного оружия, называется линией возвышения .

4) Вертикальная плоскость, проходящая через линию возвышения, называется плоскостью стрельбы.

5) Угол, заключенный между линией возвышения и горизонтом оружия, называется углом возвышения . Если этот угол отрицательный, то он называется углом склонения (снижения).

6) Прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола в момент вылета пули, называется линией бросания.

7) Угол, заключенный между линией бросания и горизонтом оружия, называется углом бросания .

8) Угол, заключенный между линией возвышения и линией бросания, называется углом вылета.

9) Точка пересечения траектории с горизонтом оружия называется точкой падения.

10) Угол, заключенный между касательной к траектории в точке падения и горизонтом оружия, называется углом падения.

11) Расстояние от точки вылета до точки падения называется полной горизонтальной дальностью.

12) Скорость пули (гранаты) в точке падения называется окончательной скоростью.

13) Время движения пули (гранаты) от точки вылета до точки падения называется полным временем полета .

14) Наивысшая точка траектория называется вершиной траектории .

15) Часть траектории от точки вылета до вершины называется восходящей ветвью; часть траектории от вершины до точки падения называется исходящей ветвью траектории .

16) Точка на цели или вне ее, в которую наводится оружие, называется точкой прицеливания (наводки).

17) Прямая линия, проходящая от глаза стрелка через середину прорези прицела (на уровне с ее краями) и вершину мушки в точку прицеливания, называется линией прицеливания.

18) Угол, заключенный между линией возвышения и линей прицеливания, называется углом прицеливания.

19)Угол, заключенный между линей прицеливания и горизонтом оружия, называется углом места цели.

20) Расстояние от точки вылета до пересечения траектории с линией прицеливания называется прицельной дальностью.

21) Кратчайшее расстояние от любой точки траектории до линии прицеливания называется превышением траектории над линей прицеливания.

23) Расстояние от точки вылета до цели по линии цели называется наклонной дальностью.

24) Точка пересечения траектории с поверхностью цели (земли, преграды) называется точкой встречи.

25) Угол, заключенный между касательной к траектории и касательной к поверхности цели (земли, преграды) в точке встречи, называется углом встречи.

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

Время движения пули по восходящей ветви траектории меньше, чем по нисходящей.

1.2.2. Форма траектории и ее практическое значение (рис. 121)

Форма траектории зависит от величины угла возвышения . С увеличением угла возвышения высота траектории и полная горизонтальная дальность полета пули (гранаты) увеличиваются, но это происходит до известного предела. За этим пределом высота траектории продолжает увеличиваться, а полная горизонтальная дальность начинает уменьшаться.

Угол возвышения , при котором полная горизонтальная дальность полета пули (гранаты) становится наибольшей, называется углом наибольшей дальности. Величина угла наибольшей дальности для пуль различных видов оружия составляет около 35 градусов.

Рис. 121 Формы траектории

Траектории , получаемые при углах возвышения, меньших угла наибольшей дальности, называются настильными .

Траектории , получаемые при углах возвышения, больших угла наибольшей дальности, называются навесными .

При стрельбе из одного и того же оружия (при одинаковых начальных скоростях) можно получить две траектории с одинаковой горизонтальной дальностью: настильную и навесную

Траектории , имеющие одинаковую горизонтальную дальность при разных углах возвышения, называются сопряженными .

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 результат стрельбы оказывают ошибки в определении установки прицела).

Настильность траектории характеризуется наибольшим ее превышением над линией прицеливания. При данной дальности траектория тем более настильна, 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.

Настильная траектория влияет на величину дальности прямого выстрела, поражаемого, прикрытого и мертвого пространства.

1.2.3. Прямой выстрел (рис. 122).

Прямой выстрел – выстрел, при котором траектория не поднимается над линией прицеливания выше цели на всем своем протяжении.

В пределах дальности прямого выстрела в напряженные моменты боя стрельба может вестись без перестановки прицела, при этом точка прицеливания по высо-те, как правило, выбирается на нижнем краю цели.

Дальность прямого выстрела зависит от:

Высоты цели;

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. Дальность прямого выстрела можно определить по таблицам путем сравнения высоты цели с величинами наибольшего превышения траектории над линией прицеливания или с высотой траектории.

1.2.4. Поражаемое пространство (глубина поражаемого пространства) (рис.123).

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.

Поражаемое пространство (глубина поражаемого пространства) – расстояние на местности, на протяжении которого нисходящая ветвь траектории не превышает высоты цели.

Глубина поражаемого пространства зависит от:

От высоты цели (она будет тем больше, чем выше цель);

От настильности траектории (она будет тем больше, чем настильнее

траектория);

От угла наклона местности (на переднем скате она уменьшается, на обратном скате

увеличивается).

В том случае, когда цель расположена на скате или имеется угол места цели, глубину поражаемого пространства определять вышеуказанными способами, при этом полученный результат необходимо умножить на отношение угла падения к углу встречи.

Величина угла встречи зависит от направления ската:

На встречном скате угол встречи равен сумме углов падения и ската;

На обратном скате – разности этих углов;

При этом величина угла встречи зависит также от угла места цели:

При отрицательном угле места цели угол встречи увеличивается на величину угла места

При положительном угле места цели – уменьшается на его величину.

Поражаемое пространство в некоторой степени компенсирует ошибки, допускаемые при выборе прицела, и позволяет округлять измеренное расстояние до цели в большую сторону.

Для увеличения глубины поражаемого пространства на наклонной местности огневую позицию нужно выбирать так, чтобы местность в расположении противника по возможности совпадала с продолжением линии прицеливания.

1.2.5. Прикрытое пространство (рис. 123).

Прикрытое пространство – пространство за укрытием, не пробиваемым пулей, от его гребня до точки встречи.

Прикрытое пространство будет тем больше, чем больше высота укрытия и чем настильнее траектория.

Мертвое (не поражаемое) пространство -часть прикрытого пространства, на котором цель не может быть поражена при данной траектории.

Мертвое пространство будет 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.

Глубину прикрытого пространства (ПП) можно определить по таблицам превышения траекторий над линией прицеливания. Путем подбора отыскивается превышение, соответствующее высоте укрытия и дальности до него. После нахождения превышения определяется соответствующая ему установка прицела и дальности стрельбы. Разность между определенной дальностью стрельбы и дальностью до укрытия представляет собой величину глубины прикрытого пространства.

Глубина мертвого пространства равна разности прикрытого и поражаемого пространства.

Знание величины прикрытого и 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.

Рис. 123 – Прикрытое, мертвое и поражаемое пространство

1.2.6. Влияние условий стрельбы на полет пули (гранаты).

За нормальные (табличные) условия приняты следующие:

А) Метеорологические условия:

Атмосферное (барометрическое) давление на горизонте оружия 750 мм рт.ст. ;

Температура воздуха на горизонте оружия + 15 град. С. ;

Относительная влажность воздуха 50 % (относительной влажностью

называется отношение количества водяных паров, содержащихся в воздухе, к

наибольшему количеству водяных паров, которое может содержаться в воздухе

при данной температуре);

Ветер отсутствует (атмосфера неподвижна);

Б)Баллистические условия:

Вес пули (гранаты), начальная скорость и угол вылета равны значениям,

указанным в таблицах стрельбы;

Температура заряда + 15 град. С.;т

Форма пули (гранаты) соответствует установленному чертежу;

Высота мушки установлена по данным приведения оружия к нормальному бою; - высота (деления) прицела соответствуют табличным углам прицеливания.

В)Топографические условия:

Цель находится на горизонте оружия;

Боковой наклон оружия отсутствует;

При отклонении условий стрельбы от нормальных может возникнуть необходимость определения и учета поправок дальности и направления стрельбы.

Влияние атмосферного давления

1) С увеличением атмосферного давления плотность воздуха увеличивается, а в следствие этого увеличивается сила сопротивления воздуха и уменьшается дальность полета пули (гранаты).

2) С уменьшением атмосферного давления плотность и сила сопротивления воздуха уменьшаются, а дальность полета пули увеличивается.

Влияние температуры

1) При повышении температуры плотность воздуха уменьшается, а в следствие этого уменьшается сила сопротивления воздуха и увеличивается дальность полета пули.

2) С понижением температуры плотность и сила сопротивления воздуха увеличиваются и дальность полета пули (гранаты) уменьшаются.

При повышении температуры порохового заряда увеличивается скорость горения пороха, начальная скорость и дальность полета пули (гранаты).

При стрельбе в летних условиях поправки на изменение температуры воздуха и порохового заряда незначительные и практически не учитываются. При стрельбе зимой (в условиях низких температур) эти поправки необходимо учитывать, руководствуясь правилами, указанными в наставлениях по стрелковому делу.

Влияние ветра

1) При попутном ветре уменьшается скорость полета пули (гранаты)относительно воздуха. С уменьшением скорости полета пули относительно воздуха сила сопротивления воздуха уменьшается.Поэтому при попутном ветре пуля полетит дальше, чем при безветрии.

2) При встречном ветре скорость пули относительно воздуха будет больше, чем при безветрии, следовательно, сила сопротивления воздуха увеличится и дальность полета пули уменьшится

Продольный (попутный, встречный) ветер на полет пули оказывает незначительное влияние, и в практике стрельбы из стрелкового оружия поправки на такой ветер не вводятся.

При стрельбе из гранатомета поправки на сильный продольный ветер следует учитывать.

3) Боковой ветер оказывает давление на боковую поверхность пули и отклоняет ее в сторону от плоскости стрельбы в зависимости от его направления. Боковой ветер оказывает значительное влияние, особенно на полет гранаты, и его необходимо учитывать при стрельбе из гранатометов и стрелкового оружия.

4) Ветер дующий под острым углом к плоскости стрельбы, оказывает одновременно влияние и на изменение дальности полета пули и на боковое ее отклонение.

Влияние влажности воздуха

Изменение влажности воздуха оказывает незначительное влияние на плотность воздуха и, следовательно, на дальность полета пули (гранаты), поэтому оно не учитывается при стрельбе.

Влияние установки прицела

При стрельбе с одной установкой прицела (с одним углом прицеливания), но под различными углами места цели, в результате ряда причин, в т.ч. Изменения плотности воздуха на разных высотах, а следовательно, и силы сопротивления воздуха, изменяется величина наклонной (прицельной дальности полета пули (гранаты).

При стрельбе под небольшими углами места цели (до +_ 15 град.) эта дальность полета пули (гранаты) изменяется весьма незначительно, поэтому допускается равенство наклонной и полной горизонтальной дальности полета пули, т.е. неизменность формы (жесткость) траектории (рис. 124).

Под траекторией полета пули понимается линия, которую вычерчивает в пространстве ее центр тяжести.

Эта траектория формируется под влиянием инерции пули, действующих на нее сил тяжести и сопротивления воздуха.

Инерция пули формируется во время ее нахождения в канале ствола. Под действием энергии пороховых газов пуле задаются скорость и направление поступательного движения. И если бы на нее не действовали внешние силы, то согласно первому закону Г алилея - Ньютона, она совершала бы прямолинейное движение в заданном направлении с постоянной скоростью до бесконечности. При этом в каждую секунду она проходила бы расстояние, равное начальной скорости пули (см. рис. 8).

Однако в связи с тем, что на пулю в полете действуют силы тяжести и сопротивления воздуха, они в совокупности в соответствии с четвертым законом Галилея - Ньютона сообщают ей ускорение, равное векторной сумме ускорений, возникающих от действий каждой из этих сил в отдельности.

Поэтому для того, чтобы понять особенности формирования траектории полета пули в воздухе, нужно рассмотреть, как действуют в отдельности на пулю сила тяжести и сила сопротивления воздуха.

Рис. 8. Движение пули по инерции (при отсутствии воздействия сил тяжести

и сопротивления воздуха)

Сила тяжести, действующая на пулю, сообщает ей ускорение, равное ускорению свободного падения. Направлена эта сила вертикально вниз. В связи с этим пуля под действием силы тяжести будет постоянно совершать падение к земле, а скорость и высота ее падения будут определяться соответственно по формулам 6 и 7:

где: v - скорость падения пули, H - высота падения пули, g - ускорение свободного падения (9,8 м/с2), t - время падения пули в секундах.

Если бы пуля вылетела из канала ствола, не обладая кинетической энергией, заданной давлением пороховых газов, то, в соответствии с выше приведенной формулой она падала бы вертикально вниз: через одну секунду на 4, 9 м; через две секунды на 19,6 м; через три секунды на 44,1 м; через четыре секунды на 78,4 м; через пять секунд на 122,5 м и т.д. (см. рис. 9).

Рис. 9. Падение не обладающей кинетической энергией пули в вакууме

под действием силы тяжести

При движении пули, обладающей заданной кинетической энергией, по инерции, под действием силы тяжести она будет смещаться на данное расстояние вниз по отношению к линии, являющейся продолжением оси канала ствола. Построив параллелограммы, линиями которых будут величины расстояний, преодоленных пулей по инерции и под действием силы тяжести в

соответствующие временные отрезки, мы можем определить точки, которые пуля пройдет в данные отрезки времени. Соединив их линией, получим траекторию полета пули в безвоздушном пространстве (см. рис. 10).

Рис. 10. Траектория полета пули в безвоздушном пространстве

Данная траектория представляет собой симметричную параболу, самая высшая точка которой называется вершиной траектории; ее часть, расположенная от точки вылета пули до вершины, называется восходящей ветвью траектории; а часть, расположенная после вершины - нисходящей. В безвоздушном пространстве эти части будут одинаковыми.

При этом высота вершины траектории и, соответственно, ее фигура будут зависеть только от начальной скорости пули и угла ее вылета.

Если сила тяжести, действующая на пулю, направлена вертикально вниз, то сила сопротивления воздуха направлена в сторону, противоположную движению пули. Она непрерывно замедляет движение пули и стремится опрокинуть ее. На преодоление силы сопротивления воздуха затрачивается часть кинетической энергии пули.

Основными причинами сопротивления воздуха являются: его трение о поверхность пули, образование завихрения, образование баллистической волны (см. рис. 11).

Рис. 11. Причины сопротивления воздуха

Пуля в полете сталкивается с частицами воздуха и заставляет их колебаться, в результате чего плотность воздуха перед пулей повышается, и образуются звуковые волны, вызывающие характерный звук, и баллистическая волна. При этом слой воздуха, обтекающий пулю, не успевает замкнуться за ее донной частью, в результате чего там создается разреженное пространство. Разность давления воздуха, оказываемого на головную и донную части пули, формирует силу, направленную в сторону, противоположную направлению ее полета и уменьшающую ее скорость. При этом частицы воздуха, стремясь заполнить разреженное пространство, образованное за донной частью пули, создают завихрение.

Сила сопротивления воздуха, представляет собой сумму всех сил, образующихся вследствие влияния воздуха на полет пули.

Центр сопротивления - это точка приложения силы сопротивления воздуха к пуле.

Сила сопротивления воздуха зависит от формы пули, ее диаметра, скорости полета, плотности воздуха. При увеличении скорости полета пули, ее калибра и плотности воздуха она возрастает.

Под влиянием сопротивления воздуха траектория полета пули теряет симметричную форму. Скорость пули в воздухе по мере удаления от точки вылета все время уменьшается, поэтому средняя скорость пули на восходящей ветви траектории больше, чем на нисходящей. В связи с этим восходящая ветвь траектории полета пули в воздухе всегда длиннее и положе нисходящей, при стрельбе на средние дистанции отношение длины восходящей ветви траекторий к длине нисходящей условно принимается, как 3:2 (см. рис. 12).

Рис. 12. Траектория полета пули в воздухе

Вращение пули вокруг своей оси

При полете пули в воздухе сила его сопротивления постоянно стремится опрокинуть ее. Это проявляется следующим образом. Пуля, двигаясь по инерции, постоянно стремится сохранить положение своей оси, заданное направлением ствола оружия. При этом под действие силы тяжести, направление полета пули постоянно отклоняется от ее оси, что характеризуется ростом угла между осью пули и касательной к траектории ее полета (см. рис. 13).

Рис. 13. Действие силы сопротивления воздуха на полет пули: ЦТ - центр тяжести, ЦС - центр сопротивления воздуха

Действие же силы сопротивления воздуха направлено противоположно направлению движения пули и параллельно касательной ее траектории, т.е. снизу под углом к оси пули.

Исходя из особенностей формы пули, частицы воздуха ударяются в поверхность ее головной части под углом, близким к прямому, а в поверхность хвостовой части - под достаточно острым углом (см. рис. 13). В связи с этим у головной части пули возникает уплотненное воздуха, а у хвостовой - разреженное пространство. Поэтому сопротивление воздуха в головной части пули значительно превышает его сопротивление в хвостовой части. В результате этого скорость головной части уменьшается быстрее, чем скорость хвостовой части, что приводит к запрокидыванию головной части пули назад (опрокидыванию пули).

Опрокидывание пули назад приводит к ее беспорядочному вращению в полете, при этом в значительной степени уменьшаются дальность ее полета и точность попадания в цель.

Для того, чтобы пуля не опрокидывалась в полете под действием силы сопротивления воздуха, ей придается быстрое вращательное движение вокруг продольной оси. Это вращение формируется благодаря винтообразной нарезке в канале ствола оружия.

Пуля, проходя через канал ствола, под давлением пороховых газов входит в нарезы и заполняет их своим телом. В дальнейшем подобно болту в гайке, она одновременно продвигается вперед и вращается вокруг своей оси. На выходе из канала ствола пуля по инерции сохраняет как поступательное, так и вращательное движение. При этом скорость вращения пули достигает очень больших величин, для автомата Калашникова 3000, а для снайперской винтовки Драгунова - около 2600 оборотов в секунду.

Скорость вращения пули можно вычислить по формуле:

где Ѵвр - скорость вращения (оборотов в секунду), Vo - начальная скорость пули (мм/с), Ьнар - длина хода нарезов (мм).

При полете пули сила сопротивления воздуха стремится опрокинуть пулю головной частью вверх и назад. Но головная часть пули, быстро вращаясь, согласно свойству гироскопа стремится сохранить свое положение и отклониться не вверх, а незначительно в сторону своего вращения - вправо, под прямым углом к направлению силы сопротивления воздуха. При отклонении головной части вправо изменяется направление действия силы сопротивления воздуха, которая теперь стремится повернуть головную часть пули вправо и назад. Но в результате вращения головная часть пули поворачивается не вправо, а вниз и далее до описания ею полной окружности (см. рис. 14).

Рис. 14. Коническое вращение головной части пули

Таким образом, головная часть летящей и быстро вращающейся пули описывает окружность, а ее ось - конус с вершиной в центре тяжести. Происходит так называемое медленное коническое движение, при котором пуля летит головной частью вперед в соответствии с изменением кривизны траектории (см. рис. 15).

Рис. 15. Полет вращающейся пули в воздухе

Ось медленного конического вращения располагается выше касательной к траектории полета пули, поэтому нижняя часть пули в большей степени подвержена давлению встречного потока воздуха, чем верхняя. В связи с этим ось медленного конического вращения отклоняется в сторону вращения, т.е. вправо. Данное явление называется деривацией (см. рис. 16).

Деривация - это отклонение пули от плоскости стрельбы в сторону ее вращения.

Под плоскостью стрельбы понимается вертикальная плоскость в которой лежит ось канала ствола оружия.

Причинами деривации являются: вращательное движение пули, сопротивление воздуха и постоянное понижение под действием силы тяжести касательной к траектории полета пули.

При отсутствии хотя бы одной из этих причин деривации не будет. Например, при стрельбе вертикально вверх и вертикально вниз деривации не будет, так как сила сопротивления воздуха в этом случае направлена вдоль оси пули. Не будет деривации при стрельбе в безвоздушном пространстве ввиду отсутствия сопротивления воздуха и при стрельбе из гладкоствольного оружия в связи с отсутствием вращения пули.

Рис. 16. Явление деривации (вид траектории сверху)

В ходе полета пуля все больше отклоняется в сторону, при этом степень увеличения деривационных отклонений значительно превышает степень увеличения преодоленного пулей расстояния.

Деривация не имеет большого практического значения для стрелка при стрельбе на близкие и средние расстояния, ее необходимо учитывать только при особо точной стрельбе на дальние расстояния, внося определенные поправки в установку прицела в соответствии с таблицей деривационных отклонений для соответствующей дальности стрельбы.

Характеристики траектории полета пули

Для изучения и описания траектории полета пули используются следующие характеризующие ее показатели (см. рис. 17).

Точка вылета находится в центре дульного среза ствола, является началом траектории полета пули.

Горизонт оружия - это горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета.

Линия возвышения представляет собой прямую линию, являющуюся продолжением оси канала ствола наведенного на цель оружия.

Угол возвышения - это угол, заключенный между линией возвышения и горизонтом оружия. Если этот угол отрицательный, например, при

стрельбе со значительной возвышенности вниз, он называется углом склонения (или снижения).

Рис. 17. Показатели траектории полета пули

Линия бросания представляет собой прямую линию, являющуюся продолжением оси канала ствола в момент вылета пули.

Угол бросания - это угол, заключенный между линией бросания и горизонтом оружия.

Угол вылета - это угол, заключенный между линией возвышения и линией бросания. Представляет собой разность между значениями углов бросания и возвышения.

Точкой падения - является точка пересечения траектории с горизонтом оружия.

Угол падения - это угол, расположенный в точке падения, заключенный между касательной к траектории полета пули и горизонтом оружия.

Окончателъная скорость пули - это скорость пули в точке падения.

Полное время полета - это время движения пули от точки вылета до точки падения.

Полная горизонтальная дальность - это расстояние от точки вылета до точки падения.

Вершиной траектории является ее наивысшая точка.

Высотой траектории является кратчайшее расстояние от ее вершины до горизонта оружия.

Восходящая ветвь траектории - это часть траектории от точки вылета до ее вершины.

Нисходящая ветвь траектории - это часть траектории от ее вершины до точки падения.

Точка встречи - это точка, лежащая на пересечении траектории полета пули с поверхностью цели (земли, преграды).

Угол встречи - это угол, заключенный между касательной к траектории полета пули и касательной к поверхности цели в точке встречи.

Точкой прицеливания (наводки) является точка на цели или вне ее, в которую наводится оружие.

Линия прицеливания - это прямая линия, проходящая от глаза стрелка через середину прорези прицела и вершину мушки в точку прицеливания.

Угол прицеливания - это угол, заключенный между линией прицеливания и линией возвышения.

Угол места цели - это угол, заключенный между линией прицеливания и горизонтом оружия.

Прицельная дальность - это расстояние от точки вылета до пересечения траектории с линией прицеливания.

Превышением траектории над линией прицеливания является кратчайшее расстояние от любой точки траектории до линии прицеливания.

При стрельбе на близкие расстояния значения превышения траектории над линией прицеливания будут достаточно низкими. Но при стрельбе на дальние расстояния они достигают значительных величин (см. табл. 1).

Таблица 1

Превышения траектории над линией прицеливания при стрельбе из автомата Калашникова (АКМ) и снайперской винтовки Драгунова (СВД) на расстояния 600 м и более

colspan=2 bgcolor=white>0

Для 7,62 мм АКМ
Дальность, м		100		200		300		400		500		600		700		800		900		1000
Прицел		метры
6		0,98		1,8		2,2		2,1		1,4		0		-2,7		-6,4		-		-
7		1,3		2,5		3,3		3,6		3,3		2,1		-3,5		-8,4		-
8		1,8		3,4		4,6		5,4		5,5		4,7		3,0		0		-4,5		-10,5
Для СВД с использованием оптического прицела
Дальность,	100		200	300	400		500		600	700	800		900		1000	1100	1200		1300		1400
Прицел	метры
6	0,53		0,95	1,2	1,1		0,74		0	-1,3	-		-		-	-	-		-		-
7	0,71		1,3	1,7	1,9		1,6		1,0	0	-1,7		-		-	-	-		-		-
8	0,94		1,8	2,4	2,7		2,8		2,4	1,5	0		-2,2		-	-	-		-		-
9	1,2		2,2	3,1	3,7		4,0		3,9	2,3	2,0		0		-2,9	-	-		-		-
10	1,5		2,8	4,0	4,9		5,4		5,7	5,3	4,3		2,6		0	-3,7	-		-		-
11	1,8		3,5	5,0	6,2		7,1		7,6	7,7	7,1		5,7		3,4	0	-4,6		-		-
12	2,2		4,3	6,2	7,8		9,1		10,0	10,5	10,0		9,2		7,3	4,3	0		-5,5		-
13	2,6		5,1	7,4	9,5		11		12,5	13,5	13,5		13,0		11,5	8,9	5,1		0		-6,6

Примечание: Количество единиц в значении прицела соответствует количеству сотен метров расстояния стрельбы, на которое рассчитан прицел

(6 - 600 м, 7 - 700 м и т.д.).

Из табл. 1 видно, что превышение траектории над линией прицеливания при стрельбе из АКМ на расстояние 800 м (прицел 8) превышает 5 метров, а при стрельбе из СВД на расстояние 1300 м (прицел 13) - траектория пули поднимается над линией прицеливания более, чем на 13 метров.

Прицеливание (наводка оружия)

Для того, чтобы пуля в результате выстрела попала в цель, предварительно нужно придать оси канала ствола соответствующее положение в пространстве.

Придание оси канала ствола оружия положения, необходимого для поражения заданной цели, называется прицеливанием или наводкой.

Данное положение должно быть придано как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. Придание оси канала ствола необходимого положения в вертикальной плоскости является вертикальной наводкой, придание ей требуемого положение в горизонтальной плоскости является горизонтальной наводной.

Если ориентиром наводки является точка на цели или вблизи нее, такая наводка называется прямой. При стрельбе из стрелкового оружия применяется прямая наводка, выполняемая с помощью одной прицельной линии.

Прицельная линия - это прямая линия, соединяющая середину прорези прицела с вершиной мушки.

Для осуществления прицеливания необходимо предварительно путем перемещения целика (прорези прицела) придать прицельной линии такое положение, при котором между ней и осью канала ствола образуется в вертикальной плоскости угол прицеливания, соответствующий расстоянию до цели, а в горизонтальной плоскости - угол, равный боковой поправке, учитывающей скорость бокового ветра, деривацию и скорость бокового движения цели (см. рис. 18).

После этого, направляя прицельную линию в область, являющуюся ориентиром прицеливания, посредством изменения положения ствола оружия, оси канала ствола придается требуемое положение в пространстве.

При этом в оружии с постоянной установкой целика, как, например, у большинства пистолетов, для придания необходимого положения канала ствола в вертикальной плоскости выбирается точка прицеливания, соответствующая расстоянию до цели, и прицельная линия направляется в данную точку. В оружии с неподвижной в боковом положении прорезью прицела, как в автомате Калашникова, для придания необходимого положения канала ствола в горизонтальной плоскости выбирается точка прицеливания, соответствующая боковой поправке, и прицельная линия направляется в эту точку.

Рис. 18. Прицеливание (наводка оружия): 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

Форма траектории полета пули и ее практическое значение

Форма траектории полета пули в воздухе зависит от угла, под которым она выпущена по отношению к горизонту оружия, ее начальной скорости, кинетической энергии и формы.

Для производства целенаправленного выстрела оружие наводится в цель, при этом прицельная линия направляется в точку прицеливания, а ось канала ствола в вертикальной плоскости приводится в положение, соответствующее необходимой линии возвышения. Между осью канала ствола и горизонтом оружия образуется необходимый угол возвышения.

При выстреле же под действием силы отдачи происходит смещение оси канала ствола на величину угла вылета, при этом она переходит в положение соответствующее линии бросания и образует с горизонтом оружия угол бросания. Под этим углом пуля и вылетает из канала ствола оружия.

В связи с незначительной разницей между углом возвышения и углом бросания их зачастую отождествляют, при этом, однако, правильнее в данном случае говорить о зависимости траектории полета пули от угла бросания.

При увеличении угла бросания высота траектории полета пули и полная горизонтальная дальность увеличиваются до определенной величины данного угла, после которой высота траектории продолжает увеличиваться, а полная горизонтальная дальность - уменьшается.

Угол бросания, при котором полная горизонтальная дальность полета пули является наибольшей, называется углом наибольшей дальности.

В соответствии с закономерностями механики в безвоздушном пространстве угол наибольшей дальности будет составлять 45°.

При полете пули в воздухе зависимость между величиной угла бросания и формой траектории полета пули аналогична зависимости данных характеристик, наблюдаемой при полете пули в безвоздушном пространстве, но, по причине влияния сопротивления воздуха, угол наибольшей дальности не достигает значения 45°. В зависимости от формы и массы пули его величина колеблется в пределах 30 - 35°. Для расчетов величина угла наибольшей дальности стрельбы в воздухе принимается равной 35°.

Траектории полета пули, возникающие при углах бросания меньших угла наибольшей дальности, называются настильными.

Траектории полета пули, возникающие при углах бросания больших угла наибольшей дальности, называются навесными (см. рис. 19).

Рис. 19. Угол наибольшей дальности, настильные и навесные траектории

Настильные траектории применяются при стрельбе прямой наводкой на достаточно небольшие расстояния. При стрельбе из ручного стрелкового оружия используются только данный вид траекторий. Настильность траектории характеризуется ее максимальным превышением над линией прицеливания. Чем меньше траектория поднимается над линией прицеливания при заданной дальности стрельбы, тем более она настильна. Также настильность траектории оценивается по величине угла падения: чем он меньше, тем траектория настильнее.

Чем настильнее используемая при стрельбе траектория, тем на большем расстоянии цель может быть поражена с одной установкой при-

цела, т.е. ошибки в установке прицела оказывают меньшее влияние на результативность стрельбы.

Навесные траектории не используются при стрельбе из ручного стрелкового оружия, в свою очередь, они имеют большое распространение в стрельбе снарядами и минами на большие расстояния вне прямой видимости цели, которая в данном случае задается по координатам. Навесные траектории используются при стрельбе из гаубиц, минометов и других видов артиллерийского вооружения.

Благодаря особенностям данного вида траектории, указанные виды вооружения могут поражать цели, находящиеся в укрытии, а также за естественными и искусственными преградами (см. рис. 20).

Траектории, имеющие одинаковую горизонтальную дальность при разных углах бросания, называются сопряженными. Одна из этих траекторий будет настильной, вторая навесной.

Сопряженные траектории можно получить при стрельбе из одного оружия, используя углы бросания больший и меньший угла наибольшей дальности.

Рис. 20. Особенности применения навесных траекторий

Выстрел, при котором превышение траектории над линией прицеливания на всем ее протяжении не достигает величин больших, чем высота цели, считается прямым выстрелом (см. рис. 21).

Практическое значение прямого выстрела заключается в том, что в пределах его дальности в напряженные моменты боя стрельбу допускается вести без перестановки прицела, при этом точка прицеливания по высоте, как правило, выбирается на нижнем краю цели.

Дальность прямого выстрела зависит, во-первых, от высоты цели и, во-вторых, от настильности траектории. Чем выше цель и чем настильнее траектория, тем больше дальность прямого выстрела и тем на большем расстоянии цель может быть поражена с одной установкой прицела.

Рис. 21. Прямой выстрел

Дальность прямого выстрела можно определить по таблицам, сопоставляя высоту цели с величинами наибольшего превышения траектории над линией прицеливания или с высотой траектории.

При стрельбе по цели, находящейся на расстоянии, превышающим дальность прямого выстрела, траектория вблизи вершины поднимается выше цели, и цель на определенном участке не будет поражаться при данной установке прицела. При этом около цели будет пространство, на котором нисходящая ветвь траектории будет пролегать в пределах ее высоты.

Расстояние, на котором нисходящая ветвь траектории находится в пределах высоты цели, называется поражаемым пространством (см. рис. 22).

Глубина (длина) поражаемого пространства напрямую зависит от высоты цели и настильности траектории. Также она зависит от угла наклона местности: при подъеме местности вверх она уменьшается, при скате вниз - увеличивается.

Рис. 22. Поражаемое пространство глубиной, равной отрезку АС, для цели

высотой, равной отрезку АВ

Если цель находится за укрытием, непробиваемым пулей, то возможность ее поражения зависит от того, в какой точке она располагается.

Пространство за укрытием от его гребня до точки встречи называется прикрытым пространством (см. рис. 23). Прикрытое пространство будет тем больше, чем больше высота укрытия и чем настильнее траектория полета пули.

Часть прикрытого пространства, в котором цель не может быть поражена при данной траектории, называется мертвым (непоражаемым) пространством. Мертвое пространство будет тем больше, чем больше высота укрытия, меньше высота цели и настильнее траектория. Часть прикрытого пространства, на которой цель может быть поражена, составляет поражаемое пространство.

Таким образом, глубина мертвого пространства представляет собой разность прикрытого и поражаемого пространства.

Рис. 23. Прикрытое, мертвое и поражаемое пространство

Форма траектории зависит также от начальной скорости пули, ее кинетической энергии и формы. Рассмотрим, каким образом данные показатели влияют на формирование траектории.

От начальной скорости пули напрямую зависит дальнейшая скорость ее полета, величина ее кинетической энергии при равных формах и размерах обеспечивает меньшую степень снижения скорости под действием сопротивления воздуха.

Таким образом, пуля, выпущенная под одинаковым углом возвышения (бросания), но с большей начальной скорость или с большей кинетической энергией в ходе дальнейшего полета будет иметь большую скорость движения.

Если мы представим определенную горизонтальную плоскость на некотором удалении от точки вылета, то при одинаковом значении угла возвыше-

ния (бросания) пуля, обладающая большей скоростью, достигнет ее быстрее пули, обладающей меньшей скоростью. Соответственно более медленная пуля, достигнув данной плоскости и затратив на это большее количество времени, успеет больше опуститься вниз под действием силы тяжести (см. рис. 24).

Рис. 24. Зависимость траектории полета пули от ее скорости

В дальнейшем также траектория полета пули, имеющей меньшие скоростные характеристики, будет располагаться ниже траектории полета более быстрой пули и под действием силы тяжести она быстрее по времени и ближе по расстоянию от точки вылета опустится до уровня горизонта оружия.

Таким образом, начальная скорость и кинетическая энергия пули напрямую влияют на высоту траектории и на полную горизонтальную дальность ее полета.

Рис. 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	Разнообразие свойств пороха (состав, содержание влаги и растворителя). Разнообразие веса зарядов. Разнообразие температуры зарядов. Разнообразие плотности заряжания. (размеры и расположение ведущего пояска, досылка снарядов). Разнообразие формы и веса снарядов.	Хранение в герметической укупорке. Каждую стрельбу производить зарядами одной партии. Поддержание должной температуры в погребе. Единообразие заряжания. Каждую стрельбу производить снарядами одного весового знака.
2. Разнообразие углов бросания	Разнообразие углов возвышения (мёртвые ходы в прицельном устройстве и в механизме вертикального наведения). Разнообразие углов вылета. Разнообразие наводки.	Тщательный уход за материальной частью. Хорошая тренировка наводчиков.
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.

Сила тяжести заставляет пулю (гранату) посте пенно понижаться, а сила сопротивления воздуха непрерывно замедляет движение пули (гранаты) и стремится опрокинуть ее, В результате действия этих сил скорость полета пули (гранаты) постепенно уменьшается, а ее траектория представляет собой по форме неравномерно изогнутую кривую линию.

Сопротивление воздуха полету пули (гранаты) вызывается тем, что воздух представляет собой упругую среду, поэтому на движение в этой среде затрачивается часть энергии пули (гранаты).

Сила сопротивления воздуха вызывается тремя основными причинами: трением воздуха, образованием завихрений и образованием баллистической волны.

Частицы воздуха, соприкасающиеся с движущейся пулей (гранатой), вследствие внутреннего сцепления (вяз кости) и сцепления с ее поверхностью создают трение и уменьшают скорость полета пули (гранаты).

Примыкающий к поверхности пули (гранаты) слой воздуха, в котором движение частиц изменяется от скорости пули (гранаты) до нуля, называется пограничным слоем. Этот слой воздуха, обтекая пулю, отрывается от ее поверхности н не успевает сразу же сомкнуться за донной частью.

За донной частью пули образуется разреженное пространство, вследствие чего появляется разность давлений на головную и донную части. Эта разность создает силу, направленную в сторону, обратную движению пули, и уменьшающую скорость ее полета. Частицы воздуха, стремясь заполнить разрежение, образовавшееся за пулей, создают завихрение.

Пуля (граната) при полете сталкивается с частицами воздуха и заставляет их колебаться. Вследствие этого перед пулей (гранатой) повышается плотность воздуха и образуются звуковые волны. Поэтому полет пули (гранаты) сопровождается характерным звуком. При скорости полета пули (гранаты), меньшей скорости звука, образование этих волн оказывает незначительное влияние на ее полет, так как волны распространяются быстрее скорости полета пули (гранаты). При скорости полета пули, большей скорости звука, от набегания звуковых волн друг на друга создается волна сильно уплотненного воздуха — баллистическая волна, замедляющая скорость полета пули, так как пуля тратит часть своей энергии па создание этой волны.

Равнодействующая (суммарная) всех сил, образующихся вследствие влияния воздуха на полет пули (гранаты), составляет силу сопротивления воздуха. Точка приложения силы сопротивления называется центром сопротивления.

Величина силы сопротивления воздуха зависит от скорости полета, формы и калибра пули (гранаты), а также от ее поверхности и плотности воздуха.

Сила сопротивления воздуха возрастает с увеличением скорости полета пули, ее калибра и плотности воздуха.

При сверхзвуковых скоростях полета пули, когда основной причиной сопротивления воздуха является образование уплотнения воздуха перед головной частью (баллистической волны), выгодны пули с удлиненной остроконечной головной частью. При дозвуковых скоростях полета гранаты, когда основной причиной сопротивления воздуха является образование разреженного пространства и завихрений, выгодны гранаты с удлиненной и суженной хвостовой частью.

Чем глаже поверхность пули, тем меньше сила трения и сила сопротивления воздуха.

Разнообразие форм современных нуль (гранат)" во многом определяется необходимостью уменьшить силу сопротивления воздуха.

Траектория пули в воздухе имеет следующие свойства :

1) нисходящая ветвь короче и круче восходящей;

2) угол падения больше угла бросания;

3) окончательная скорость пули меньше начальной;

4) наименьшая скорость полета пули при стрельбе под большими углами бросания — на нисходящей ветви траектории, а при стрельбе под небольшими углами бросания — в точке падения;

5) время движения пули по восходящей ветви траектории меньше, чем но нисходящей;

6) траектория вращающейся пули вследствие понижения пули под действием силы тяжести и деривации представляет собой линию двоякой кривизны.

Элементы траектории: точка вылета, горизонт оружия, линия возвышения, угол возвышения (склонения), плоскость стрельбы, точка падения, полная горизонтальная дальность .

Центр дульного среза ствола называется точкой вылета . Точка вылета является началом траектории.

Горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета, называется горизонтом оружия . На чертежах, изображающих оружие и траекторию сбоку, горизонт оружия имеет вид горизонтальной линии. Траектория дважды пересекает горизонт оружия: в точке вылета и в точке падения.

Прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола наведенного оружия, называется линией возвышения .

Угол, заключенный между линией возвышения и горизонтом оружия, называется углом возвышения . Если этот угол отрицательный, то он называется углом склонения (снижения).

Вертикальная плоскость, проходящая через линию возвышения, называется плоскостью стрельбы .

Точка пересечения траектории с горизонтом оружия называется точкой падения .

Расстояние от точки вылета до точки падения называется полной горизонтальной дальностью .

Элементы траектории : точка прицеливания, линия прицеливания, угол прицеливания, угол места цели, прицельная дальность .

Точка на цели или вне ее, в которую наводится оружие, называется точкой прицеливания (находки).

Прямая линия, проходящая от глаза стрелка через середину прорези прицела (на уровне с ее краями) и вершину мушки в точку прицеливания, называется линией прицеливания .

Угол, заключенный между линией возвышения и линией прицеливания, называется углом прицеливания .

Угол, заключенный между линией прицеливания и горизонтом оружия, называется углом места цели .

Угол места цели считается положительным (+), когда цель выше горизонта оружия, и отрицательным (-), когда цель ниже горизонта оружия. Угол места цели может быть определен с помощью приборов или по формуле тысячной:

где ε — угол места цели в тысячных;

В— превышение цели над горизонтом оружия в метрах;

Д — дальность стрельбы в метрах.

Расстояние от точки вылета до пересечения траектории с линией прицеливания называется прицельной дальностью .

Прямой выстрел, прикрытое, поражаемое и мертвое пространства и их практическое значение

Выстрел, при котором траектория не поднимается над линией прицеливания выше цели па всем своем протяжении, называется прямым выстрелом .

В пределах дальности прямого выстрела в напряженные моменты боя стрельба может вестись без перестановки прицела, при этом точка прицеливания по высоте, как правило, выбирается на нижнем краю цели.

Дальность прямого выстрела зависит от высоты цели и настильности траектории. Чем выше цель и чем настнльнее траектория, тем больше дальность прямого выстрела и тем на большем протяжении местности цель может быть поражена с одной установкой прицела.

Дальность прямого выстрела можно определить по таблицам путем сравнения высоты цели с величинами наибольшего превышения траектории над линией прицеливания или с высотой траектории.

При стрельбе по целим, 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.

Расстояние на местности, на протяжении которого нисходящая ветвь траектории не превышает высоты цели, называется поражаемым пространством (глубиной поражаемого пространства).

Глубина поражаемого пространства зависит от высоты цели (она будет тем больше, чем выше цель), от настильности траектории (она будет тем больше, чем настильное траектория)и от угла наклона местности (на переднем скате она уменьшается, на обратном скате — увеличивается).

Глубину поражаемого пространства (Ппр) можно определить по таблицам превышения траектория над линией прицеливания путем сравнения превышения нисходящей ветви траектории на соответствующую дальность стрельбы с высотой цели, а э том случае, если высота цели меньше 1/3 высоты траектории, — по формуле тысячной:

где Ппр — глубина поражаемого пространства в метрах;

Вц — высота цели в метрах;

θс — угол падения в тысячных.

В том случае, когда цель расположена на скате или имеется угол места цели, глубину поражаемого пространства определять вышеуказанными способами, при этом полученный результат необходимо умножить на отношение угла падения к углу встречи.

Величина угла встречи зависит от направления ската:

На встречном скате угол встречи равен сумме углов падения и ската, на обратном скате — разности этих углов.

При этом величина угла встречи зависит также от угла места цели: при отрицательном угле места цели угол встречи увеличивается на величину угла места цели, при положительном угле места цели — уменьшается на его величину.

Поражаемое пространство в некоторой степени компенсирует ошибки, допускаемые при выборе прицела, и позволяет округлять измеренное расстояние до цели в большую сторону.

Для увеличения глубины поражаемого пространства на наклонной местности огневую позицию нужно выбирать так, чтобы местность в расположении противника по возможности совпадала с продолжением линии прицеливания.

Пространство за укрытием, не пробиваемым пулей, от его гребня до точки встречи называется прикрытым пространством .

Прикрытое пространство будет тем больше, чем больше высота укрытия и чем настильнее траектория.

Часть прикрытого пространства, на котором цель не может быть поражена при данной траектории, называется мертвым (непоражаемым) пространством .

Мертвое пространство будет 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.

Глубину прикрытого пространства (Пп) можно определить по таблицам превышения траекторий 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.

Глубина мертвого пространства (Мпр) разна разности прикрытого и поражаемого пространства.

Из пулеметов на станках глубина прикрытого пространства может быть определена по углам прицеливания.

Для этого необходимо установить прицел, соответствующий расстоянию до укрытия, и навести пулемет в гребень укрытия. После этого, не сбивая наводки пулемета, отметиться прицелом под основание укрытия. Разница между этими прицелами, выраженная в метрах, и есть глубина прикрытого пространства. При этом предполагается, что местность за укрытием является продолжением линии прицеливания, направленной под основание укрытия.

Знание величины прикрытого и 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.

Явление и причины рассеивания снарядов (пуль) при стрельбе; закон рассеивания и его основные положения

При стрельбе из одного и того же оружия при самом тщательном соблюдении точности и однообразия производства выстрелов каждая пуля (граната) вследствие ряда случайных причин описывает свою траекторию и имеет свою точку падения (точку встречи), не совпадающую с другими, вследствие чего происходит разбрасывание пуль (гранат).

Явление разбрасывания пуль (гранат) при стрельбе из одного и того же оружия в практически одинаковых условиях называется естественным рассеиванием пуль (гранат) или рассеиванием траекторий.

Причины, вызывающие рассеивание нуль (гранат), могут быть сведены в три группы:

Причины, вызывающие разнообразие начальных скоростей;

Причины, вызывающие разнообразие углов бросания и направления стрельбы;

Причины, вызывающие разнообразие условий полета пули (гранаты).

Причинами, вызывающими разнообразие начальных скоростей, являются:

Разнообразие в массе пороховых зарядов и пуль (гранат), в форме и размерах пуль (гранат) и гильз, в качестве пороха, в плотности заряжания и т. д. как результат неточностей (допусков) при их изготовлении;

Разнообразие температур зарядов, зависящее от температуры воздуха и неодинакового времени нахождения патрона (гранаты) в нагретом при стрельбе стволе;

Разнообразие в степени нагрева и в качественном состоянии ствола.

Эти причины ведут к колебанию в начальных скоростях, а следовательно, и в дальностях полета пуль (гранат), т. е. приводят к рассеиванию пуль (гранат) по дальности (высоте) и зависят в основном от боеприпасов и оружия.

Причинами, вызывающими разнообразие углов бросания и направления стрельбы, являются:

Разнообразие в горизонтальной и вертикальной наводке оружия (ошибки в прицеливании);

Разнообразие углов вылета и боковых смещений оружия, получаемое в результате неоднообразной изготовки к стрельбе, неустойчивого и неоднообразного удержания автоматического оружия, особенно во время стрельбы очередями, неправильного использования упоров и неплавного спуска курка;

Угловые колебания ствола при стрельбе автоматическим огнем, возникающие вследствие движения и ударов подвижных частей и отдачи оружия.

Эти причины приводят к рассеиванию пуль (гранат) по боковому направлению и дальности (высоте), оказывают наибольшее влияние на величину площади рассеивания и в основном зависят от выучки стреляющего.

Причинами, вызывающими разнообразие условий полета нули (гранаты), являются:

Разнообразие в атмосферных условиях, особенно в направлении и скорости ветра между выстрелами (очередями);

Разнообразие в массе, форме и размерах пуль (гранат), приводящее к изменению величины силы сопротивления воздуха.

Эти причины приводят к увеличению рассеивания по боковому направлению и но дальности (высоте) и в ос iiobhom зависят от внешних условий стрельбы и от боеприпасов.

При каждом выстреле в разном сочетании действуют все три группы причин. Это приводит к тому, что полет каждой пули (гранаты) происходит по траектории, отличной от траектории других пуль (гранат).

Устранить полностью причины, вызывающие рассеивание, а следовательно, устранить и само рассеивание невозможно. Однако, зная причины, от которых зависит рассеивание, можно уменьшить влияние каждой из них и тем самым уменьшить рассеивание или, как принято говорить, повысить кучность стрельбы.

Уменьшение рассеивания пуль (гранат) достигается отличной выучкой стреляющего, тщательной подготовкой оружия и боеприпасов к стрельбе, умелым применением правил стрельбы, правильной изготовкой к стрельбе, однообразной прикладкой, точной наводкой (прицеливанием), плавным спуском курка, устойчивым и однообразным удержанием оружия при стрельбе, а также надлежащим уходом за оружием и боеприпасами.

Закон рассеивания

При большом числе выстрелов (более 20) в расположении точек встречи па площади рассеивания наблюдается определенная закономерность. Рассеивание пуль (гранат) подчиняется нормальному закону случайных ошибок, который в отношении к рассеиванию пуль (гранат) называется законом рассеивания.

Этот закон характеризуется следующими тремя положениями:

1) Точки встречи (пробоины) па площади рассеивания располагаются неравномерно — гуще к центру рассеивания и реже к краям площади рассеивания.

2) На площади рассеивания можно определить точку, являющуюся центром рассеивания (средней точкой попадания), относительно которой распределение точек встречи (пробоин) симметрично: число точек встречи по обе стороны от осей рассеивания, заключающихся в равных по абсолютной величине пределах (полосах), одинаково, и каждому отклонению от оси рассеивания в одну сторону отвечает такое же по величине отклонение в противоположную сторону.

3) Точки встречи (пробоины) в каждом частном случае занимают не беспредельную, а ограниченную площадь.

Таким образом, закон рассеивания в общем виде можно сформулировать так: при достаточно большом числе выстрелов, произведенных в практически одинаковых условиях, рассеивание пуль (гранат) неравномерно, симметрично н небеспредельно.

Способы определения средней точки попадания

При малом числе, пробоин (до 5) положение средней точки попадания определяется способом последовательного деления отрезков.

Для этого необходимо:

Соединить прямой две пробоины (точки встречи) и расстояние между ними разделить пополам;

Полученную точку соединить с третьей пробоиной (точкой встречи) и расстояние между ними разделить на три равные части; так как к центру рассеивания пробоины (точки встречи) располагаются гуще, то за среднюю точку попадания трех пробоин (точек встречи) принимается деление, ближайшее к двум первым пробоинам (точкам встречи);

Найденную среднюю точку попадания для трех пробоин (точек встречи) соединить с четвертой пробоиной (точкой встречи) и расстояние между ними разделить на четыре равные части; деление, ближайшее к первым трем пробоинам (точкам встречи), принимается за среднюю точку попадания четырех пробоин (точек встречи).

По четырем пробоинам (точкам встречи) среднюю точку попадания можно определить еще так: рядом лежащие пробоины (точки встречи) соединить попарно, середины обеих прямых снова соединить и полученную линию разделить пополам; точка деления и будет средней точкой попадания.

При наличии пяти пробоин (точек встречи) средняя точка попадания для них определяется подобным же образом.

При большом числе пробоин (точек встречи) на основании симметричности рассеивания средняя точка попадания определяется способом проведения осей рассеивания.

Пересечение осей рассеивания является средней точкой попадания.

Среднюю точку попадания можно также определить способом вычисления (расчета). Для этого необходимо:

Провести через левую (правую) пробоину (точку встречи) вертикальную линию, измерить кратчайшее расстояние от каждой пробоины (точки встречи) до этой линии, сложить все расстояния от вертикальной линии и разделить сумму па число пробоин (точек встречи);

Провести через нижнюю (верхнюю) пробоину (точку встречи) горизонтальную линию, измерить кратчайшее расстояние от каждой пробоины (точки встречи) до этой линии, сложить все расстояния от горизонтальной линии и разделить сумму на число пробоин (точек встречи).

Полученные числа определяют удаление средней точки попадания от указанных линий.

Нормальные (табличные) условия стрельбы; влияние условий стрельбы на полет пули (гранаты) .

За нормальные (табличные) условия приняты следующее.

а) Метеорологические условия:

Атмосферное (барометрическое) давление на горизонте оружия 750 мм рт. ст.;

Температура воздуха на горизонте оружия 4-15°С;

Относительная влажность воздуха 50% (относительной влажностью называется отношение количества водяных паров, содержащихся в воздухе, к наибольшему количеству водяных паров, которое может содержаться в воздухе при данной температуре);

Ветер отсутствует (атмосфера неподвижна).

б) Баллистические условия:

Масса пули (гранаты), начальная скорость и угол вылета равны значениям, указанным в таблицах стрельбы;

Температура заряда +15° С;

Форма пули (гранаты) соответствует установленному чертежу;

Высота мушки установлена по данным приведения оружия к нормальному бою; высоты (деления) придела соответствуют табличным углам прицеливания.

в) Топографические условия:

Цель находится на горизонте оружия;

Боковой наклон оружия отсутствует.

При отклонении условий стрельбы от нормальных может возникнуть необходимость определения и учета поправок дальности и направления стрельбы.

С увеличением атмосферного давления плотность воздуха увеличивается, а вследствие этого увеличивается сила сопротивления воздуха, уменьшается дальность полета пули (гранаты). Наоборот, с уменьшением атмосферного давления плотность и сила сопротивления воздуха уменьшаются, а дальность полета пули увеличивается.

При повышении местности на каждые 100 м атмосферное давление понижается в среднем на 9 мм.

При стрельбе из стрелкового оружия на равнинной местности поправки дальности на изменение атмосферного давления незначительные и не учитываются. В горных условиях при высоте местности над уровнем моря 2000 м и более эти поправки необходимо учитывать при стрельбе, руководствуясь правилами, указанными в наставлениях по стрелковому делу.

При повышении температуры плотность воздуха уменьшается, а вследствие этого уменьшается сила сопротивления воздуха, увеличивается дальность полета пули (гранаты). Наоборот, с понижением температуры плотность и сила сопротивления воздуха увеличиваются, а дальность полета пули (гранаты) уменьшается.

При повышении температуры порохового заряда увеличиваются скорость горения пороха, начальная скорость и дальность полета пули (гранаты).

При стрельбе в летних условиях поправки на изменение температуры воздуха и порохового заряда незначительные и практически не учитываются; при стрельбе зимой (в условиях низких температур) эти поправки необходимо учитывать, руководствуясь правилами, указанными в наставлениях по стрелковому делу.

При попутном ветре уменьшается скорость полета пули (гранаты) относительно воздуха. Например, если скорость пули относительно земли равна 800 м/с, а скоросгь попутного ветра 10 м/с, то скорость пули относительно воздуха будет равна 790 м/с (800 - 10).

С уменьшением скорости полета нули относительно воздуха сила сопротивления воздуха уменьшается. Поэтому при попутном ветре пуля полетит дальше, чем при безветрии.

При встречном ветре скорость пули относительно воздуха будет больше, чем при безветрии, следовательно, сила сопротивления воздуха увеличится, а дальность полета пули уменьшится.

Продольный (попутный, встречный) ветер на полет пули оказывает незначительное влияние, и в практике стрельбы из стрелкового оружия поправки на такой ветер не вводятся. При стрельбе из гранатометов поправки на сильный продольный ветер следует учитывать.

Боковой ветер оказывает давление на боковую поверхность пули и отклоняет ее в сторону от плоскости стрельбы в зависимости от его направления: ветер справа отклоняет пулю в левую сторону, ветер слева — в правую сторону.

Граната на активном участке полета (при работе реактивного двигателя) отклоняется в сторону, откуда дует ветер: при ветре справа — вправо, при ветре слеза — влево. Такое явление объясняется тем, что боковой ветер поворачивает хвостовую часть гранаты в направлении ветра, а головную часть против ветра и под действием реактивной силы, направленной вдоль оси, граната отклоняется от плоскости стрельбы в ту сторону, откуда дует ветер. На пассивном участке траектории граната отклоняется в сторону, куда дует ветер.

Боковой ветер оказывает значительное влияние, особенно на полет гранаты, и его необходимо учитывать при стрельбе из гранатометов и стрелкового оружия.

Ветер, дующий под острым углом к плоскости стрельбы, оказывает одновременно влияние п на изменение дальности полета пули и на боковое ее отклонение.

Изменение влажности воздуха оказывает незначительное влияние на плотность воздуха и, следовательно, на дальность полета пули (гранаты), поэтому оно не учитывается при стрельбе.

При стрельбе с одной установкой прицела (с одним углом прицеливания), но под различными углами места цели в результате ряда причин, в том числе изменения плотности воздуха на разных высотах, а следовательно, и силы сопротивлении воздуха, изменяется величина наклонной (прицельной) дальности полета пули (гранаты).

При стрельбе под небольшими углами места цели (до ±15°) эта дальность полета пули (гранаты) изменяется весьма незначительно, поэтому допускается равенство наклонной и полной горизонтальной дальностей полета пули, т. е. неизменность формы (жесткость) траектории.

При стрельбе под большими углами места цели наклонная дальность полета пули изменяется значительно (увеличивается), поэтому при стрельбе в горах и по воздушным целям необходимо учитывать поправку на угол места цели, руководствуясь правилами, указанными в наставлениях по стрелковому делу.

Траекторией называется кривая линия, описываемая центром тяжести пули в полете.
Пуля при полете в воздухе подвергается действию двух сил: силы тяжести и силы сопротивления воздуха. Сила тяжести заставляет пулю постепенно понижаться, а сила сопротивления воздуха непрерывно замедляет движение пули и стремится опрокинуть ее. В результате действия этих сил скорость полета пули постепенно уменьшается, а ее траектория представляет собой по форме неравномерно изогнутую кривую линию. Сопротивление воздуха полету пули вызывается тем, что воздух представляет собой упругую среду и поэтому на движение в этой среде затрачивается часть энергии пули.

Сила сопротивления воздуха вызывается тремя основными причинами: трением воздуха, образованием завихрений и образованием баллистической волны.
Форма траектории зависит от величины угла возвышения. С увеличением угла возвышения высота траектории и полная горизонтальная дальность полета пули увеличиваются, но это происходит до известного предела. За этим пределом высота траектории продолжает увеличиваться, а полная горизонтальная дальность начинает уменьшаться.

Угол возвышения, при котором полная горизонтальная дальность полета пули становится наибольшей, называется углом наибольшей дальности. Величина угла наибольшей дальности для пуль различных видов оружия составляет около 35°.

Траектории, получаемые при углах возвышения, меньших угла наибольшей дальности, называются настильными. Траектории, получаемые при углах возвышения, больших угла наибольших угла наибольшей дальности, называются навесными. При стрельбе из одного и того же оружия (при одинаковых начальных скоростях) можно получить две траектории с одинаковой горизонтальной дальностью: настильную и навесную. Траектории, имеющие одинаковую горизонтальную дальность рои разных углах возвышения, называются сопряженными.

При стрельбе из стрелкового оружия используются только настильные траектории. Чем настильнее траектория, тем на большем протяжении местности цель может быть поражена с одной установкой прицела (тем меньшее влияние на результаты стрельбы оказывают ошибка в определении установки прицела): в этом заключается практическое значение траектории.
Настильность траектории характеризуется наибольшим ее превышением над линией прицеливания. При данной дальности траектория тем более настильная, чем меньше она поднимается над линией прицеливания. Кроме того, о настильности траектории можно судить по величине угла падения: траектория тем более настильна, чем меньше угол падения. Настильность траектории влияет на величину дальности прямого выстрела, поражаемого, прикрытого и мертвого пространства.

Элементы траектории

Точка вылета - центр дульного среза ствола. Точка вылета является началом траектории.
Горизонт оружия - горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета.
Линия возвышения - прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола наведенного оружия.
Плоскость стрельбы - вертикальная плоскость, проходящая через линию возвышения.
Угол возвышения - угол, заключенный между линией возвышения и горизонтом оружия. Если этот угол отрицательный, то он называется углом склонения (снижения).
Линия бросания - прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола в момент вылета пули.
Угол бросания
Угол вылета - угол, заключенный между линией возвышения и линией бросания.
Точка падения - точка пересечения траектории с горизонтом оружия.
Угол падения - угол, заключенный между касательной к траектории в точке падения и горизонтом оружия.
Полная горизонтальная дальность - расстояние от точки вылета до точки падения.
Окончательная скорость - скорость пули (гранаты) в точке падения.
Полное время полета - время движения пули (гранаты) от точки вылета до точки падения.
Вершина траектории - наивысшая точка траектории над горизонтом оружия.
Высота траектории - кратчайшее расстояние от вершины траектории до горизонта оружия.
Восходящая ветвь траектории - часть траектории от точки вылета до вершины, а от вершины до точки падения - нисходящая ветвь траектории.
Точка прицеливания (наводки) - точка на цели (вне ее), в которую наводится оружие.
Линия прицеливания - прямая линия, проходящая от глаза стрелка через середину прорези прицела (на уровне с ее краями) и вершину мушки в точку прицеливания.
Угол прицеливания - угол, заключенный между линией возвышения и линией прицеливания.
Угол места цели - угол, заключенный между линией прицеливания и горизонтом оружия. Этот угол считается положительным (+), когда цель выше, и отрицательным (-), когда цель ниже горизонта оружия.
Прицельная дальность - расстояние от точки вылета до пересечения траектории с линией прицеливания. Превышение траектории над линией прицеливания - кратчайшее расстояние от любой точки траектории до линии прицеливания.
Линия цели - прямая, соединяющая точку вылета с целью.
Наклонная дальность - расстояние от точки вылета до цели по линии цели.
Точка встречи - точка пересечения траектории с поверхностью цели (земли, преграды).
Угол встречи - угол, заключенный между касательной к траектории и касательной к поверхности цели (земли, преграды) в точке встречи. За угол встречи принимается меньший из смежных углов, измеряемый от 0 до 90 градусов.