что означает основная работа энергии выделяемой при сгорании порохового заряда
Сведения из внутренней баллистики
Выстрел и его периоды
Затяжной выстрел является следствием медленного развития процесса зажжения или воспламенения порохового заряда, Поэтому после осечки не следует сразу открывать затвор, так как возможен затяжной выстрел. Если осечка произойдет при стрельбе из станкового гранатомета, то перед его разряжанием необходимо выждать не менее одной минуты.
5. Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001-0,06 с). При выстреле различают четыре последовательных периода: предварительный; первый, или основной, второй; третий, или период последействия газов
Рис. 1. Периоды выстрела:
Po – давление форсирования; Pм – наибольшее (максимальное) давление;
Pк – и Uк – давление газов и скорость пули в момент конца горения пороха;
Рd и Ud – давление газов и скорость пули в момент вылета её из канала ствола;
Uм – наибольшая (максимальная скорость) пули; Ротм – давление, равное атмосферному
9. Третий период, или период последействия газов, от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия пороховых газов на пулю. В течении этого периода пороховые газы, истекающие из ствола со скоростью 1200 — 2000 м/с, продолжают воздействовать на нулю и сообщают ей дополнительную скорость. Наибольшей (максимальной) скорости пуля достигает в конце третьего периода на удалении нескольких сантиметров от дульного среза ствола. Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешено сопротивлением воздуха.
Что означает основная работа энергии выделяемой при сгорании порохового заряда
Сведения из внутренней баллистики
Выстрел и его периоды
Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001-0,06 сек).
При выстреле различают четыре последовательных периода:
· третий (период последействия газов).
Предварительный период длится от начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В течение этого периода в канале ствола создается давление газов, необходимое для того, чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола. Это давление называется давлением форсирования; оно достигает 250-500 кг/см2 в зависимости от устройства нарезов, веса пули и твердости ее оболочки.
Начальная скорость пули
Величина начальной скорости пули зависит от длины ствола; веса пули; веса, температуры и влажности порохового заряда, формы и размеров зерен пороха и плотности заряжания.
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. Чем больше вес порохового заряда, тем больше максимальное давление и начальная скорость пули.
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 полета 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.
Какова же энергия пороха?
Какова же энергия пороха?
При выстреле часть энергии, заключенной в заряде пороха, переходит в энергию движения снаряда.
Пока заряд еще не зажжен, он обладает скрытой энергией. Ее можно сравнить с энергией высокого уровня воды у шлюзов мельницы, когда они закрыты. Вода спокойна, колеса неподвижны (рис. 21).
Рис. 21. Потенциальная энергия превращается в кинетическую
Тем самым химическая энергия пороха превращается в тепловую, то-есть в энергию движения частиц газов. Это движение частиц и создает давление пороховых газов, а оно, в свою очередь, рождает движение снаряда: энергия пороха стала энергией движения снаряда.
Мы как бы открыли шлюзы. Бурный поток воды ринулся с высоты и быстро завертел лопасти водяных колес (рис. 21).
Каково же количество энергии, заключенное в порохе, например, в заряде 76-миллиметровой пушки?
Рис. 22. Единица работы-килограммометр
Риc. 24. Единица мощности – лошадиная сила
Подсчеты дают такие результаты: заряд выделяет 338 000 килограммометров энергии.
А что такое килограммометр, показано на рисунке 22.
Однако, к сожалению, далеко не вся энергия пороха уходит на выталкивание снаряда из орудия, на полезную работу. Большая часть энергии пороха пропадает.
На что обычно тратится энергия пороха при выстреле, показано на рисунке 23.
Если учесть все потери, то окажется, что только одна треть, или 33%, энергии заряда идет на полезную работу.
Однако, по правде говоря, это не так уж мало. Вспомним, что в самых совершенных двигателях внутреннего сгорания полезная работа Составляет не более 36% всей тепловой энергии. А в других двигателях этот процент еще ниже, например, в паровых машинах – не более 18%.
По сравнению с тепловыми двигателями, потери энергии в орудии невелики: огнестрельное артиллерийское орудие является одной из наиболее совершенных тепловых машин.
Итак, на полезную работу в 76-миллиметровой пушке тратится 33% от 338 000 килограммометров, то-есть почти 113 000 килограммометров.
Рис. 23. На что тратится энергия при выстреле из орудия и при работе авиационного мотора
И вся эта энергия выделяется всего лишь в шесть тысячных долей секунды!
Это соответствует мощности в 250 000 лошадиных сил. Чему равна «лошадиная сила», видно из рисунка 24.
Если бы люди могли произвести такую работу в столь же короткий срок, потребовалось бы примерно полмиллиона человек, и то при напряжении всех их сил. Вот как огромна мощность выстрела, даже из небольшой пушки!
Читайте также
Ракета-носитель «Энергия»
Ракета-носитель «Энергия» 14 мая 1987 года агентство ТАСС сообщило, что в период с 11 по 13 мая Генеральный секретарь ЦК КПСС Михаил Горбачев находится на космодроме Байконур и в городе Ленинске. В ходе пребывания в этих местах он имел многочисленные встречи и беседы с учеными,
Энергия… в воздухе!
Энергия… в воздухе! «Бесполезно было ждать от резины энергии больше, чем она в состоянии накопить», – успокаивал я себя, глядя на предмет моей гордости – авторское свидетельство на изобретение «резиноаккумулятора». Мне удавалось растягивать жгут лишь до известных
1. МАНЯЩИЙ ЗАПАХ ПОРОХА
1. МАНЯЩИЙ ЗАПАХ ПОРОХА …Момент был сочтен удачным: родители были заняты застольными разговорами. Достав малую саперную лопатку, я начал копать недалеко от подсобки. Земля поддавалась легко. Наконец, когда ямка достигла глубины штыка лопатки, я достал коробочку из-под
Как горят зерна пороха в орудии
Как горят зерна пороха в орудии Почему же нельзя сделать весь пороховой заряд из самого мелкого пороха?Казалось бы, в этом случае ненужно было бы никакого специального воспламенителя.Почему основной заряд составляется всегда из более или менее крупных зерен?Потому, что
Энергия с горных вершин
Энергия с горных вершин Недавно изобретенный Дедалом тепловой планер (см. «Тепловой планер») — летательный аппарат, использующий разность температур между верхними и нижними слоями атмосферы, — нетрудно преобразовать в более крупномасштабный проект. Значительная
2.2. Энергия для всех
2.2. Энергия для всех Еще раз подчеркну, что я считаю проблему энергии наиболее важной для дальнейшего развития человечества. Все остальные задачи могут быть решены лишь при наличии достаточно мощных и доступных источников энергии. Проблема состоит в том, чтобы обеспечить
31. Внутренняя энергия
31. Внутренняя энергия Внутренняя энергия складывается из внутренних кинетической и потенциальной энергий. Внутренняя кинетическая энергия создается хаотическим движением молекул вещества.Кинетическая энергия всей макросистемы вычисляется: где m– масса системы;w–
Энергия Земли*
Энергия Земли* Земля. По-видимому, Земля есть область человека. Он прикован к ней силою тяжести, отделен от других земель (планет) необозримыми пустынями неба. Ни один человек, ни одно существо не отдалилось еще от Земли, не посетило еще небо, хотя оно и наполнено
Земная энергия*
Земная энергия* Энергию можно выражать в виде работы — в тонно-метрах, в виде теплоты — в тонно-градусах, еще в форме угля или пищи. Притом энергию можно относить к разному времени. Работу (лучше) — к одной секунде. Например, труд работника — 5-10 кг-м/сек, лошадиная сила —
Какова экологическая цена устойчивого развития?
Какова экологическая цена устойчивого развития? В контексте ограниченных ресурсов на планете и ограниченной во-зобновляемости экосистемы (рис. 22) напрашивается вывод, что северная модель развития в принципе неустойчива. Но что здесь можно сделать? И что можем мы
Сущность явления выстрела, его периоды, внутренняя и внешняя баллистика
Затяжной выстрел является следствием медленного развития процесса зажжения или воспламенения порохового заряда. Поэтому после осечки не следует сразу открывать затвор, так как возможет затяжной выстрел. Если осечка произойдет при стрельбе из станкового гранатомета, то перед его разряжением необходимо выждать не менее одной минуты.
Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001-06 сек.). При выстреле различают четыре последовательных периода: предварительный; первый или основной; второй; период последействия газов.
Период последействия длится от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия пороховых газов на пулю. В течение этого периода пороховые газы, истекающие из канала ствола со скоростью 1200-2000 м/с, продолжают воздействовать на пулю и сообщают ей дополнительную скорость. Наибольшей 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.
Баллистика делится на внешнюю и внутреннюю.
Внешняя баллистика – это наука, изучающая движение пули (гранаты) после прекращения действия на нее пороховых газов.
Вылетев из канала ствола под действием пороховых газов, пуля (граната, снаряд) движется по инерции. Граната, имеющая реактивный двигатель, движется по инерции после истечения газов из реактивного двигателя.
При полете пули в воздухе она описывает кривую линию которая называется траектория.
Пуля при полете в воздухе подвергается действию двух сил:
б) 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 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.
Частицы воздуха соприкасающиеся с движущейся пулей, вследствие внутреннего сцепления и сцепления (вязкости) с ее поверхностью создают трение и уменьшают скорость пули.
За донной частью пули образуется разреженное пространство, вследствие чего появляется разностью 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.
При скорости полета пули, большей скорости звука, от налегания 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.
Внутренняя баллистика – это наука занимающаяся изучением процессов, которые происходят при выстреле, и в особенности при движении пули по каналу ствола.
Что означает основная работа энергии выделяемой при сгорании порохового заряда
Тема 3. Сведения из внутренней и внешней баллистики.
Сущность явления выстрела и его период
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 порохового (боевого) заряда образуется большое количество сильно нагретых газов, создающих в канале ствола высокое давление на дно пули, дно и стенки гильзы, а также на стенки ствола и затвор.
Затяжной выстрел является следствием медленного развития процесса зажжения или воспламенения порохового заряда. Поэтому после осечки не следует сразу открывать затвор, так как возможен затяжной выстрел. Если осечка произойдет при стрельбе из станкового гранатомета, то перед его разряжением необходимо выждать не менее одной минуты.
Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001 0,06 сек). При выстреле различают четыре последовательных периода: предварительный; первый, или основной; второй; третий, или период последействия газов (см. рис. 30).
Начальная скорость пули
Начальной скоростью (v0) называется скорость движения пули у дульного среза ствола.
Величина начальной скорости пули зависит от длины ствола; веса пули; веса, температуры и влажности порохового заряда, формы и размеров зерен пороха и плотности заряжения.
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. Чем больше вес порохового заряда, тем больше максимальное давление и начальная скорость пули.
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 полета пули. В связи с этим необходимо учитывать поправки дальности на температуру воздуха и заряда (температура заряда примерно равна температуре воздуха).
Плотностью заряжения называется отношение веса заряда к объему гильзы при вставленной пуле (каморы сгорания заряда). При глубокой посадке пули значительно увеличивается плотность заряжения, что может привести при выстреле к резкому скачку давления и вследствие этого к разрыву ствола, поэтому такие патроны нельзя использовать для стрельбы. При уменьшении (увеличении) плотности заряжения увеличивается (уменьшается) начальная скорость пули.
Рис. 31. Отдача оружия
Особенности выстрела из ручных противотанковых гранатометов
Ручные противотанковые гранатометы относятся к динамореактивному оружию. При выстреле из гранатомета часть пороховых газов выбрасывается назад через открытую казенную часть ствола, возникающая при этом реактивная сила, уравновешивает силу отдачи; другая часть пороховых газов оказывает давление на гранату, как в обычном оружии (динамическое действие), и сообщает ей необходимую начальную скорость.
Реактивная сила при выстреле из гранатомета образуется в результате истечения пороховых газов через казенную часть ствола. В связи с этим, что площадь дна гранаты, являющегося как бы передней стенкой ствола, больше площади сопла, преграждающего путь газам назад, появляется избыточная сила давления пороховых газов (реактивная сила), направленная в сторону, обратную истечения газов. Эта сила компенсирует отдачу гранатомета (она практически отсутствует) и придает гранате начальную скорость.
При действии реактивного двигателя гранаты на полете в связи с разностью площадей его передней стенки и задней, имеющей одно или несколько сопел, давление на переднюю стенку больше и образующая реактивная сила увеличивает скорость полета гранаты.
Величина реактивной силы пропорциональна количеству истекающих газов и скорости их истечения. Скорость истечения газов при выстреле из гранатомета увеличивается с помощью сопла (сужающегося, а затем расширяющегося отверстия).
Приближенно величина реактивной силы равна одной десятой количества истекающих газов за одну секунду, умноженных на скорость их истечения.
Под действием реактивной силы реактивного двигателя скорость движения гранаты все время увеличивается и достигает наибольшего значения на траектории в конце истечения пороховых газов из реактивного двигателя. Наибольшая скорость полета гранаты называется максимальной скоростью.
Износ канала ствола
В результате причин химического характера в канале ствола образуется нагар, который оказывает большое влияние на износ канала ствола.
Если после стрельбы не удалить весь пороховой нагар, то канал ствола в течение короткого времени в местах скола хрома покроется ржавчиной, после удаления которой остаются следы. При повторении таких случаев степень поражения ствола будет повышаться и может дойти до появления раковин, т. е. значительных углублений в стенках канала ствола. Немедленная чистка и смазка канала ствола после стрельбы предохраняют его от поражения ржавчиной.
Рис 32. Раздутие ствола
Если давление газов почему-либо превысит величину, на которую рассчитана прочность ствола, то может произойти раздутие или разрыв ствола.
Меры по предотвращению износа ствола
Чтобы не допустить раздутия или разрыва ствола, следует всегда оберегать канал ствола от попадания в него посторонних предметов, перед стрельбой обязательно осмотреть и, если необходимо, вычистить его.
Влияние условий стрельбы на полет пули (гранаты)
Вылетев из канала ствола под действием пороховых газов, пуля (граната) движется по инерции. Граната, имеющая реактивный двигатель, движется по инерции после истечения газов из реактивного двигателя.
Образование траектории полёта пули (гранаты)
Траекторией называется кривая линия, описываемая центром тяжести пули (гранаты) в полете (см. рис. 33).
Пуля (граната) при полете в воздухе подвергается действию двух сил: силы тяжести и силы сопротивления воздуха. Сила тяжести заставляет пулю (гранату) постепенно 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.
Рис. 33. Траектория пули (вид сбоку)
Сопротивление воздуха полету пули (гранаты) вызывается тем, что воздух представляет собой упругую среду и поэтому на движение в этой среде затрачивается часть энергии пули (гранаты).
Рис. 34. Образование силы сопротивления
Сила сопротивления воздуха вызывается тремя основными причинами: трением воздуха, образованием завихрений и образованием баллистической волны (см. рис. 34).
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. 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.
Равнодействующая (суммарная) всех сил, образующихся вследствие влияния воздуха на полет пули (гранаты), составляет силу сопротивления воздуха. Точка приложения силы сопротивления называется центром сопротивления.
Действие силы сопротивления воздуха на полет пули (гранаты) очень велико; оно вызывает уменьшение скорости и дальности полета пули (гранаты). Например, пуля обр. 1930 г. при угле бросания 150 и начальной скорости 800 м/сек. в безвоздушном пространстве полетела бы на дальность 32620 м; дальность полета этой пули при тех же условиях, но при наличии сопротивления воздуха равна лишь 3900 м.
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 (см. рис. 35).
Рис. 35. Действие силы сопротивления воздуха на полет пули:
Разнообразие форм современных пуль (гранат) во многом определяется необходимостью уменьшить силу сопротивления воздуха.
Под действием начальных возмущений (толчков) в момент вылета пули из канала ствола между осью пули и касательной к траектории образуется угол (б) и сила сопротивления воздуха действует не вдоль оси пули, а под углом к ней, стремясь не только замедлить движение пули, но и опрокинуть ее.
Для того чтобы пуля не опрокидывалась под действием силы сопротивления воздуха, ей придают с помощью нарезов в канале ствола быстрое вращательное движение. Например, при выстреле из автомата Калашникова скорость вращения пули в момент вылета из канала ствола равна около 3000 оборотов в секунду.
При полете быстро вращающейся пули в воздухе происходят следующие явления. Сила сопротивления воздуха стремится повернуть пулю головной частью вверх и назад. Но головная часть пули в результате быстрого вращения согласно свойству гироскопа стремится сохранить приданное положение и отклонится не вверх, а весьма незначительно в сторону своего вращения под прямым углом к направлению действия силы сопротивления воздуха, т.е. вправо.
Происходит так называемое медленное коническое, или прецессионное движение, и пуля летит головной частью вперед, т. е. как бы следит за изменением кривизны траектории.
Отклонение пули от плоскости стрельбы в сторону ее вращения называется деривацией. Ось медленного конического движения несколько отстает от касательной к траектории (располагается выше последней) (см. рис. 36).
Рис. 36. Медленное коническое движение пули
Следовательно, пуля с потоком воздуха сталкивается больше нижней частью, и ось медленного конического движения отклоняется в сторону вращения (вправо при правой нарезке ствола) (см. рис. 37).
Рис. 37. Деривация (вид траектории сверху)
Таким образом, причинами деривации являются: вращательное движение пули, сопротивление воздуха и понижение под действием силы тяжести касательной к траектории. При отсутствии хотя бы одной из этих причин деривации не будет.
Устойчивость гранаты на полете обеспечивается наличием стабилизатора, который позволяет перенести центр сопротивления воздуха назад, за центр тяжести гранаты.
Рис. 38. Действие силы сопротивления воздуха на полет гранаты
Вследствие этого сила сопротивления воздуха поворачивает ось гранаты к касательной к траектории, заставляя гранату двигаться головной частью вперед (см. рис. 38).
Для улучшения кучности некоторым гранатам придают за счет истечения газов медленное вращение. Вследствие вращения гранаты моменты сил, отклоняющие ось гранаты, действуют последовательно в разные стороны, поэтому кучность стрельбы улучшается.
Для изучения траектории пули (гранаты) приняты следующие определения (см. рис. 39).
Центр дульного среза ствола называется точкой вылета. Точка вылета является началом траектории.
Вертикальная плоскость, проходящая через линию возвышения, называется плоскостью стрельбы.
Прямая линия, являющаяся продолжением оси канала ствола в момент вылета пули, называется линией бросания.
Рис. 39. Элементы траектории
Угол, заключенный между линией возвышения и линией бросания, называется углом вылета (у).
Расстояние от точки вылета до точки падения называется полной горизонтальной дальностью (Х).
Скорость пули (гранаты) в точке падения называется окончательной скоростью (v).
Время движения пули (гранаты) от точки вылета до точки падения называется полным временем полета (Т).
Часть траектории от точки вылета до вершины называется восходящей ветвью; часть траектории от вершины до точки падения называется нисходящей ветвью траектории.
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 (а).
Расстояние от точки вылета до пересечения траектории с линией прицеливания называется прицельной дальностью (д).
Кратчайшее расстояние от любой точки траектории до линии прицеливания называется превышением траектории над линией прицеливания.
Прямая, соединяющая точку вылета с целью, называется линией цели.
Расстояние от точки вылета до цели по линии цели называется наклонной дальностью. При стрельбе прямой наводкой линия цели практически совпадает с линией прицеливания, а наклонная дальность с прицельной дальностью.
Точка пересечения траектории с поверхностью цели (земли, преграды) называется точкой встречи. Угол, заключенный между касательной к траектории и касательной к поверхности цели (земли, преграды) в точке встречи, называется углом встречи. За угол встречи принимается меньший из смежных углов, измеряемый от 0 до 90 градусов.
Траектория пули в воздухе имеет следующие свойства: нисходящая ветвь короче и круче восходящей;
угол падения больше угла бросания;
окончательная скорость пули меньше начальной;
время движения пули по восходящей ветви траектория меньше, чем по нисходящей;
траектория вращающейся пули вследствие понижения пули под действием силы тяжести и деривации представляет собой линию двоякой кривизны.
Рис. 40. Траектория гранаты (вид сбоку)
Форма траектории и ее практическое значение
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 (см. рис. 40).
Траектории (см. рис. 41), получаемые при углах возвышения, меньших угла наибольшей дальности, называются настильными. Траектории, получаемые при углах возвышения, больших угла наибольшей дальности, называются навесными.
Рис. 41. Угол наибольшей дальности, настильные, навесные и сопряженные траектории
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.
Пример. Сравнить настильность траектории при стрельбе из станкового пулемета Горюнова и ручного пулемета Калашникова с прицелом 5 на расстояние 500 м.
Прямой выстрел
Настильность траектории влияет на величину дальности прямого выстрела, поражаемого, прикрытого и мертвого пространства.
Выстрел, при котором траектория не поднимается над линией прицеливания выше цели на всем своем протяжении, называется прямым выстрелом (см. рис. 42).
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 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.
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.
Рис. 42. Прямой выстрел
Поражаемое, прикрытое и мёртвое пространство Расстояние на местности, на протяжении которого нисходящая ветвь траектории не превышает высоты цели, называется поражаемым пространством (глубиной поражаемого пространства).
Рис. 43. Зависимость глубины поражаемого пространства от высоты цели и настильности траектории (угла падения)
Пример. Определить глубину поражаемого пространства при стрельбе из станкового пулемета Горюнова по пехоте противника (высота цели 0=1,5 м) на расстояние 1000 м.
Так как высота цели меньше высоты траектории, то глубину поражаемого пространства можно определить и по формуле тысячной. Из таблиц находим угол падения Ос =29 тысячным.
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.
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 (см. рис. 44). 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.
Рис. 44. Прикрытое, мертвое и поражаемое пространство
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.
Влияние условий стрельбы на полет пули (гранаты)
Табличные данные траектории соответствуют нормальным условиям стрельбы.
За нормальные (табличные) условия приняты следующие.
а) Метеорологические условия:
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;
высоты (деления) прицела соответствуют табличным углам прицеливания.
в) Топографические условия:
цель находится на горизонте оружия;
С увеличением атмосферного давления плотность воздуха увеличивается, а вследствие этого увеличивается сила сопротивления воздуха и 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 повышении температуры плотность воздуха уменьшается, а вследствие этого уменьшается сила сопротивления воздуха и увеличивается дальность полета пули (гранаты). Наоборот, с понижением температуры плотность и сила сопротивления воздуха увеличиваются и 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/сек, а скорость попутного ветра 10 м/сек, то скорость пули относительно воздуха будет равна 790 м/сек (800-10).
С уменьшением скорости полета пули 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 и дальность полета пули уменьшится.
Ветер, дующий под острым углом к плоскости стрельбы, оказывает одновременно влияние и 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, следовательно, и силы сопротивления воздуха/изменяется величина наклонной (прицельной) дальности полета пули (гранаты).
При стрельбе под небольшими углами места цели (до ±15 0 ) эта дальность полета пули (гранаты) изменяется весьма незначительно, поэтому допускается равенство наклонной и полной горизонтальной дальностей полета пули, т. е. неизменность формы (жесткость) траектории (см. рис. 46).
Рис. 45. Влияние бокового ветра на полет гранаты при работе реактивного двигателя
Рис.46. 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.
Явление рассеивания
Совокупность траекторий пуль (гранат, полученных вследствие их естественного рассеивания) называется снопом траекторий (см. рис. 47). Траектория, проходящая в середине снопа траекторий, называется средней траекторией. Табличные и расчетные данные относятся к средней траектории.
Точка пересечения средней траектории с поверхностью цели (преграды) называется средней точкой попадания или центром рассеивания.
Площадь, на которой располагаются точки встречи (пробоины) пуль (гранат), полученные при пересечении снопа траекторий с какой-либо плоскостью, называется площадью рассеивания.
Взаимно перпендикулярные линии, проведенные через центр рассеивания (среднюю точку попадания) так, чтобы одна из них совпадала с направлением стрельбы, называются осями рассеивания.
Кратчайшие расстояния от точек встречи (пробоин) до осей рассеивания называются отклонениями
Причины рассеивания
Причины, вызывающие рассеивание пуль (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 весе пороховых зарядов и пуль (гранат), в форме и размерах пуль (гранат) и гильз, в качестве пороха, в плотности заряжения 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;
Причинами, вызывающими разнообразие углов бросания и направления стрельбы, являются:
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 пули (гранаты), являются:
разнообразие в атмосферных условиях, особенно в направлении и скорости ветра между выстрелами (очередями);
разнообразие в весе, форме и размерах пуль (гранат), приводящее к изменению величины силы сопротивления воздуха.
Эти причины приводят к увеличению рассеивания по боковому направлению и по дальности (высоте) и в основном 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 траекторий других пуль (гранат).
Устранить полностью причины, вызывающие рассеивание, 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.
Закон рассеивания
При большом числе выстрелов (более 20) в расположении точек встречи на 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 (см. рис. 48):
1) Точки встречи (пробоины) на 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 и небеспредельно.
Рис. 48. Закономерность рассеивания
Определение средней точки попадания
При малом числе пробоин (до 5) положение средней точки попадания определяется способом последовательного деления отрезков (см. рис. 49). Для этого необходимо:
Рис. 49. Определение положения средней точки попадания способом последовательного деления отрезков: а) По 4-ем пробоинам, б) По 5-ти пробоинам.
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 натри 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 про ведения осей рассеивания (см. рис. 50). Для этого нужно:
отсчитать нижнюю (ближнюю) половину пробоин (точек встречи) и отделить ее осью рассеивания по высоте (дальности);
отсчитать таким же порядком правую или левую половину пробои и (точек встречи) и отделить ее осью рассеивания по боковому направлению; 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 на 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.
Вероятность попадания и поражения цели. Понятие о действительности стрельбы. Действительность стрельбы
В условиях скоротечного танкового огневого боя, как уже говорилось, очень важно нанести противнику наибольшие потери в кратчайший срок и с минимальным расходом боеприпасов.
При одном и том же рассеивании вероятность попадания, если центр цели совпадает с центром рассеивания, тем больше, чем больше размер цели. Если же стрельба ведется по целям одного и того же размера и средняя траектория проходит через цель, вероятность попадания тем больше, чем меньше площадь рассеивания. Вероятность попадания тем выше, чем ближе центр рассеивания расположен к центру цели. При стрельбе по целям, имеющим большую протяженность, вероятность попадания выше в том случае, если продольная ось эллипса рассеивания совпадает с линией наибольшей протяженности цели.
В количественном отношении вероятность попадания можно рассчитать различными способами, в том числе и по сердцевине рассеивания, если площадь цели не выходит за ее пределы. Как уже отмечалось, сердцевина рассеивания вмещает в себя лучшую (по кучности) половину всех пробоин. Очевидно, что вероятность попадания в цель будет меньше 50 проц. во столько раз, во сколько площадь цели меньше площади сердцевины.
Зная вероятность поражения той или иной цели и потребное количество попаданий, можно рассчитать ожидаемый расход снарядов на поражение цели. Так, если вероятность попадания равна 25 проц., или 0,25, а для надежного поражения цели необходимо три прямых попадания, то чтобы узнать расход снарядов, вторую величину делят на первую.
Баланс времени, в течение которого выполняется огневая задача, включает в себя время на подготовку стрельбы и время на саму стрельбу. Время на подготовку стрельбы определяется практически и зависит не только от конструктивных особенностей вооружения, но и натренированности стрелка или членов экипажа. Чтобы определить время на стрельбу, величину ожидаемого расхода боеприпасов делят на скорострельность, т. е. на количество пуль, снарядов, выпускаемых в единицу времени. К полученной таким образом цифре прибавляют время на подготовку к стрельбе.