Влияние метеорологических условий на полет пули
Лекция по боеприпасам
| ТЕМА ЗАНЯТИЯ: | “Современные виды боеприпасов, производимых российскими предприятиями, перспективы снабжения ими Пограничной службы ФСБ России”. |
| ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: | Совершенствовать профессиональную подготовку начальников служб РАВ пограничных управлений ФСБ России по организации артиллерийско-технического обеспечения охраны государственной границы, эксплуатации боеприпасов. |
| УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ: | 1. Основные понятия внутренней и внешней баллистики. 2. Общие сведения о боеприпасах к стрелковому оружию и гранатометам. |
| ВРЕМЯ ПРОВЕДЕНИЯ: | 5 часов |
| МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ: | аудитория |
1. Вступительная часть (5 мин) - Организую обучаемых, довожу тему, цель занятия, учебный вопрос.
2. Основная часть (4 часа.) -
Основные понятия внутренней и внешней баллистики
Характерными отличительными признаками взрыва являются:
1. Очень большая скорость превращения, измеряемая промежутками от сотых до миллионных долей секунды. Например, взрыв 1 кг динамита происходит в течение 0,00002 сек., взрыв 400-граммовой толовой шашки - в 0,00001 сек. Пороховой заряд винтовочного патрона весом 3,25 г при выстреле сгорает примерно за 0,0012 с. Такое чрезвычайно быстрое превращение приводит к тому, что мощность взрывчатых веществ во много раз превосходит мощность других источников энергии (гoрючих веществ), несмотря на то, что запас энергии во взрывчатых веществах зачастую меньший. Так, например, 1 кг дымного пороха — одного из самых слабых взрывчатых веществ - при условии превращения всего тепла в работу развил бы мощность около 20 млн. л. с., а 1 кг тротила — около 55 млн. л. с. Машин, способных развить такую колоссальную мощность, не существует.
|
|
|
2. Выделение большого количества тепла (экзотермичность), приводящее к созданию высокого давления в месте взрыва и, следовательно, обусловливающее способность производить механическую работу. Так, 1 литр нитроглицерина при взрыве выделяет 2400 килокалорий, развивая температуру газов до 3800 градусов. При сгорании порохового заряд винтовочного патрона выделяется около 3 килокалорий тепла и образуется около 3 литров газов, температура которых в момент выстрела равна 2400-2900 градусов. Газы сгоревшего винтовочного пороха, будучи сильно нагретыми, оказывают высокое давление (до 2900 кг/см2 ) и выбрасывают пулю из канала ствола со скоростью свыше 800 м/с.
3. Наличие большого количества газообразных продуктов взрыва. Благодаря высокой температуре газов и способности их к расширению тепловая энергия превращается в механическую работу. О количестве выделяемых при взрыве газообразных продуктов можно судить по следующим цифрам: 1 л пироксилина дает при взрыве 994 л газообразных продуктов, 1 л тротила — 1104 л, т. е. в среднем 1 л взрывчатого вещества при взрыве дает 1000 л газообразных продуктов.
|
|
|
Скорость взрывчатого превращения зависит от:
- состава взрывчатого вещества;
- способа возбуждения взрыва (механический, термический, электрический);
- условий взрыва (количество взрывчатого вещества, давление, температура).
В зависимости от скорости процесса взрывчатые превращения могут происходить в двух основных формах: горение и детонация.
Горение - процесс превращения взрывчатого вещества, протекающий со скоростью нескольких метров в секунду и сопровождающийся, быстрым нарастанием давления газов, в результате чего происходит метание или разбрасывание окружающих тел. Скорость горения взрывчатого вещества прямо пропорциональна давлению.
На открытом воздухе процесс горения происходит без значительного звукового эффекта. В закрытом объеме скорость увеличивается и процесс сопровождается резким звуком; горение характеризуется постепенным нарастанием давления газов и способностью их производить механическую работу по перемещению и метанию предметов в сторону наименьшего сопротивления. Таким процессом является выстрел.
|
|
|
Детонация протекает со скоростью, достигающей нескольких тысяч метров в секунду. Она характеризуется резким скачком давления в месте взрыва, в результате чего образующиеся газы производят работу по разрушению, раскалыванию, дроблению окружающих предметов.
Процесс горения пороха
При воздействии на пороховое зерно внешнего (теплового) импульса оно начинает гореть. Процесс горения пороха разделяют на три фазы: зажжение, воспламенение и собственно горение.
СЛАЙД № 2
Зажжение - начало разложения порохового зерна в одной или нескольких точках под воздействием внешнего импульса. Для зажжения боевого заряда таким внешним импульсом является действие раскаленных газов, образующихся при воспламенении ударного состава капсюля (иницифрующего взрывчатого вещества) от удара бойка.
Воспламенение - распространение пламени по поверхности порохового зерна.
Воспламенение протекает с различной скоростью в зависимости от свойств пороха и внешнего давления. При нормальном атмосферном давлении скорость воспламенения дымного пороха 1 - 3 м/сек, при повышении давления она возрастает в несколько раз. Бездымный порох на открытом воздухе воспламеняется очень медленно, со скоростью 2 - 5 м/сек, однако при повышении давления скорость воспламенения бездымного пороха резко увеличивается, уже при давлении 10 - 20 кг/см2 скорость его воспламенения можно считать мгновенной.
|
|
|
Для обеспечения одновременного воспламенения всего порохового заряда необходимо, чтобы давление внутри гильзы, созданное воспламенением ударного состава капсюля, превышало 20 кг/см2, что и осуществлено в боевых патронах. При неодновременном воспламенении всех зерен порохового заряда может произойти затяжной выстрел. Кроме того, часть пороха может вообще не сгореть до момента вылета снаряда из канала ствола; эта часть пороха, следовательно, не примет участия в сообщении снаряду энергии, вследствие чего уменьшится начальная скорость снаряда, и дальность его полета будет меньше.
Собственно горение - распространение реакции разложения в глубь порохового зерна перпендикулярно к его поверхности. Следовательно, скорость горения определяется изменением наименьшего размера (толщины) порохового зерна в единицу времени.
Скорость горения пороха является очень важной баллистической характеристикой. Опытным путем установлено, что скорость горения пороха зависит от:
- его состава;
- плотности порохового вещества;
- внешнего давления;
- температуры;
- влажности пороха.
Рассмотрим влияние указанных факторов на скорость горения пороха.
Состав пороха. Порох различного состава при прочих одинаковых условиях обладает различной скоростью горения. Так, пороха с большим содержанием пироксилина № 1 или нитроглицерина гoрят быстрее, пороха с большим содержанием пироксилина № 2 горят медленнее. При необходимости уменьшить скорость горения пороха в его состав вводятся флегматизаторы (камфора, вазелин); чем больше флегматизатора в порохе, тем меньше скорость eгo горения.
Плотность порохового вещества. Чем больше плотность порохового зерна, тем меньше скорость его горения. Для получения быстрогорящих порохов зерна делают пористыми; чем больше пор, тем легче пламя проникает в глубь зерна, тем быстрее горит порох. Плотность (удельный вес) современных бездымных порохов составляет 1,56 - 1,63 кг/дм3.
Внешнее давление. С повышением давления в окружающей среде скорость горения пороха увеличивается. Так, на открытом воздухе дымный порох горит со скоростью около 10 мм/сек, а с увеличением давления скорость горения его резко возрастает; скорость горения бездымного пороха на открытом воздухе 0,8 - 1,5 мм/сек, а в закрытом объеме уже при давлении 500 кг/см2 достигает 50 мм/сек и далее увеличивается прямо пропорционально увеличению давления. При выстреле, следовательно, горение заряда будет происходить с очень большой скоростью.
Давление пороховых газов связано с плотностью заряжания.
Плотностью заряжания ∆ называется отношение веса порохового заряда щ к объему зарядной каморы W (гильзы при вставленной пуле):
∆ = щ: W
Для стрелкового оружия плотность заряжания ∆ = 0,80 - 0,90 кг/дм3.
Изменение плотности заряжания для каждого вида оружия допускается в очень небольших пределах. При увеличении плотности заряжания образовавшиеся газы создают большее давление, благодаря чему скорость горения пороха увеличивается. Чрезмерное увеличение плотности заряжания может вызвать скачок давления, приводящий к раздутию или разрыву ствола. Поэтому, во избежание несчастных случаев, при стрельбе из стрелкового оружия нельзя использовать патроны с слишком глубоко посаженными пулями.
Уменьшение плотности заряжания приводит к замедлению горения пороха.
Температура пороха. Чем выше температура порохового заряда, тем скорость горения пороха больше, так как уменьшается расход тепла на нагревание пороха и сама реакция разложения протекает интенсивнее. Соответственно, чем ниже температура заряда, тем скорость его горения будет меньше. Поэтому необходимо, чтобы перед стрельбой боеприпасы находились в одинаковых температурных условиях, так как различие в температуре зарядов, обусловливая различную скорость горения пороха, а следовательно, и различную начальную скорость снарядов, приводит к увеличению рассеивания, т. е. к ухудшению меткости стрельбы.
Влажность пороха. Чем влажность выше, тем порох горит медленнее, так как часть тепловой энергии используется для превращения воды в пар. При значительной влажности порох вообще теряет свои взрывные свойства. Поэтому необходимо тщательно предохранять боевые заряды от сырости. Особенно это относится к дополнительным зарядам к 82-мм мине.
Количество пороховых газов, выделяемых при горении пороха, и быстрота газообразования зависят от формы и размеров зерен пороха.
СЛАЙД № 3
а) Пороха дегрессивной формы - такие пороха, поверхность зерен которых по мере их сгорания все время уменьшается. Приток газов в единицу времени у таких порохов уменьшается по мере сгорания зерен. Вначале они дают скачок давления, затем оно быстро падает по мере продвижения снаряда по каналу ствола. К ним относятся пороха, зерна которых имеют форму куба, пластинки, ленты (см. рис. 8).
б) Пороха с постоянной поверхностью горения - такие пороха, поверхность зерен которых при горении остается постоянной, а следовательно, и приток газов в единицу времени не изменяется. К ним относятся пороха, имеющие зерна в форме трубки с одним каналом. Горение происходит одновременно по внешней и внутренней поверхности трубки. Внешняя поверхность уменьшается, а внутренняя увеличивается. Общая поверхность остается почти неизменной.
в) Пороха прогрессивной формы - такие пороха, поверхность зерен которых при горении увеличивается. К ним относятся пороха, имеющие зерна, например, в форме семиканальной трубки. При горении такого зерна поверхность каналов увеличивается, что и создает общее увеличение поверхности порохового зерна. А это приводит и к увеличению притока газов в единицу времени. Но увеличение горящей поверхности происходит только до момента распада порохового зерна, после чего образовавшиеся призмочки догорают, как порох дегрессивной формы.
Прогрессивность горения может быть достигнута также бронированием внешней поверхности зерен пороха, т. е. покрытием их специальными составами, препятствующими воспламенению с внешней поверхности. Применение прогрессивных порохов, дающих с течением времени все больший приток газов, обеспечивает наиболее равномерное давление в канале ствола.
Применение порохов той или иной формы зависит от вида огнестрельного оружия и его конструктивных особенностей. Форма порохов, применяемых для стрелкового оружия, в большой мере зависит от длины ствола;
- для длинноствольного оружия (карабин, пулемет) применяется флегматизированный пироксилиновый порох, зерна которого имеют форму трубки с одним каналом;
- для короткоствольного оружия (пистолеты) - пироксилиновый порох, имеюший зерна в форме тонкой пластинки, при применении такого пороха обеспечивается быстрое его сгорание и резкое нарастание давления;
- для 82-мм минометов применяются пластинчатые нитроглицериновые пороха.
Прочность и живучесть ствола
Во время выстрела образуется очень большое давление пороховых газов на стенки ствола, которые должны выдерживать это давление, не подвергаясь раздутию или разрыву. Так как давление на стенки ствола может в известных пределах колебаться, а иногда под влиянием внешних условий может значительно увеличиться, ствол должен иметь определенный запас прочности. Под запасом прочности понимается отношение предельно допустимого давления в данном сечении ствола к расчетному или найденному опытом давлению пороховых газов в этом же сечении. Обычно устанавливается запас прочности, равный 1,5 - 2 в данном сечении. Поэтому в казенной часть ствола, где давление больше, стенки ствола более толстые. Однако толщина стенок ствола определяется не только величиной давления пороховых газов; имеет значение также и сопротивление ствола изгибу при случайных ударах, поэтому стенки ствола утолщаются и в дульной части.
Если давление пороховых газов находится в пределах величины, на которую рассчитана прочность ствола, то ствол подвергается только упругим деформациям, т. е. при воздействии давления ствол расширяется по окружности, а при прекращении давления принимает свои первоначальные размеры. Если давление пороховых газов почему-либо превысит величину, на которую рассчитана прочность ствола, то ствол может получить остаточную деформацию, т. е. расширение ствола по окружности может остаться и после прекращения давления. Такое явление называется раздутием ствола. В большинстве случаев раздутие получается при попадании в ствол посторонних предметов (пакля, тряпка, песок, земля и пр.). Пуля, натыкаясь на посторонний предмет, замедляет свое движение. Газы, следующие за пулей, при замедлении движения пули отталкиваются от ее дна и получают обратное движение. При столкновении газов, движущихся в противоположных направлениях, создается скачок давления, превосходящий величину, на которую рассчитана прочность ствола; происходит раздутие ствола, а иногда и разрыв его.
Кроме того, в процессе работы ствол подвергается износу. Все причины, вызывающие износ ствола, можно разбить на три основные группы:
1. Причины механического характера. Происходящее периодически расширение канала ствола и возвращение его к первоначальному размеру изменяет механические качества металла, на поверхности канала образуется сетка из неглубоких трещин, которые с увеличением числа выстрелов захватывают все большую поверхность. При врезании пули в нарезы вследствие большого трения происходит износ пульного входа. Движение пули по каналу ствола вызывает выкрашивание металла в трещинах. Струя истекающих пороховых газов оказывает на дульную часть ствола такое же действие, как и врезающаяся пуля на пульный вход.
2. Причины термического характера. Высокая температура пороховых газов (почти вдвое превышающая температуру плавления стали) в силу очень короткого времени действия вызывает лишь частичное оплавление поверхности стенок канала ствола. Частицы оплавленного металла выносятся из канала струей пороховых газов. Кроме того, вследствие быстрого и резкого изменения температуры также происходит расширение и сжатие ствола, что ведет к углублению образовавшихся трещин.
3. Причины химического характера. Большое влияние на износ ствола оказывает образующийся при выстреле нагар. Количество нагара в стволе зависит от числа выстрелов и качественного состояния ствола. Чем больше произведено выстрелов и чем хуже состояние ствола, тем больше нагара остается. Это видно из таблицы на основании произведенных испытаний
СЛАЙД № 4
| Количество выстрелов | Количество нагара, мг | |
| в стволе, не пораженном сыпью | в стволе, пораженном сыпью | |
| 10 | 39,9 | 56,8 |
| 25 | 48,0 | 100,4 |
| 100 | 60,0 | 178,3 |
Нагар состоит из растворимых (12 – 25 %) и нерастворимых (88 – 75 %) веществ. Растворимые вещества представляют собой соли, образующиеся при сгорании ударного состава капсюля, в основном хлористый калий. Нерастворимые вещества: томпак, сорванный с оболочки пули; свинец, выплавленный из дна пули; олово от расплавленной фольги, прикрывающей ударный состав капсюля; медь и латунь от гильзы; железо, сорванное с пули; зола, образовавшаяся при сгорании порохового заряда. Растворимые соли поглощают влагу из воздуха. Образующийся раствор вызывает ржавление. Таким образом, ржавление происходит главным образом в результате действия продуктов разложения ударного состава капсюля. Кроме того, медь, латунь, томпак в присутствии солей образуют с железом гальванический элемент, в результате чего ржавление усиливается и в стволе образуются раковины. Наличие в стволе трещин в свою очередь усиливает процесс ржавления.
Все эти причины вызывают изменение поверхности канала ствола и приводят к расширению канала, особенно в дульной части и у пульного входа, следствием чего является плохое центрование пули в стволе и понижение начальной скорости. А это приводит к значительному увеличению рассеивания, неправильности полета пули и уменьшению дальности.
Если при стрельбе из данного ствола получается потеря 10 % скорости пули, то ствол считается непригодным к дальнейшей стрельбе.
В практике признаком такого износа ствола является срыв пуль с нарезов или рассеивание пуль, превышающее нормы, установленные правилами проверки боя оружия.
Количеством выстрелов, после которого ствол приходит в полную негодность, определяется живучесть ствола.Живучесть винтовочного ствола - 10 - 12 тысяч выстрелов, хромированного - до 30 тысяч выстрелов.
В автоматическом оружии, из которого ведется длительная напряженная стрельба, необходимо время от времени охлаждать ствол. Для этой цели к пулеметам прилагаются запасные стволы, причем оружие конструируется так, чтобы ствол можно было легко сменить. В автоматическом оружии, предназначенном для ведения интенсивного огня, стволы делают массивными в целях обеспечения более медленного повышения температуры стенок ствола при стрельбе, увеличивают поверхность (например, делают ствол ребристым) для лучшей теплоотдачи во внешнюю среду, а также применяют специальное охлаждение.
Увеличения живучести стволов можно достигнуть:
- в производстве – тщательной обработкой поверхности стенок канала ствола, изготовлением стволов из высококачественного металла, хромированием с целью увеличения твердости поверхности канала ствола, применением порохов с меньшей температурой го- рения; применением неоржавляющего ударного состава капсюля;
- в эксплуатации – соблюдением правильного режима стрельбы, тщательным уходом за оружием, устранением причин, вызывающих раздутие ствола, своевременной и правильной чисткой и смазкой оружия.
Чистка имеет целью удаление нагара из канала ствола. Так как основной причиной ржавления является наличие в стволе растворимых солей, чистка оружия должна производиться немедленно после стрельбы, иначе появление ржавчины неизбежно. В крайнем случае, если условия таковы, что вычистить оружие сразу же после стрельбы нельзя, необходимо ствол смазать, чтобы не допустить проникновения воды кповерхности канала ствола.
Чистка стволов производится щелочным составом до полного удаления нагара. Для очистки от нерастворимых веществ применяется жесткий щетинный ершик, которым нагар разрыхляется; после этого канал ствола очищается паклей. Если ствол покрылся влагой (отпотел) при внесении его с холода в теплое помещение, то нельзя ждать, пока капли влаги высохнут, так как в это время происходит образование соляных растворов, - чистку надо начинать немедленно. После чистки ствол протирается насухо и затем слегка смазывается. При правильном уходе за стволом можно избежать ржавления, а следовательно, и образования сыпи и раковин.
Начальная скорость пули
Величина начальной скорости - одна из основных баллистических характеристик оружия. При увеличении начальной скорости увеличивается дальность полета пули, действительность огня, пробивная и убойная сила снаряда.
Величина начальной скорости зависит от многих факторов. Основными из них являются следующие:
1. Вес снаряда. С увеличением веса снаряда при одном и том же заряде величина начальной скорости уменьшается, а с уменьшением веса снаряда увеличивается.
Например, легкая пуля обр. 1908 г. весит 9,6 г и получает начальную скорость v 0 = 865 м/сек при весе заряда 3,25 г; бронебойная пуля весом 10,6 г при том же весе заряда получает начальную скорость v 0 = 810 м/сек.
2. Вес заряда. С увеличением веса заряда при одном и том же весе снаряда начальная скорость увеличивается. Так, при стрельбе из минометов начальная скорость мины изменяется при применении дополнительных зарядов.
3. Длина канала ствола. С увеличением длины канала ствола начальная скорость увеличивается, так как снаряд большее время подвергается действию давления газов. Однако возрастание начальной скорости с увеличением длины канала ствола происходит до определенных пределов. При очень большой длине ствола может оказаться, что сила действия пороховых газов на снаряд станет меньше силы сопротивления движению снаряда в канале ствола; в этом случае скорость снаряда начнет уменьшаться.
4. Скорость горения пороха. Чем больше скорость горения пороха, тем быстрее возрастает давление газов на снаряд, и, следовательно, вначале скорость движения снаряда в канале ствола растет быстрее. Максимальное давление для быстро горящего пороха больше и наступает раньше, чем для медленно горящего пороха. Но при применении медленно горящего пороха падение давления после максимального происходит медленнее, поэтому для оружия сдлинным стволом медленно горящий порох может дать большую начальную скорость, чем быстро горящий. Быстро горящий порох выгоден для оружия с коротким стволом (пистолеты, пистолеты-пулеметы).
Движение пули в воздухе
При полете пули в воздухе на него оказывает действие, кроме силы тяжести, и сила сопротивления воздуха. Действие этой силы весьма значительно, особенно для пуль, имеющих небольшую массу и большую скорость полета. Достаточно указать, что сила сопротивления воздуха, действующая на пулю обр. 1908 г. при скорости 865 м/сек, в 83 раза больше силы тяжести.
Сопротивление воздуха
Сопротивление воздуха полету пули вызывается тремя основными факторами:
- образованием пограничного слоя;
- отрывом пограничного слоя с образованием завихрений;
- образованием баллистической волны.
Каждый из этих факторов проявляется либо в результате разности давления воздуха на головную и донную части снаряда, либо в результате трения воздуха о снаряд.
СЛАЙД № 5
1. Образование пограничного слоя. Воздух обладает свойством вязкости, которое обусловливается наличием внутреннего сцепления частиц. При движении пули частицы воздуха, непосредственно примыкающие к ней, вследствие сцепления с его поверхностью движутся со скоростью пули. Следующий слой частиц воздуха вследствие внутреннего сцепления также приходит в движение, но уже с несколько меньшей скоростью. Движение этого слоя передается следующему, и так до тех пор, пока скорость частиц воздуха не станет равной нулю. Образуется так называемый пограничный слой - слой воздуха, непосредственно примыкающий к поверхности пули, в котором движение частиц изменяется от скорости пули до нуля. На образование пограничного слоя, т. е. на приведение в движение частиц воздуха, используется часть энергии пули, что приводит к уменьшению скорости ее полета.
2. Отрыв пограничного слоя и образование завихрений. Отрыв пограничного слоя наблюдается у донной части пули за максимальным поперечным сечением. За донной частью снаряда образуется разреженное пространство, куда устремляются частицы воздуха, создавая вихревое движение. Вследствие образования разреженного пространства давление на головную часть пули больше, чем на донную ее часть (давление на головную часть пули больше атмосферного, а на донную примерно равно 1/3, 1/4 атм). Следовательно, пуля расходует часть своей энергии на преодоление силы, образующейся в результате разности давлений на головную и донную части пули, и на вихреобразование, что также приводит к уменьшению скорости пули.
3. Образование баллистической волны. При движении пули перед ней образуется уплотнение воздуха. В зависимости от скорости движения пули это уплотнение или не оказывает дополнительного сопротивления движению пуле, или создает так называемую баллистическую волну. Для выяснения сущности баллистической волны представим пулю в виде движущейся материальной точки. Из физики известно, что уплотнения воздуха, образующиеся при движении материальной точки, распространяются по сфере со скоростью звука (при температуре воздуха +15° и скорости звука - а = 340,8 м/сек).
При этом, если скорость полета пули меньше скорости звука, то образующиеся уплотнения воздуха обгоняют движущуюся пулю, находятся все время впереди нее и поэтому не оказывают дополнительного сопротивления движению пуле. Если скорость полета пули больше скорости звука, то образуется зона возмущений в виде конической обертывающей, имеющей протяжение по глубине; эта коническая обертывающая называется головной, или баллистической волной.
Таким образом,баллистическая волна, представляет собой скачок уплотнений, а следовательно, имеет место и скачок давления. По имеющимся данным, для снарядов, обладающих скоростью 600 - 900 м/сек, скачок давления составляет 5 - 9 атм. Образование баллистической волны является основным фактором, вызывающим сопротивление воздуха пуле, движущемуся со скоростью, большей скорости звука.
Суммарная сила сопротивления, образующаяся при действии указанных факторов, и есть сила сопротивления воздуха.
Величина силы сопротивления воздуха зависит от:
- формы пули;
- ее калибра;
- плотности воздуха;
- скорости пули.
Рассмотрим влияние каждого из указанных факторов.
1. Форма пули. В зависимости от условий полета снаряда в воздухе наиболее угодной формой является:
для сверхзвуковых скоростей, когда основное сопротивление оказывает баллистическая волна, - пуля остроконечной головной частью длиной до 3,5 калибра и с небольшой конусностью в донной части для уменьшения завихрений;
для дозвуковых скоростей, когда баллистическая волна не образуется и основное сопротивление оказывает образование завихрений, - пуля с удлиненной и заостренной донной частью и тупой головой частью.
2. Калибр снаряда d. Сила сопротивления воздуха изменяется прямо пропорционально квадрату калибра снаряда. Это значит, что если калибр увеличить вдвое, сохраняя форму пули, то в аналогичных условиях сила сопротивления воздуха возрастет в четыре раза.
3. Плотность воздуха Чем меньше плотность воздуха, тем меньше и величина силы сопротивления воздуха, действующей на пулю.
4. Скорость пули. Чем больше скорость пули, тем больше сила сопротивления воздуха. Как только скорость пули превзойдет скорость звука, сопротивление резко возрастет, т. е. сказывается образование баллистической волны.
Влияние метеорологических условий на полет пули
Плотность воздуха
Чем меньше плотность воздуха, тем больше дальность полета пули, чем больше плотность воздуха, тем дальность полета пули меньше.
Плотность воздуха зависит от трех факторов: от температуры, атмосферного давления и влажности.
Температура воздуха есть степень его нагретости. Воздух нагревается от земли, которая в свою очередь нагревается солнечными лучами, проникающими сквозь атмосферу; непосредственное нагревание воздуха солнечными лучами весьма незначительно.
С повышением температуры воздух расширяется. Следовательно, в одном и том же объеме при увеличении температуры количество воздуха уменьшается. Отсюда, чем больше температура, тем меньше плотность воздуха, и, наоборот, чем меньше температура, тем плотность воздуха больше.
Атмосферное давление есть вес атмосферы, приходящейся на единицу поверхности.
Чем больше атмосферное давление, тем большее количество воздуха будет находиться в одном и том же объеме, а следовательно, увеличится плотность воздуха; чем меньше атмосферное давление, тем плотность воздуха меньше.
Влажность воздуха характеризуется содержанием в нем водяных паров. За меру измерения влажности воздуха принимают величину, называемую абсолютной влажностью. Абсолютной влажностью называется давление водяных паров, находящихся в воздухе (точнее - упругость водяных паров, а не давление, но так как эти величины количественно равны, мы пользуемся более понятным обозначением). Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяных паров. Если, например, атмосферное давление воздуха 740 мм рт. ст., а на сухой воздух приходится 734 мм, то разность 6 мм (740 - 734) и есть абсолютная влажность воздуха. Но количество водяных паров в воздухе не может увеличиваться бесконечно, так как при определенной концентрации водяных паров они начинают превращаться в капли воды. Такое количество водяных паров называется насыщающим, а абсолютная влажность, соответствующая пределу насыщения, называется максимальной. Величина максимальной абсолютной влажности неодинакова для различных температур. При влажном воздухе часть его объема вместо сухого воздуха занимают пары воды. Между тем плотность водяных паров меньше плотности воздуха: если плотность воздуха принять за 1, то плотность водяных паров 0,62. Поэтому с увеличением влажности воздуха плотность его уменьшается и, наоборот, с уменьшением влажности воздуха плотность его увеличивается. Влажность воздуха зависит от количества водяных паров, содержащихся в воздухе, а не от количества воды. Поэтому туман, дождь я т. д. к рассматриваемому вопросу отношения не имеют.
В стрелково-артиллерийских расчетах обычно применяется не абсолютная, а относительная влажность. Относительной влажностью называется отношение количества водяных паров, содержащихся в воздухе, к наибольшему количеству водяных паров, которое может содержаться в воздухе при данной температуре. Например, если в данный момент при температуре +15° абсолютная влажность 6,4 мм, а максимальная абсолютная влажность для этой температуры 12,8 мм (берется из таблицы), то относительная влажность равна:
6,4 : 12,8 = 0,5 , или 50 %.
Но это не значит, что 50 % всего воздуха составляют водяные пары. Это значит, что в воздухе находится 50 % водяных паров по отношению к количеству водяных паров, насыщающих воздух.
За нормальные метеорологические условия в стрелковой практике принимаются: температура t0N = 15° С, атмосферное давление h0N = 750 мм рт. ст., относительная влажность е1 : е = 50 %. При этих условиях нормальная плотность воздуха составляет 1,206 кг/мз.
Изменение влажности воздуха практически не оказывает влияния на изменение дальности полета снаряда, поэтому при стрельбе не учитывается.
Влияние изменения атмосферного давления на дальность полета снаряда в обычных условиях стрельбы также незначительно, поэтому учитывается только при стрельбе в горах.
Основным фактором, влияющим на величину плотности воздуха и, следовательно, на дальность полета пули, является изменение температуры воздуха. Поправки дальности в, зависимости от изменения температуры воздуха и атмосферного давления, берутся из таблиц стрельбы.
Ветер
Влияние ветра на полет пули зависит от его скорости и направления. Скорость и направление ветра весьма изменчивы, но для определения влияния ветра на полет пули приходится допускать, что ветер на протяжении всей траектории сохраняет одинаковую скорость и направление.
Скорость ветра определяется как путь, проходимый воздухом в единицу времени, и выражается в метрах в секунду (м/сек).
В стрелковой практике различают: слабый ветер - 2 - 3 м/сек, умеренный - 4 - 6 м/сек, сильный - 8 - 12 м/сек.
Направление ветра определяется углом, под которым перемещается воздух по отношению к плоскости стрельбы. По направлению различают ветер: продольный, дующий вдоль плоскости стрельбы (продольный ветер может быть встречным, если ветер дует на стрелка, и попутным, если ветер дует от стрелка), боковой, дующий под углом 90° к плоскости стрельбы (боковой слева и боковой справа), и облический (косой), дующий под острым углом к плоскости стрельбы (например встречный слева под углом 30°, встречный справа под углом 60°, попутный слева под углом 45°, попутный справа под углом 15°).
Продольный ветер изменяет дальность полета снаряда, боковой - его направление, а облический - и дальность и направление.
Действие ветра на пулю заключается в следующем. При продольном попутном ветре направление полета пули и направление ветра совпадают; при этом скорость пули относительно воздуха уменьшается, следовательно, уменьшается и сила сопротивления воздуха, пуля теряет свою скорость медленнее, дальность полета ее увеличивается. При встречном продольном ветре происходит обратное явление, дальность полета пули уменьшается. Боковой ветер давит на боковую поверхность пули и отклоняет его в сторону от плоскости стрельбы.
СЛАЙД № 6
Явление рассеивания. При стрельбе из одного и того же оружия, при самом тщательном соблюдении точности и однообразности производства выстрелов, каждая пуля вследствие ряда случайных причин описывает свою траекторию и имеет свою точку падения (точку встречи), не совпадающую с другими, вследствие чего происходит разбрасывание пуль.
Причины рассеивания. Причины, вызывающие рассеивание пуль, могут быть сведены в три группы:
1. Причины, вызывающие разнообразие начальных скоростей;
2. Причины, вызывающие разнообразие углов бросания и направления стрельбы;
3. Причины, вызывающие разнообразие условий полета пули.
Причинами, вызывающими разнообразие начальных скоростей пуль, являются:
- разнообразие в весе пороховых зарядов и пуль, в форме и размерах пуль и гильз, в качестве пороха, плотности заряжания и т. д. как результат неточностей (допусков) при их изготовлении;
- разнообразие температур зарядов, зависящее от температуры воздуха и неодинакового времени нахождения патрона в нагретом при стрельбе стволе;
- разнообразие в степени нагрева и качественном состоянии ствола.
Эти причины ведут к колебанию в начальных скоростях, а, следовательно, и в дальностях полета пуль, т. е. приводят к рассеиванию пуль 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 оружия.
Эти причины приводят к рассеиванию пуль по боковому направлению и по дальности (высоте), оказывают наибольшее влияние на величину площади рассеивания и, в основном, зависят от выучки стреляющего.
Причинами, вызывающими разнообразие условий полета пуль, 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 сопротивления воздуха.
Эти причины приводят к увеличению рассеивания пуль по боковому направлению и по дальности (высоте) и, в основном, зависят от внешних условий стрельбы и боеприпасов.
При каждом выстреле в разном сочетании действуют все три группы причин.
Это приводит к тому, что полет каждой пули происходит по траектории, отличной от траектории других пуль. Полностью устранить 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.
Уменьшение рассеивания пульдостигается 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.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 969; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!