Деривация пули что это означает
Деривация пули: описание, особенности и интересные факты
Термин «деривация» имеет в обиходе много значений. Образован он латинским словом derivative, что означает «отведение», «отклонение». Под термином в общем понимании понимают отклонение от траектории, уход от основополагающих значений.
Деривация в военной области
Силы, действующие на пулю
Вам будет интересно: Оболочечная пуля: особенности, характеристики и виды
Пули при движении по траектории после выхода из ствола испытывают действие сил тяжести и воздушного сопротивления. Первая сила всегда направлена вниз, заставляя брошенное тело снижаться.
Сила воздушного сопротивления, постоянно воздействуя на пулю, замедляет ее поступательное движение и всегда направлена навстречу. Она делает все возможное, для того чтобы летящее тело опрокинуть, направить его головную часть назад.
Вам будет интересно: Мужской феминизм: определение и примеры из жизни
Вследствие воздействия указанных сил движение пули происходит не в соответствии с линией бросания, а по неравномерной, изогнутой кривой, находящейся ниже бросковой линии, которая называется траекторией.
Сила сопротивления воздуха обязана своим возникновением нескольким факторам, а именно: трению, завихрениям, баллистической волне.
Пуля и трение
Воздушные частицы, непосредственно соприкасающиеся с пулей (снарядом), благодаря контакту с ее поверхностью движутся вместе с ней. Следующий за первым слоем воздушных частиц слой вследствие вязкости воздушной среды тоже начинает двигаться. Однако с меньшей скоростью.
Этот слой передает движение очередному и так далее. До тех пор, пока воздушные частицы перестают испытывать воздействие, скорость их относительно летящей пули становится равной нулю. Воздушная среда, начиная от непосредственно контактирующей с пулей (снарядом) и заканчивая той, в которой скорость частиц становится равна 0, называется слоем пограничным.
Процессы в пограничном слое
Вам будет интересно: Самый дальний выстрел из снайперской винтовки: мировые рекорды
Пограничный слой, окружающий летящее тело, при достижении его дна отрывается. При этом возникает пространство разряжения. Образуется разность давлений, воздействующая на голову пули и ее дно. Этот процесс порождает силу, вектор которой направлен в противоположную движению сторону. Воздушные частицы, врываясь в разреженную область, создают области завихрения.
Баллистическая волна
В полете пуля воздействует с воздушными частицами, которые, сталкиваясь, начинают колебаться. От этого возникают воздушные уплотнения. Они образуют звуковые волны. Вследствие этого полет пули сопровождается характерным звуком. После того, как пуля начинает двигаться со скоростью, которая меньше звуковой, возникающее уплотнение опережает ее, убегая вперед, серьезного влияния на полет не оказывая.
Но при полете, в котором скорость пули или снаряда выше звуковой, волны звука набегают друг на друга, образуют уплотненную волну (баллистическую), что пулю замедляет. Расчеты показывают, на фронте давление на нее баллистической волны составляет около 8-10 атмосфер. Чтобы его преодолеть, затрачивается основная часть энергии летящего тела.
Иные факторы, влияющие на полет пули
Кроме сил воздушного сопротивления и тяжести, на пулю воздействуют: давление атмосферы, температурные значения среды, направление ветра, воздушная влажность.
Атмосферное давление на поверхности Земли неравномерно относительно уровня моря. С повышением на 100 метров оно снижается приблизительно на 10 мм ртутного столба. Вследствие этого стрельба, которая идет на высоте, осуществляется в условиях пониженной силы сопротивления и воздушной плотности. Это приводит к увеличению дальности полета.
Все указанные выше силы и факторы воздействуют на пулю под углами к ней. Их влияние направлено на то, чтобы опрокинуть движущееся тело. Поэтому для предотвращения опрокидывания пули (снаряда) в полете им придают при выходе из канала ствола вращательное движение. Оно образуется посредством наличия в стволе нарезов.
Вращающаяся пуля приобретает гироскопические свойства, которые позволяют сохранять летящему телу в пространстве свое положение. При этом пуля получает возможность оказывать сопротивление воздействию внешних сил на значительный отрезок своего пути, сохранять заданное положение оси. Однако вращающаяся в полете пуля отклоняется от прямолинейного направления движения, что вызывает деривацию.
Гироскопический эффект и эффект Магнуса
Эффектом Магнуса называется физическое явление, которое возникает при обтекании вращающейся пули потоком воздуха. Вращающееся тело создает вокруг себя вихревое движение и разности давлений, из-за чего возникает сила, имеющая векторное направление, перпендикулярное потоку воздуха.
Причины деривации и ее значение
Деривация растет относительно дистанции стрельбы непропорционально. Вместе с увеличением дальность полета пули, деривация имеет тенденцию к постепенному росту. Поэтому траектория пули, если смотреть на нее сверху, являет собой линию, у которой кривизна постоянно нарастает.
При стрельбе на расстоянии в 1 км деривация оказывает существенное влияние на отклонение пули. Так в стандартных справочниках таблица 3 пули 7,62 х 39 деривацию показывает в размере порядка 40-60 см. Однако многочисленные исследования специалистов в области баллистики приводят к выводу, что деривацию следует учитывать только на дистанциях более 300 м.
Факторы, влияющие на деривацию
Деривация подвергается влиянию определенных факторов, а именно:
В целях уменьшения эффекта деривации вращением пули в полете в настоящее время разработаны специальные пули. У них своеобразная внутренняя структура с подобранными центрами масс и тяжести.
Основы внешней баллистики, вращение пули и деривация
Основы внешней баллистики
После вылета из ствола пуля летит не по прямой, а по так называемой баллистической траектории, близкой к параболе. Иногда на малых дистанциях стрельбы отклонением траектории от прямолинейной можно пренебречь, однако на больших и предельных дистанциях стрельбы (что характерно для охоты) знание законов баллистики абсолютно необходимо.
Основы внешней баллистики, вращение пули и деривация
На пулю, вылетевшую из ствола с определенной скоростью, в полете действуют две основные силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Действие силы тяжести направлено вниз, оно заставляет пулю непрерывно снижаться. Действие силы сопротивления воздуха направлено навстречу движению пули, оно заставляет пулю непрерывно снижать скорость полета. Все это приводит к отклонению траектории вниз.
Вследствие вращения пули в полете
А теперь рассмотрим траекторию полета пули и ее элементы (см. рисунок 1).
Прямая линия, представляющая продолжение оси канала ствола до выстрела, называется линией выстрела. Прямая линия, являющаяся продолжением оси ствола при вылете из него пули, называется линией бросания. Из-за колебаний ствола его положение в момент выстрела и в момент вылета пули из ствола будет отличаться на угол вылета.
В результате действия силы тяжести и силы сопротивления воздуха пуля летит не по линии бросания, а по неравномерно изогнутой кривой, проходящей ниже линии бросания.
Рассматривая положение цели относительно стрелка, можно выделить три ситуации:
— стрелок и цель расположены на одном уровне.
— стрелок расположен ниже цели (стреляет вверх под углом).
— стрелок расположен выше цели (стреляет вниз под углом).
Прямая линия, соединяющая середину прорези целика с вершиной мушки, называется прицельной линией.
Угол, образованный линией прицеливания и линией выстрела, называется углом прицеливания. Этот угол при наводке получается путем установки прорези прицела (или мушки) по высоте, соответствующей дальности стрельбы.
Точка пересечения нисходящей ветви траектории с линией прицеливания называется точкой падения. Расстояние от точки вылета до точки падения называется прицельной дальностью. Угол между касательной к траектории в точке падения и линией прицеливания называется углом падения.
Угол места цели и угол прицеливания вместе составляют угол возвышения. При отрицательном угле места цели линия выстрела может быть направлена ниже горизонта оружия; в этом случае угол возвышения становится отрицательным и называется углом склонения.
В своем конце траектория пули пересекается либо с целью (преградой), либо с поверхностью земли. Точка пересечения траектории с целью (преградой) или поверхностью земли называется точкой встречи. От угла, под каким пуля попадает в цель (преграду) или в землю, их механических характеристик, материала пули зависит возможность рикошета. Расстояние от точки вылета до точки встречи называется действительной дальностью. Выстрел, при котором траектория не поднимается над линией прицеливания выше цели на всем протяжении прицельной дальности, называется прямым выстрелом.
При стрельбе обычно приходится вводить вертикальные поправки, если:
Горизонтальные поправки обычно приходится вводить в процессе стрельбы в ветреную погоду или при стрельбе по движущейся цели. Обычно поправки для открытых прицелов вводятся путем стрельбы с упреждением (выносом точки прицеливания вправо или влево от цели), а не подстройкой прицельных приспособлений.
Деривация по Магнусу Физические эффекты, с которыми сталкиваются сухопутные войска
Физические эффекты присутствуют в нашей жизни повсюду; иногда они заметны невооруженному глазу, а порой их можно обнаружить лишь с помощью специального оборудования. «Лента.ру» уже рассматривала наиболее интересные явления, с которыми сталкиваются военные пилоты и моряки. Теперь настала очередь сухопутных войск.
Деривация
Деривационное отклонение пули
Эффект Магнуса
Непосредственно с вращением пули или снаряда связано еще одно физическое явление, которое называется эффект Магнуса. Этот эффект проявляется при ведении огня при боковом ветре. Его особенность заключается в том, что с той стороны пули, где вращение совпадает с направлением обтекающего потока воздуха, скорость движения воздуха возрастает, а с противоположной — уменьшается. В итоге возникает разница давлений с разных сторон пули, из-за чего появляется сила, направленная перпендикулярно движению газового потока и отклоняющая боеприпас в сторону.
На практике это означает, что при боковом ветре слева пулю начинает сносить несколько вверх, и наоборот. Поскольку на небольших дистанциях эффект Магнуса заметного влияния на траекторию полета пули не оказывает, его как правило не учитывают. Однако, стрелки, подготовленные для поражения целей на значительных дистанциях, как правило пользуются специальным прибором — анемометром, измеряющим скорость ветра.
В начале января 2013 года американская компания Tracking Point представила компьютеризованный снайперский комплекс PGF, оборудованный цифровым прицелом. Комплекс работает на базе операционной системы Linux и оборудован модулем Wi-Fi. Снайперская система позволяет значительно повысить точность стрельбы за счет автоматического слежения за перемещением цели, а также учета деривации и эффекта Магнуса. При нажатии спускового крючка выстрел производится не сразу. Сначала компьютер перейдет в боевую готовность и потребует вручную скорректировать прицел. Выстрел будет произведен, когда перекрестие прицела совпадет с целью.
Акустический удар
Свисток Гальтона
Современные военные научились использовать для своих целей и другие виды звуковых колебаний. Например, не слышимый для человеческого уха ультразвук, с помощью которого можно дрессировать животных и отдавать им различные команды. Для получения ультразвука используется так называемый свисток Гальтона — акустическое устройство, которое способно генерировать звуковые колебания. Частота колебаний, как правило, составляет 170 килогерц, однако существуют и свистки, позволяющие получать инфразвук с частотой колебаний от 0,001 до 16 герц.
Конструкция свистка Гальтона может различаться. Обычно он представляет собой полый цилиндр со встроенным клином и расположенным рядом с ним акустическим резонатором. Воздушный поток в этом устройстве рассекается клином-«губой», в результате чего возникают колебания, частота которых зависит от размера «губы» и сопла. Как правило, военные кинологи используют свистки Гальтона при проведении боевых операций, когда собакам необходимо отдавать «неслышные» приказы, чтобы не выдать свое местоположение. Военные кавалеристы также иногда используют такие свистки.
Новое в блогах
Баллистика. Основы внешней баллистики
Вращение пули в полете. Деривация
Стрельба с упреждением и сопровождением
Площадь рассеивания
Пристрелка механического прицела
Пристрелка оружия
Вращение пули в полете. ДеривацияБаллистика. Основы внешней баллистики
Основы внешней баллистики
На пулю, вылетевшую из ствола с определенной скоростью, в полете действуют две основные силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Действие силы тяжести направлено вниз, оно заставляет пулю непрерывно снижаться. Действие силы сопротивления воздуха направлено навстречу движению пули, оно заставляет пулю непрерывно снижать скорость полета. Все это приводит к отклонению траектории вниз.
Рассматривая положение цели относительно стрелка, можно выделить три ситуации:
стрелок и цель расположены на одном уровне
стрелок расположен ниже цели (стреляет вверх под углом)
стрелок расположен выше цели (стреляет вниз под углом)
При стрельбе обычно приходится вводить вертикальные поправки, если:
размер цели меньше, чем обычно
дистанция стрельбы превышает дистанцию пристрелки оружия
дистанция стрельбы ближе, чем первая точка пересечения траектории с линией прицеливания (характерно для стрельбы с оптическим прицелом)
Горизонтальные поправки обычно приходится вводить в процессе стрельбы в ветреную погоду или при стрельбе по движущейся цели. Обычно поправки для открытых прицелов вводятся путем стрельбы с упреждением (выносом точки прицеливания вправо или влево от цели), а не подстройкой прицельных приспособлений.
Для Вальтера СР88 открытые прицельные приспособления расположены на 15 мм выше оси канала ствола, а для Дианы 48 оптический прицел смонтирован на 50 мм выше оси канала ствола.
Дистанция,
м
Начальная скорость
пули, м/с
Энергия пули,
Дж
Отклонение, мм
ТП = 10 м
Деривация пули что это означает
3.5. Общие сведения о внешней баллистике
Вылетев из канала ствола под действием пороховых газов, пуля движется по инерции. 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 непреравно 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.
Траекторией называется кривая линия, описываемая центром тяжести пули в полете (рис.
Рис. 11. Траектория полета пули (вид сбоку)
Сопротивление воздуха полету пули (рис. 12) вызывается тем, что воздух представляет собой упругую среду, 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.
Рис. 12. Образование силы сопротивления воздуха
Примыкающий к поверхности пули слой воздуха, в котором движение частиц изменяется от скорости пули до нуля, называется пограничным слоем. Этот слой воздуха, обтекая пулю, отрывается от 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 при полете сталкивается с частицами воздуха и заставляет их колебаться. Вследствие
этого перед пулей повышается плотность воздуха и образуются звуковые волны. Поэтому полет пули сопровождается характерным звуком. При скорости полета пули, меньшей скорости звука, образование этих волн оказывает незначительное влияние на ее полет, так как волны распростроняются быстрее скорости полета пули. 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 всех сил, образующихся вследствие влияния воздуха на полет пули, составляет силу сопротивления воздуха. Точка приложения силы сопротивления называется
Действие силы сопротивления воздуха на полет пули очень велико, оно вызывает уменьшение скорости и дальности полета пули. Величина силы сопротивления воздуха зависит от скорости полета, формы и калибра пули, 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. Чем глаже поверхность пули, тем меньше сила трения и сила сопротивления воздуха.
Под действием начальных возмущений в момент вылета пули из канала ствола между осью пули и касательной к траектории образуется угол (σ) и сила сопротивления воздуха действует не вдоль оси пули, а под углом к ней, стремясь не только замедлить движение пули, но и опрокинуть ее (рис. 13).
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.
Рис. 13.Действие силы сопротивления воздуха на полет пули: ЦТ – центр тяжести; ЦС – центр сопротивления воздуха
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 отклониться не вверх, а весьма незначительно в сторону своего вращения под прямым углом к направлению действия силы сопротивления воздуха, т. е. вправо. Как только головная часть пули отклонится вправо, изменится направление действия силы сопротивления воздуха – она стремится повернуть головную часть пули вправо и назад, но поворот головной части пули произойдет не вправо, а вниз и т. д. Так как действие силы сопротивления воздуха
непрерывно, а направление ее относительно пули меняется с каждым отклонением оси пули, то головная часть пули описывает окружность, а ее ось – конус с вершиной в центре тяжести.
Происходит так называемое медленное коническое, или прецессионное, движение, и пуля летит головной частью вперед, т. е. как бы следит за изменением кривизны траектории (рис. 14).
Рис. 14. Медленное коническое движение пули
Пуля с потоком воздуха сталкивается больше нижней частью, и ось медленного конического движения отклоняется в сторону вращения (вправо при правой нарезке ствола). Отклонение пули от плоскости стрельбы в сторону ее вращения называется деривацией (рис. 15).
Рис. 15. Деривация (вид траектории сбоку)