Баллистика
Баллистика — это область механики, занимающаяся запуском, поведением в полете и ударными эффектами снарядов , особенно боеприпасов дальнего боя , таких как пули , неуправляемые бомбы , ракеты и т.п.; наука или искусство проектирования и ускорения снарядов для достижения желаемых характеристик.
Баллистическое тело — это свободно движущееся тело с импульсом , на которое могут действовать такие силы, как силы, оказываемые сжатыми газами из ствола орудия или метательного сопла , нормальная сила, возникающая при нарезах , а также сила тяжести и сопротивление воздуха во время полета.
Баллистическая ракета — это ракета , которая управляется только на относительно коротком начальном этапе полета с двигателем, а траектория в дальнейшем регулируется законами классической механики ; в отличие (например) от крылатой ракеты , которая по аэродинамическому принципу в полете с двигателем управляется , как самолет .
История и предыстория [ править ]
 | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( сентябрь 2021 г. ) |
Самыми ранними известными баллистическими снарядами были камни и копья. [1] [2] и метательная палка .
Самые старые свидетельства о снарядах с каменными наконечниками, которые могли приводиться в движение луком, а могли и не приводиться в движение (ср. атлатль ), датируются ок. 280 000 лет назад были найдены в Эфиопии (современная Восточная Африка). [3] Самые старые свидетельства использования луков для стрельбы стрелами датируются примерно 10 000 лет назад; он основан на стрелах из соснового дерева, найденных в долине Аренсбург к северу от Гамбурга . На основании у них были неглубокие бороздки, указывающие на то, что ими стреляли из лука. [4] Самому старому луку, найденному на сегодняшний день, около 8000 лет, он был найден в болоте Холмегорд в Дании.
Стрельба из лука, похоже, пришла в Америку вместе с арктической традицией использования небольших инструментов около 4500 лет назад.
Первые устройства, идентифицированные как оружие, появились в Китае около 1000 года нашей эры, а к 12 веку технология распространилась по остальной Азии, а к 13 веку - в Европе. [5]
После тысячелетий эмпирического развития дисциплина баллистика была первоначально изучена и развита итальянским математиком Никколо Тартальей в 1531 году. [6] [7] хотя он продолжал использовать отрезки прямолинейного движения, условности, установленные греческим философом Аристотелем и Альбертом Саксонским , но с тем новаторством, что он соединял прямые линии дугой окружности. Галилей установил принцип сложного движения в 1638 году. [8] используя этот принцип для получения параболической формы баллистической траектории. [9] Баллистика была положена на прочную научную и математическую основу Исааком Ньютоном с публикацией Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica в 1687 году. Это дало математические законы движения и гравитации, которые впервые позволили успешно предсказывать траектории. [ нужна ссылка ]
Слово баллистика происходит от греческого βάλλειν ballein , что означает «бросить».
Projectiles[editснаряды
Снаряд — это любой объект, спроецированный в пространство (пустое или нет) под действием силы . Хотя любой объект, движущийся в пространстве (например, брошенный бейсбольный мяч ), является снарядом, этот термин чаще всего относится к оружию дальнего боя . [10] [11] Математические уравнения движения используются для анализа траектории снаряда . [ нужна ссылка ]
Примеры снарядов включают шары , стрелы , пули , артиллерийские снаряды , бескрылые ракеты и т. д. [ нужна ссылка ]
Пусковые установки для снарядов [ править ]
| Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( сентябрь 2021 г. ) |
Бросок [ править ]
Метание – это запуск снаряда рукой. Хотя некоторые другие животные умеют бросать, люди являются необычайно хорошими метателями благодаря своей высокой ловкости и хорошей способности рассчитывать время, и считается, что это развитая черта. Свидетельства человеческого метания датируются 2 миллионами лет назад. [13] Скорость метания 90 миль в час, наблюдаемая у многих спортсменов, намного превышает скорость, с которой шимпанзе могут бросать предметы, которая составляет около 20 миль в час. [13] Эта способность отражает способность плеч мышц и сухожилий человека сохранять эластичность до тех пор, пока она не понадобится для перемещения объекта. [13]
Слинг [ править ]
Праща — это метательное оружие, которое обычно используется для метания тупых снарядов, таких как камень, глина или свинцовая « праща-пуля ».
У стропа есть небольшая подставка или мешочек посередине двух отрезков шнура. Камень для пращи помещается в мешочек. Средний или большой палец продевают в петлю на конце одного шнура, а язычок на конце другого шнура помещают между большим и указательным пальцами. Ремень поворачивается по дуге, и в определенный момент язычок отпускается. Это освобождает снаряд для полета к цели.
Лук [ править ]
Лук — это гибкий кусок материала, который стреляет аэродинамическими снарядами, называемыми стрелами . Стрела, возможно, является первым смертоносным снарядом, когда-либо описанным при обсуждении баллистики. Веревка соединяет два конца, и когда веревка натягивается назад, концы палки сгибаются. Когда тетива отпускается, потенциальная энергия согнутой палки преобразуется в скорость стрелы. [14] Стрельба из лука – это искусство или спорт стрельбы из лука. [15]
Катапульта [ править ]
Катапульта — это устройство, используемое для запуска снаряда на большое расстояние без помощи взрывных устройств, в частности различных типов древних и средневековых осадных машин . [16] Катапульта использовалась с древних времен, поскольку зарекомендовала себя как один из самых эффективных механизмов во время войны. Слово «катапульта» происходит от латинского catapulta , которое, в свою очередь, происходит от греческого καταπέλτης ( katapeltēs ), само по себе от κατά ( ката ), «против» [17] и πάλλω ( палло ), «подбрасывать, швырять». [18] [19] Катапульты были изобретены древними греками . [20] [21]
Пистолет [ править ]
Пистолет обычно представляет собой трубчатое оружие или другое устройство, предназначенное для стрельбы снарядами или другим материалом. [22] Снаряд может быть твердым, жидким, газовым или энергетическим и может быть свободным, как пули и артиллерийские снаряды, или пленным, как в случае с электрошоковыми зондами и китобойными гарпунами . Средства метания различаются в зависимости от конструкции, но обычно они производятся под действием давления газа, либо создаваемого в результате быстрого сгорания пороха , либо сжимаемого и сохраняемого механическими средствами, воздействующими на снаряд внутри трубки с открытым концом наподобие поршень. Удерживаемый газ ускоряет подвижный снаряд по длине трубки, придавая скорость, достаточную для поддержания движения снаряда, как только действие газа прекращается на конце трубки или дульного среза. В качестве альтернативы можно использовать ускорение за счет генерации электромагнитного поля, и в этом случае можно отказаться от трубки и заменить направляющую.
Инженера -оружейника или оружейника , применяющего научные принципы баллистики при разработке патронов , часто называют баллистиком .
Ракета [ править ]
Ракета — это ракета , космический корабль , самолет или другое транспортное средство , которое получает тягу от ракетного двигателя . Выхлопы ракетного двигателя полностью образуются из топлива, находящегося в ракете перед использованием. [23] Ракетные двигатели работают за счет действия и противодействия . Ракетные двигатели толкают ракеты вперед, просто очень быстро выбрасывая выхлопные газы назад.
Хотя ракеты сравнительно неэффективны при использовании на низких скоростях, они относительно легкие и мощные, способны создавать большие ускорения и достигать чрезвычайно высоких скоростей с разумной эффективностью. Ракеты не зависят от атмосферы и очень хорошо работают в космосе.
Ракеты для военных и развлекательных целей появились как минимум в Китае в 13 веке . [24] Значительного научного, межпланетного и промышленного использования не происходило до 20-го века, когда ракетная техника стала технологией, обеспечивающей космическую эпоху , включая высадку на Луну . Ракеты теперь используются для фейерверков , вооружения , катапультных кресел , ракет-носителей для искусственных спутников , полетов человека в космос и исследования космоса .
Химические ракеты являются наиболее распространенным типом высокоэффективных ракет, и их выхлопные газы обычно образуются в результате сгорания ракетного топлива . Химические ракеты хранят большое количество энергии в легко высвобождаемой форме и могут быть очень опасными. Однако тщательное проектирование, тестирование, изготовление и использование сводят риски к минимуму.
Подполя [ править ]
| Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( сентябрь 2021 г. ) |
Баллистика часто разбивается на следующие четыре категории: [25]
- Внутренняя баллистика - изучение процессов первоначального ускорения снарядов.
- Переходная баллистика - исследование снарядов при их переходе к полету без двигателя.
- Внешняя баллистика — исследование прохождения снаряда ( траектории ) в полете.
- Терминальная баллистика - изучение снаряда и его последствий в конце полета.
Внутренняя баллистика [ править ]
внутренняя баллистика), раздел баллистики, изучает движение снаряда Внутренняя баллистика ( также .
В оружии внутренняя баллистика охватывает время от воспламенения пороха до выхода снаряда из ствола орудия . [26] Исследование внутренней баллистики важно для конструкторов и пользователей огнестрельного оружия всех типов — от малокалиберных винтовок и пистолетов до высокотехнологичной артиллерии .
Для ракетных снарядов внутренняя баллистика охватывает период, в течение которого ракетный двигатель обеспечивает тягу. [27]
Переходная баллистика [ править ]
Переходная баллистика, также известная как промежуточная баллистика. [28] - это исследование поведения снаряда с момента выхода из дульного среза до момента выравнивания давления за снарядом, [29] так что это лежит между внутренней баллистикой и внешней баллистикой .
Внешняя баллистика [ править ]
Внешняя баллистика — раздел науки о баллистике, изучающий поведение безмоторного снаряда в полете.
Внешняя баллистика часто связана с огнестрельным оружием и имеет дело с фазой свободного полета пули после выхода из ствола оружия и до того, как она достигнет цели, поэтому она находится между переходной баллистикой и конечной баллистикой .
Однако внешняя баллистика также занимается свободным полетом ракет и других снарядов, таких как шары, стрелы и т. Д.
Терминальная баллистика [ править ]
Терминальная баллистика — это изучение поведения и воздействия снаряда при попадании в цель. [30]
Терминальная баллистика актуальна как для снарядов малого калибра, так и для снарядов крупного калибра (стреляемых из артиллерии ). Исследование ударов на чрезвычайно высоких скоростях все еще является новинкой и пока в основном применяется при проектировании космических аппаратов .
Приложения [ править ]
Судебная баллистика [ править ]
Судебная баллистика включает в себя анализ пуль и их последствий для определения информации, полезной для суда или другой части правовой системы. Отдельно от баллистической информации, экспертиза следов огнестрельного оружия и инструментов (« баллистическая дактилоскопия ») включает анализ следов огнестрельного оружия, боеприпасов и инструментов, чтобы установить, использовалось ли определенное огнестрельное оружие или инструмент при совершении преступления.
Астродинамика [ править ]
Астродинамика — применение баллистики и небесной механики к практическим задачам движения ракет и других космических аппаратов . Движение этих объектов обычно рассчитывается на основе законов движения Ньютона и закона всемирного тяготения Ньютона . Это основная дисциплина проектирования и управления космическими полетами.
См. также [ править ]
- Броня
- Баллистическая проводимость (связанная с транспортом электронов )
- Баллистический предел
- Баллистическая травма
- Анализ картины пятен крови
- Возможна круговая ошибка
- Остаток огнестрельного оружия
- Гидростатический удар
- LTE Томпсон
- Микроскопы и баллистика
- Питер Белькович
- Физика огнестрельного оружия
- Движение снаряда
- Останавливающее действие
- Траектория
- Испарительный эффект
Примечания [ править ]
- ^ "Архит Тарэнтумский". Архивировано 26 декабря 2008 года в Музее машинных технологий Wayback в Салониках, Македония, Греция. Дата обращения: 6 мая 2012 года.
- ^ «Древняя история». Архивировано 5 декабря 2002 г. в Wayback Machine Automata. Проверено 6 мая 2012 г.
- ^ Чой, Чарльз (27 декабря 2013 г.). «Самые старые джавелины появились раньше современных людей и поднимают вопросы эволюции» . Нэшнл Географик . Проверено 24 апреля 2024 г.
- ^ МакИвен Э., Бергман Р., Миллер К. Ранний дизайн и конструкция лука. Scientific American, 1991, том. 264, стр. 76–82.
- ^ Хербст, Джудит (2005). История оружия . Публикации Лернера. ISBN 9780822538059 . Проверено 16 марта 2018 г. - через Google Книги.
- ^ Баллистика в семнадцатом веке: исследование взаимосвязи науки и войны со ссылкой главным образом на Англию, Архив CUP, 1952, стр. 36
- ^ Никколо Тарталья, Nova Scientia, 1537. (трактат по артиллерийскому делу и баллистике).
- ^ Галилео Галилей, Две новые науки , Лейден, 1638, с. 249
- ^ Нолти, Дэвид Д. Галилео Освобожденный (Oxford University Press, 2018), стр. 39–63.
- ^ «Свободный словарь» . Проверено 19 мая 2010 г.
- ^ «Словарь.com» . Проверено 19 мая 2010 г.
- ^ Пепин, Мэтт (26 августа 2010 г.). «Арольдис Чепмен разгоняется до 105 миль в час» . Бостон.com. Архивировано из оригинала 31 августа 2010 года . Проверено 30 августа 2010 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Мелисса Хогенбум, « Происхождение человеческого метания раскрыто », BBC News (26 июня 2013 г.).
- ^ Патерсона Энциклопедия стрельбы из лука , стр. 27–28.
- ^ Патерсона Энциклопедия стрельбы из лука с. 17
- ^ Гурстель 2004 .
- ^ Лидделл и Скотт , т.
- ^ Лидделл и Скотт , πάλλω.
- ^ Оксфорд Дик , катапульта.
- ^ Шелленберг 2006 , стр. 14–23.
- ^ Марсден 1969 , стр. 48–64.
- ^ Словарь Чемберса, Allied Chambers - 1998, «пистолет», стр. 717
- ^ Саттон 2001 , глава 1.
- ^ Офис истории MSFC 2000 .
- ^ Корпус морской пехоты США (1996). FM 6-40 Тактика, техника и порядок действий при стрельбе из ручной артиллерии . Департамент армии.
- ^ Армия США, 1965 , стр. 1–2.
- ^ «Определение БАЛЛИСТИКИ» . www.merriam-webster.com . Проверено 16 марта 2018 г.
- ↑ Баллистика в Британской энциклопедии Online, по состоянию на 27 апреля 2009 г.
- ↑ Physics 001 The Science of Ballistics. Архивировано 22 февраля 2012 г. на Wayback Machine, по состоянию на 27 апреля 2009 г.
- ^ Руководство по терминальным баллистическим испытаниям и анализу для отдела механики проникновения - BRL
Ссылки [ править ]
- Армия США (февраль 1965 г.), Внутренняя баллистика орудий (PDF) , Справочник по инженерному проектированию: серия по баллистике, Командование материальной частью армии США, AMCP 706-150, заархивировано из оригинала (PDF) 24 сентября 2020 г.
- Гурстелл, Уильям (2004), Искусство катапульты: постройте греческую баллисту, римских онагров, английские требушеты и более древнюю артиллерию , Чикаго: Chicago Review Press, ISBN 978-1-55652-526-1 , OCLC 54529037
- Лидделл, Генри Джордж; Скотт, Роберт, Греко-английский лексикон (определение), Персей, Тафтс , κατά πάλλω
- Марсден, Эрик Уильям (1969), Греческая и римская артиллерия: историческое развитие , Оксфорд: Кларендон, ISBN 978-0-19-814268-3 .
- Офис истории MSFC (2000), Ракеты в древние времена (с 100 г. до н.э. по 17 век) , Офис истории Центра космических полетов Маршалла , заархивировано из оригинала 09 июля 2009 г. , получено 9 июня 2016 г.
- «катапульта» , Словари (определение), Оксфорд, заархивировано из оригинала 7 июля 2011 г.
- Шелленберг, Ганс Михаэль (2006), «Диодор Сицилийский 14,42,1 и изобретение артиллерии в Средиземноморье» (PDF) , Frankfurt Electronic Review of Antiquity , 3 : 14–23
- Саттон, Джордж (2001), Элементы ракетной двигательной установки (7-е изд.), Чичестер: John Wiley & Sons, ISBN 978-0-471-32642-7
Внешние ссылки [ править ]
- Ассоциация экспертов по маркировке огнестрельного оружия и инструментов
- Баллистические траектории Джеффа Брайанта, Демонстрационный проект Вольфрама
- Временная шкала судебно-медицинской экспертизы огнестрельного оружия и следов инструментов
- Международное общество баллистики
- Полет пули от пороха до цели — Франклин Уэстон Манн
