Начальная скорость
Дульная скорость — это скорость снаряда ( пули , дроби , пули , шарика / дропы или снаряда ) относительно [1] дуло в момент выхода из ( ружья ствола т.е. дульного среза ). [2] Начальная скорость огнестрельного оружия варьируется от примерно 120 м/с (390 футов/с) до 370 м/с (1200 футов/с) у мушкетов с черным порохом . [3] до более 1200 м/с (3900 футов/с) [4] в современных винтовках с высокоскоростными патронами, такими как .220 Swift и .204 Ruger , вплоть до 1700 м/с (5600 футов/с). [5] для танковых орудий, стреляющих проникающими боеприпасами с кинетической энергией. Чтобы смоделировать удары орбитального мусора о космический корабль, НАСА запускает снаряды из легкогазовых пушек со скоростью до 8500 м/с (28 000 футов/с). [6] FPS (футы в секунду) и MPH (мили в час) являются наиболее распространенными американскими единицами измерения пуль.Начальная скорость пули определяется несколькими факторами, в том числе типом огнестрельного оружия, патроном и длиной ствола. [7]
Скорость снаряда [ править ]
Для снарядов, летящих без двигателя , их скорость максимальна при выходе из дульного среза и постепенно падает из-за сопротивления воздуха . Снаряды, летящие со скоростью меньше скорости звука (около 340 м/с (1100 футов/с) в сухом воздухе на уровне моря ), являются дозвуковыми , тогда как те, которые летят быстрее, являются сверхзвуковыми и, таким образом, могут преодолевать значительные расстояния и даже поражать цель раньше, чем ближайший наблюдатель слышит «хлопок» выстрела. Скорость снаряда в воздухе зависит от ряда факторов, таких как атмосферное давление , влажность , температура воздуха и скорость ветра . Начальная скорость некоторых высокоскоростных стрелкового оружия превышает скорость убегания некоторых Солнечной системы, тел таких как Плутон и Церера , а это означает, что пуля, выпущенная из такого оружия на поверхности тела, покинет его гравитационное поле; однако не известно ни одного оружия с начальной скоростью, которая могла бы преодолеть гравитацию Земли (и атмосферы), других планет или Луны.
В то время как традиционные патроны, как правило, не могут достичь лунной скорости отрыва (приблизительно 2300 м/с [7500 футов/с]) или выше из-за современных ограничений действия и пороха , снаряд массой 1 грамм (15 гран ) разгонялся до скоростей, превышающих 9000 гран. м/с (30 000 футов/с) в Национальных лабораториях Сандии в 1994 году. Пушка работала в два этапа. Сначала горящий порох использовался для приведения в движение поршня, создающего давление водорода до 10 000 атм (1,0 ГПа). Затем сжатый газ подавался во вторичный поршень, который двигался вперед в амортизирующую «подушку», передавая энергию от поршня снаряду на другой стороне подушки.
Это открытие может указывать на то, что будущие скорости снаряда, превышающие 1500 м/с (4900 футов/с), должны иметь зарядное газовое действие, передающее энергию, а не систему, в которой используются капсюль, порох и часть высвободившегося топлива. газ. Патрон .22 LR примерно в три раза превышает массу рассматриваемого снаряда. Это может быть еще одним признаком того, что будущие разработки вооружений будут проявлять больший интерес к патронам меньшего калибра, особенно из-за современных ограничений, таких как использование металла, стоимость и конструкция патрона. При параллельном сравнении с .50 BMG (43 г) титановый патрон массой 15 г (1 г) любого калибра выделял почти в 2,8 раза больше энергии, чем .50 BMG (1 г при скорости 10 000 м/с). = 50 000 джоулей), со средней потерей импульса всего 27%. В большинстве случаев смертельным для цели является энергия, а не импульс. [8]
Обычное оружие [ править ]
В обычных ружьях начальная скорость определяется количеством пороха , его качеством (с точки зрения скорости химического горения и расширения), массой снаряда и длиной ствола. Медленно горящему пороху требуется более длинный ствол, чтобы завершить горение перед отлетом, но, наоборот, можно использовать более тяжелый снаряд. Это математический компромисс. [9] Более быстрогорящее порох может разогнать более легкий снаряд до более высоких скоростей, если использовать такое же количество пороха. Внутри ружья давление газов, создаваемое в результате процесса горения, является ограничивающим фактором скорости снаряда. Следовательно, качество и количество пороха, масса снаряда и длина ствола должны быть сбалансированы для достижения безопасности и оптимизации характеристик.
Более длинные стволы дают пороховой силе больше времени для продвижения пули. [9] По этой причине более длинные стволы обычно обеспечивают более высокие скорости при прочих равных условиях. Однако по мере движения пули по каналу ствола давление пороховых газов позади нее уменьшается. При наличии достаточно длинного ствола в конечном итоге наступит точка, в которой трение между пулей и стволом и сопротивление воздуха будут равны силе давления газа позади него, и с этой точки скорость пули уменьшится.
Винтовки [ править ]
Внутри нарезных стволов вырезаны спиральные завитки, которые вращают пулю так, что она остается стабильной в полете, точно так же, как американский футбол, брошенный по спирали, будет лететь прямо и стабильно. Этот механизм известен как нарезка . Более длинные стволы дают больше возможностей повернуть пулю, прежде чем она покинет ствол. Более длинные стволы повышают общую точность оружия. Если исследовать группы выстрелов по бумажной мишени из ствола диаметром 2 дюйма (51 мм), ствола диаметром 4 дюйма (100 мм) и ствола диаметром 6 дюймов (150 мм), можно наблюдать, как более длинные стволы производят " более плотная группировка, при этом пули приземляются ближе друг к другу в цели.
Пуля, проходя через ствол, подталкивается вперед расширяющимся за ней газом. Этот газ создавался после спусковой крючок нажатия на , в результате чего ударник ударял по капсюлю , который, в свою очередь, воспламенял твердое топливо, находящееся внутри патрона с пулей , вызывая его возгорание, пока оно находилось в патроннике . Как только пуля покидает ствол, сила расширяющегося газа перестает толкать пулю вперед. [10] Когда пуля выпущена из пистолета со стволом диаметром 2 дюйма (51 мм), пуля имеет только 2-дюймовую (51 мм) «взлетно-посадочную полосу», которую нужно вращать, прежде чем она покинет ствол. Точно так же у него есть пространство всего в 2 дюйма (51 мм), в котором он может ускориться, прежде чем ему придется лететь без какой-либо дополнительной силы позади него. В некоторых случаях порох мог даже не полностью сгореть в ружьях с коротким стволом. Так, начальная скорость 2-дюймового (51-мм) ствола меньше, чем у 4-дюймового (100-мм) ствола, что меньше, чем у 6-дюймового (150-мм) ствола.
Большие военно-морские орудия будут иметь высокое соотношение длины к диаметру — от 38:1 до 50:1. Такое соотношение длин максимизирует скорость снаряда. Существует большой интерес к модернизации военно-морского вооружения за счет использования рельсотронов с электрическим приводом , стреляющих снарядами с использованием электромагнитного импульса. Они преодолевают ограничения, отмеченные выше. В этих рельсотронах обеспечивается постоянное ускорение по всей длине устройства посредством электромагнитного импульса. Это значительно увеличивает начальную скорость. Еще одним существенным преимуществом рельсотронов является отсутствие необходимости использования взрывчатого вещества. [11] В результате кораблю не нужно будет перевозить топливо, а наземной станции также не придется поддерживать его запасы. Взрывоопасное топливо, хранящееся в больших количествах, подвержено взрыву. [12] Хотя это можно смягчить с помощью мер предосторожности, [12] рельсотроны вообще исключают необходимость в таких мерах. Даже внутренние заряды снаряда могут быть устранены из-за и без того высокой скорости. Это означает, что снаряд становится строго кинетическим оружием.
Категории скорости [ править ]
Армия США определяет разные категории начальной скорости для разных классов оружия: [13]
| Оружие | Низкая скорость | Высокая скорость | Гиперскорость |
|---|---|---|---|
| Артиллерийские пушки | Менее 396 м/с (1299 футов/с) | От 910 до 1070 м/с (3000–3500 футов/с) | Более 1070 м/с (3500 футов/с) |
| Танковые пушки | - | От 470 до 1020 м/с (1550–3350 футов/с) | Более 1020 м/с (3350 футов/с) |
| Стрелковое оружие | - | От 1070 до 1520 м/с (3500–5000 футов/с) | Более 1520 м/с (5000 футов/с) |
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ https://www.thefreedictionary.com/muzzle+velocity начальная скорость. (nd) Словарь военных и связанных с ними терминов . (2005). Получено 15 февраля 2020 г. с https://www.thefreedictionary.com/muzzle+velocity .
- ^ «Дульная скорость» . Архивировано из оригинала 15 мая 2010 года . Проверено 9 июня 2011 г.
- ^ «Точность мушкетов с черным порохом» (PDF) . Проверено 9 июня 2011 г.
- ^ «Скорость пули» . Проверено 10 декабря 2013 г.
- ^ «Боеприпасы к 120-мм танковой пушке КЭ» . Архивировано из оригинала 6 января 2010 года . Проверено 9 июня 2011 г.
- ^ «Лаборатория дистанционных гиперскоростных испытаний» . Архивировано из оригинала 30 июля 2014 года . Проверено 29 июля 2014 г.
- ^ «Как быстро летит пуля?» .
- ^ Браун, Малькольм (22 марта 1994 г.). «Самая быстрая пушка на Земле: цели выходят за пределы планеты» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 23 марта 2018 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Ствол винтовки» . Проверено 9 июня 2011 г.
- ^ Мизоками, Кайл (7 марта 2018 г.). «Как работает оружие» . Проверено 28 апреля 2019 г.
- ^ «Железнодорожная забастовка» . Экономист . 9 мая 2015 года. Архивировано из оригинала 17 мая 2015 года . Проверено 28 апреля 2019 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Правительство Западной Австралии (январь 2018 г.). «Хранение взрывчатки» (PDF) . Департамент горнодобывающей промышленности, регулирования промышленности и безопасности . Проверено 28 апреля 2019 г.
- ^ «Словарь армейских терминов США» (PDF) .