Плотность сечения

Плотность сечения
Плотность сечения
	Металлический гвоздь имеет небольшую площадь поперечного сечения по сравнению с его массой, что приводит к высокой плотности сечения.
единица СИ	килограмм на квадратный метр (кг/м 2 )
Другие подразделения	килограмм на квадратный сантиметр (кг/см 2 ) ; граммы на квадратный миллиметр (г/мм 2 ) ; фунты на квадратный дюйм (фунт м /дюйм 2 )

Плотность сечения (часто сокращенно SD ) — это отношение объекта массы к его поперечного сечения площади относительно заданной оси. Он показывает, насколько хорошо распределяется масса объекта (по его форме) для преодоления сопротивления вдоль этой оси.

Плотность сечения используется в баллистике оружия . В этом контексте это отношение веса снаряда (часто в килограммах , граммах , фунтах или гранах ) к его поперечному сечению (часто в квадратных сантиметрах , квадратных миллиметрах или квадратных дюймах ) относительно оси движение. Он показывает, насколько хорошо распределяется масса объекта (по его форме) для преодоления сопротивления вдоль этой оси. Например, гвоздь может проникнуть в целевой носитель своим заостренным концом вперед с меньшей силой, чем монета той же массы, лежащая плашмя на целевом носителе.

Во время Второй мировой войны , разрушающие бункеры, снаряды Рёхлинга были разработаны немецким инженером Августом Кондерсом на основе теории увеличения плотности сечения для улучшения пробития. Снаряды Рехлинга испытывались в 1942 и 1943 годах против бельгийского форта Обен-Нёфшато. ^{[ 1 ]} и видел очень ограниченное использование во время Второй мировой войны.

Формула

В контексте общей физики плотность сечения определяется как:

SD={\frac {M}{A}}

^{[ 2 ]}

SD - плотность сечения
M - масса снаряда
А – площадь поперечного сечения

— Производная единица плотности сечения в системе СИ килограмм на квадратный метр (кг/м). ²). Тогда общая формула с единицами измерения будет выглядеть следующим образом:

SD_{{\text{kg}}/{\text{m}}^{2}}={\frac {m_{\text{kg}}}{A_{{\text{m}}^{2}}}}

где:

СД _{кг/м ²} плотность сечения в килограммах на квадратный метр
м _кг — вес предмета в килограммах
Являюсь _² площадь поперечного сечения объекта в метрах

Таблица перевода единиц

Преобразования между единицами плотности сечения
	кг/м ²	кг/см ²	г/мм ²	фунт- _м /дюйм ²
1 кг/м ² =	1	0.0001	0.001	0.001 422 334
1 кг/см ² =	10 000	1	10	14.223 343 307
1 г/мм ² =	1000	0.1	1	1.422 334 3307
1 фунт _м /дюйм ² =	703.069 579 639	0.070 306 957	0.703 069 579	1

(Значения, выделенные жирным шрифтом, являются точными.)

1 г/мм ² равно ровно 1000 кг/м ².
1 кг/см ² равно ровно 10 000 кг/м ².
Поскольку фунт и дюйм юридически определены как 0,453 592 37 кг и 0,0254 м соответственно, из этого следует, что (масса) фунтов на квадратный дюйм составляет приблизительно:
1 фунт _м /дюйм ² = 0,453 592 37 кг /(0,0254 м × 0,0254 м) ≈ 703,069 58 кг/м ²

Использование в баллистике

Плотность сечения снаряда может использоваться в двух областях баллистики . В рамках внешней баллистики , когда поперечная плотность снаряда делится на его коэффициент формы (форм-фактор на коммерческом жаргоне стрелкового оружия). ^{[ 3 ]}); снаряда это дает баллистический коэффициент . ^{[ 4 ]} Плотность сечения имеет те же (предполагаемые) единицы, что и баллистический коэффициент .

В терминальной баллистике плотность сечения снаряда является одним из определяющих факторов проникновения снаряда. Однако взаимодействие между снарядом (фрагментами) и целевой средой является сложной задачей. Исследование охотничьих пуль показывает, что, помимо плотности сечения, пробивная способность пули определяется несколькими другими параметрами. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

Если все остальные факторы равны, снаряд с наибольшей плотностью сечения проникнет глубже всего.

Метрические единицы

При работе с баллистикой с использованием единиц СИ обычно используются либо граммы на квадратный миллиметр , либо килограммы на квадратный сантиметр . Их соотношение с базовой единицей килограммов на квадратный метр показано в таблице перевода выше.

Грамм на квадратный миллиметр

Используя граммы на квадратный миллиметр (г/мм ²), тогда формула примет вид:

SD_{{\text{g}}/{\text{mm}}^{2}}={\frac {4m_{\text{g}}}{{\pi \cdot d_{\text{mm}}}^{2}}}

Где:

SD _{г/мм ²} плотность сечения в граммах на квадратные миллиметры
m _g — масса снаряда в граммах
d _мм - диаметр снаряда в миллиметрах

Например, пуля стрелкового оружия массой 10,4 грамма (160 г) и диаметром 6,70 мм (0,264 дюйма) имеет плотность сечения:

4 · 10,4 / (р · 6,7 ²) = 0,295 г/мм ²

Килограмм на квадратный сантиметр

Используя килограммы на квадратный сантиметр (кг/см ²), тогда формула примет вид:

SD_{{\text{kg}}/{\text{cm}}^{2}}={\frac {4m_{\text{kg}}}{{\pi d_{\text{cm}}}^{2}}}

Где:

SD _{кг/см ²} плотность сечения в килограммах на квадратный сантиметр
m _g — масса снаряда в граммах
d _см — диаметр снаряда в сантиметрах

Например, снаряд М107 массой 43,2 кг и диаметром корпуса 154,71 миллиметров (15,471 см) имеет плотность сечения:

4 · 43,2 / (р · 154,71 ²) = 0,230 кг/см ²

Английские единицы

В старой литературе по баллистике из англоязычных стран и по сей день наиболее часто используемой единицей измерения плотности сечения круглых сечений является (масса) фунты на квадратный дюйм (фунт· _м /дюйм). ²) Тогда формула принимает вид:

SD_{{\text{lb}}/{\text{in}}^{2}}={\frac {4m_{\text{lb}}}{{\pi \cdot d_{\text{in}}}^{2}}}={\frac {4m_{\text{gr}}}{\pi \cdot 7000\,{d_{\text{in}}}^{2}}}

^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}

SD_{\mathrm {lbs/sqin} }={\frac {4\cdot m_{\mathrm {lb} }}{{\pi \cdot d_{\mathrm {in} }}^{2}}}={\frac {4\cdot m_{\mathrm {gr} }}{\pi \cdot 7000\,{d_{\mathrm {in} }}^{2}}}

где:

SD — плотность сечения в (массовых) фунтах на квадратный дюйм.
масса снаряда:
- м _фунты в фунтах
- м _гр в зернах
d _in — диаметр снаряда в дюймах.

Определенная таким образом плотность сечения обычно представляется без единиц измерения. В Европе производная единица г/см ² также используется в литературе, посвященной снарядам стрелкового оружия, для получения числа перед десятичным разделителем. ^{[ нужна ссылка ]}

Например, пуля массой 160 гран (10,4 г) и диаметром 0,264 дюйма (6,7 мм) имеет плотность сечения ( SD ):

4·(160 г/7000) / (π·0,264 дюйма ²) = 0,418 фунт- _м /дюйм ²

В качестве другого примера упомянутый выше снаряд М107 массой 95,2 фунта (43,2 кг) и диаметром корпуса 6,0909 дюйма (154,71 мм) имеет плотность сечения:

4 · (95,24) / (p · 6,0909 ²) = 3,268 фунт- _м /дюйм ²

См. также

Баллистический коэффициент

Ссылки

^ Странные ракушки форта Нефшато (на французском языке)
^ Раневая баллистика: основы и приложения
^ Справочник Hornady по перезарядке патронов: винтовка, пистолет, том. II (1973) Hornady Manufacturing Company, четвертое издание, июль 1978 г., стр. 505.
^ Брайан Литц. Прикладная баллистика для стрельбы на дальние дистанции.
^ «Стрельба в теории ранений: механика терминальной баллистики» . Архивировано из оригинала 24 июня 2021 г. Проверено 25 июля 2009 г.
^ Макферсон Д.: Проникновение пули — моделирование динамики и потери трудоспособности в результате раневой травмы. Публикации по баллистике, Эль-Сегундо, Калифорния, 1994 г.
^ Шульц, Джерард. «Плотность секций – розыгрыш?» . Архивировано из оригинала 15 января 2023 г.
^ Плотность сечения винтовочных пуль, автор Чак Хоукс.
^ Плотность сечения и баллистические коэффициенты
^ Плотность сечения для начинающих, Боб Бирс.

[1] Странные ракушки форта Нефшато (на французском языке)

[2] Раневая баллистика: основы и приложения

[3] Справочник Hornady по перезарядке патронов: винтовка, пистолет, том. II (1973) Hornady Manufacturing Company, четвертое издание, июль 1978 г., стр. 505.

[4] Брайан Литц. Прикладная баллистика для стрельбы на дальние дистанции.

[5] «Стрельба в теории ранений: механика терминальной баллистики» . Архивировано из оригинала 24 июня 2021 г. Проверено 25 июля 2009 г.

[6] Макферсон Д.: Проникновение пули — моделирование динамики и потери трудоспособности в результате раневой травмы. Публикации по баллистике, Эль-Сегундо, Калифорния, 1994 г.

[7] Шульц, Джерард. «Плотность секций – розыгрыш?» . Архивировано из оригинала 15 января 2023 г.

[8] Плотность сечения винтовочных пуль, автор Чак Хоукс.

[9] Плотность сечения и баллистические коэффициенты

[10] Плотность сечения для начинающих, Боб Бирс.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]