Снаряд

Снаряд — это объект , который приводится в движение под действием внешней силы , а затем свободно перемещается под действием силы тяжести и сопротивления воздуха . ^[1]^[2] Хотя любые объекты, движущиеся в пространстве, являются снарядами, они обычно встречаются в войне и спорте (например, брошенный бейсбольный мяч , удар по футболу , выпущенная пуля , выпущенная стрела , камень, выпущенный из катапульты ). ^[3]^[4]

В баллистике математические уравнения движения используются для анализа траекторий снаряда при запуске, полете и ударе .

Движущая сила

В духовых ружьях и пневматических винтовках используются сжатые газы, в то время как в большинстве других ружей и пушек используются расширяющиеся газы, выделяющиеся в результате внезапных химических реакций с порохами , такими как бездымный порох . Легкогазовые пушки используют комбинацию этих механизмов.

Рейлганы используют электромагнитные поля для обеспечения постоянного ускорения по всей длине устройства, что значительно увеличивает начальную скорость .

Некоторые снаряды обеспечивают движение во время полета с помощью ракетного или реактивного двигателя . Говоря военной терминологией, ракета неуправляемая, ракета управляемая . а Обратите внимание на два значения слова «ракета» (оружие и двигатель): МБР — это управляемая ракета с ракетным двигателем.

Взрыв, будь то с применением оружия или нет, приводит к тому, что обломки действуют как множественные высокоскоростные снаряды. Взрывное оружие или устройство также может быть спроектировано так, чтобы производить множество высокоскоростных снарядов за счет разрушения корпуса; это правильно называть фрагментами .

В спорте

зафиксирована скорость мяча 105 миль в час (169 км/ч) В бейсболе . ^[5]

При движении снаряда наиболее важной силой, приложенной к «снаряду», является движущая сила. В этом случае движущей силой являются мышцы, которые воздействуют на мяч, заставляя его двигаться, и чем сильнее приложенная сила, тем больше движущая сила, которая означает, что снаряд (шар) полетит дальше. См. питчинг , боулинг .

Как оружие

Доставка снарядов

Многие снаряды, например снаряды , могут нести заряд взрывчатого вещества или другое химическое или биологическое вещество. Помимо взрывной нагрузки, снаряд может быть предназначен для нанесения особого ущерба, например, пожара (см. также раннее тепловое оружие ) или отравления (см. также яд для стрел ).

Кинетические снаряды

Оружие с кинетической энергией (также известное как кинетическое оружие, боеголовка с кинетической энергией, кинетическая боеголовка, кинетический снаряд, кинетическая боевая машина) — это метательное оружие, снаряда основанное исключительно на кинетической энергии для нанесения ущерба цели вместо использования каких-либо взрывчатых веществ , зажигательных средств . / тепловая , химическая или радиологическая полезная нагрузка . Все кинетическое оружие работает, достигая высокой скорости полета — обычно сверхзвуковой или даже гиперскорости — и сталкивается со своими целями, преобразуя свою кинетическую энергию и относительный импульс в разрушительные ударные волны , тепло и кавитацию . В кинетическом оружии с полетом без двигателя начальная скорость или скорость запуска часто определяют эффективную дальность и потенциальный урон кинетического снаряда.

Кинетическое оружие — самое старое и наиболее распространенное оружие дальнего боя, используемое в истории человечества . Его снаряды варьируются от тупых снарядов, таких как камни и круглые дроби , заостренных ракет, таких как стрелы , болты , дротики и дротики , до современных конических высокоскоростных ударных снарядов, таких как как пули , стрелы и пенетраторы . Типичное кинетическое оружие ускоряет свои снаряды механически (с помощью мускульной силы , механических устройств , упругой энергии или пневматики ) или химически (за счет пороха сгорания , как в огнестрельном оружии ), но новые технологии позволяют разрабатывать потенциальное оружие, использующее снаряды, запускаемые с помощью электромагнитного оружия, такие как рельсотроны , койлганы и массовые приводы . Существует также концептуальное оружие, которое ускоряется под действием силы тяжести , как в случае с кинетическим бомбардировочным оружием, предназначенным для ведения космической войны .

Термин «удар на поражение» или «кинетическое убийство» также используется в военной аэрокосмической сфере для описания оружия с кинетической энергией, ускоряемого ракетным двигателем . Он использовался в основном в области противоракетной обороны (ПРО) и противоспутникового оружия (ASAT), но некоторые современные зенитные ракеты также являются средствами кинетического поражения. Системы «попадание-то-уничтожение» являются частью более широкого класса кинетических снарядов, класса, который широко используется в противотанковой области.

Проводные снаряды

Некоторые снаряды после запуска остаются подключенными кабелем к пусковому оборудованию:

для наведения: ракета с проводным наведением (дальность до 4000 метров или 13000 футов)
нанести удар электрическим током, как в случае с электрошокером ( диапазон до 10,6 метров или 35 футов); одновременно выстреливаются два снаряда, каждый с тросом.
для установления связи с целью либо буксировать ее к пусковой установке, как в случае с китобойным гарпуном , либо подтягивать пусковую установку к цели, как это делает абордажный крюк .

Типичная скорость снаряда

Снаряд	Скорость				Удельная кинетическая энергия (Дж/кг)
Снаряд	(РС)	(км/ч)	(фут/с)	(миль в час)	Удельная кинетическая энергия (Дж/кг)
Падение объекта с высоты 1 м (в вакууме, на поверхности Земли)	4.43	15.948	14.5	9.9	9.8
Падение объекта с высоты 10 м (в вакууме, на поверхности Земли)	14	50.4	46	31	98
Метательная клюшка (экспертный метатель)	40	144	130	90	800
Падение объекта с высоты 100 м (в вакууме, на поверхности Земли)	45	162	150	100	980
Усовершенствованный (гибкий) дротик атлатл (экспертный метатель)	45	162	150	100	1,000
Хоккейная шайба ( шлепок , профессиональный игрок)	50	180	165	110	1,300
с вытяжкой 80 фунтов Пистолетный арбалетный болт	58	208.8	190	130	1,700
Боевая стрела , выпущенная из средневекового боевого лука весом 150 фунтов.	63	228.2	208	141	2,000
Тупоударный снаряд, выстрел из 40-мм гранатомета	87	313.2	285	194.6	3,785
Пейнтбольный выстрел из маркера	91	327.6	300	204	4,100
с вытяжкой 175 фунтов Арбалетный болт	97	349.2	320	217	4,700
6 мм Пуля для страйкбола	100	360	328	224	5,000
Пневматическая винтовка ВВ 4,5 мм	150	540	492	336	11,000
Пуля для пневматического оружия калибра .177 дюймов (пневматическая винтовка Magnum Power)	305	878.4	1,000	545	29,800
9х19мм пуля ( пистолетная )	340	1224	1,116	761	58,000
12,7х99 мм (пуля крупнокалиберного пулемета )	800	2,880	2,625	1,790	320,000
Немецкий Tiger I 88 мм (танковый снаряд - Pzgr. 39 APCBCHE)	810	2,899	2,657	1,812	328,050
5,56×45 мм (стандартный патрон, используемый во многих современных винтовках)	920	3,312	3,018	2,058	470,000
20×102 мм (стандартный снаряд США, используемый в истребительных пушках)	1,039	3,741	3,410	2,325	540,000
25×140 мм ( APFSDS , танковый пенетратор)	1,700	6,120	5,577	3,803	1,400,000
2-килограммовая вольфрамовая пуля (из «Экспериментального рельсотрона» )	3,000	10,800	9,843	6,711	4,500,000
БРСД Боевая машина	До 4000	До 14 000	До 13 000	До 9000	До 8 000 000
снаряд легкогазовой пушки	До 7000	До 25 000	До 23 000	До 16 000	До 24 000 000
Спутник на низкой околоземной орбите	8,000	29,000	26,000	19,000	32,000,000
Экзоатмосферная боевая машина	~10,000	~36,000	~33,000	~22,000	~50,000,000
Снаряд (например, космический мусор ) и цель находятся на низкой околоземной орбите.	0–16,000	~58,000	~53,000	~36,000	~130,000,000
7 ТэВ с энергией Частица в БАКе ^[6]	299,792,455 ^{[примечание 1]}	1,079,252,839	983571079	670,616,536	~6.7 × 10 ²⁰ ^{[примечание 2]}

Уравнения движения

Объект, проецируемый под углом к горизонту, имеет как вертикальную, так и горизонтальную составляющие скорости. Вертикальная составляющая скорости по оси y определяется как $V_{y}=U\sin \theta$ а горизонтальная составляющая скорости равна $V_{x}=U\cos \theta$ . Существуют различные расчеты снарядов под определенным углом $\theta$ :

1. Время достижения максимальной высоты. Обозначается как ( $t$ ), то есть время, за которое снаряд достигнет максимальной высоты от плоскости проекции. Математически это задается как $t=U\sin \theta /g$ где $g$ = ускорение свободного падения (около 9,81 м/с²), $U$ = начальная скорость (м/с) и $\theta$ = угол, образуемый снарядом с горизонтальной осью.

2. Время полета ( $T$ ): это общее время, необходимое снаряду для падения обратно в ту же плоскость, из которой он был выпущен. Математически это задается как $T=2U\sin \theta /g$ .

3. Максимальная высота ( $H$ ): это максимальная высота, достигнутая снарядом ИЛИ максимальное смещение по вертикальной оси (ось Y), охватываемое снарядом. Это дано как $H=U^{2}\sin ^{2}\theta /2g$ .

4. Диапазон ( $R$ ): Дальность снаряда — это горизонтальное расстояние, пройденное снарядом (по оси X). Математически, $R=U^{2}\sin 2\theta /g$ . Диапазон максимален, когда угол $\theta$ = 45°, т.е. $\sin 2\theta =1$ .

См. также

Примечания

^ Приблизительный эквивалент 99,9999991% c .
^ По отношению к остальной массе протона .

Ссылки

^ Пий, Океке; Мадука, Аньякоха (2001). Физика старших классов средней школы . Макмиллан, Лагос, Нигерия.
^ «снаряд» . merriam-webster.com . Проверено 13 апреля 2017 г. .
^ «снаряд» . Бесплатный словарь . Проверено 19 мая 2010 г.
^ «снаряд» . 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.
^ «Факты и цифры» . Европейская организация ядерных исследований . ЦЕРН . 2008. Архивировано из оригинала 02 июля 2018 г. Проверено 2 июля 2018 г.

Хайди Кнехт (29 июня 2013 г.). Ракетная технология . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4899-1851-2 .

Внешние ссылки

[7] Приблизительный эквивалент 99,9999991% c .

[8] По отношению к остальной массе протона .

[1] Пий, Океке; Мадука, Аньякоха (2001). Физика старших классов средней школы . Макмиллан, Лагос, Нигерия.

[2] «снаряд» . merriam-webster.com . Проверено 13 апреля 2017 г. .

[3] «снаряд» . Бесплатный словарь . Проверено 19 мая 2010 г.

[4] «снаряд» . Словарь.com . Проверено 19 мая 2010 г.

[5] 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.

[6] «Факты и цифры» . Европейская организация ядерных исследований . ЦЕРН . 2008. Архивировано из оригинала 02 июля 2018 г. Проверено 2 июля 2018 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[примечание 1]

[примечание 2]

Базы данных авторитетного контроля
National	Germany
Other	NARA