Сила сопротивления воздуха движению снаряда

Сила сопротивления воздуха движению снаряда

К основным факторам, влияющим на дальность полета снаряда относятся влияние:

§ силы сопротивления воздуха.

§ площади поперечного сечения снаряда

Сила сопротивления воздухаR (рис.8) есть равнодействующая всех элементарных сил воздействия воздуха на снаряд. Направление действия силы сопротивления воздуха и точка ее приложения зависят от того, совпадает ли продольная ось снаряда с вектором скорости (касательной к траектории) или нет.

Рис.8. Действие силы сопротивления воздуха на полет снаряда

Если продольная ось снаряда совпадает с касательной к траектории, то сила сопротивления воздуха приложена к центру тяжести снаряда (ЦТ) и направлена вдоль продольной оси снаряда в сторону, противоположную направлению движения.

Если продольная ось снаряда составляет с касательной к траектории некоторый угол δ, то сила сопротивления воздуха приложена к центру сопротивления (ЦС), который находится у неоперенных снарядов между центром тяжести снаряда и его головной частью. Направление силы сопротивления воздуха в этом случае составляет некоторый угол как с осью снаряда, так и с его вектором скорости. Таким образом, сила сопротивления воздуха стремится опрокинуть снаряд и уменьшить его скорость, что влечет за собой уменьшение дальности стрельбы.

Сила сопротивления воздуха вызывается тремя основными причинами (рис.9): трением воздуха, образованием завихрений и образованием баллистической волны.

Разреженное пространство
Рис. 9. Образование силы сопротивления воздуха

Частицы воздуха, соприкасающиеся с движущимся снарядом, вследствие внутреннего сцепления (вязкости) и сцепления с поверхностью снаряда создают трение. Возникающая при этомсила трения уменьшает скорость полета снаряда.

Завихрения возникают там, где имеет место перепад давления.
У головной части снаряда образуется повышенное давление воздуха, а за дном снаряда — пониженное давление. Обтекая снаряд, пограничный слой отрывается от поверхности, и вследствие своей вязкости и инертности воздух не успевает сразу сомкнуться.

Струи воздуха от разорванного пограничного слоя и, особенно за донной частью, стремясь заполнить зону разрежения, образуют сильные завихрения. Чем больше скорость снаряда и чем менее совершенна его форма, тем больше перепад давления на головной и донной частях и тем на большей части его поверхности нарушается пограничный слой. В результате этого образуются мощные завихрения за снарядом и возникающая сила вихревого сопротивления существенно уменьшает скорость его полета.

Снаряд, летящий в воздухе, сталкивается с его частицами, и вследствие упругости воздуха эти частицы испытывают колебания. Колебательное движение частиц воздуха около снаряда создает звуковые волны. Поэтому полет снаряда в воздухе сопровождается характерным звуком. При скорости полета снаряда, меньшей скорости звука, на образование этих волн расходуется незначительная часть кинетической энергии снаряда. При скоростях снаряда больше скорости звука перед головной частью снаряда создается волна сильно уплотненного воздуха — баллистическая волна. На создание баллистической волны и звуковых волн за снарядом тратится значительная часть его кинетической энергии.

200 400 600 800 1000
Рис.10. Наилучшие формы снарядов в зависимости от их скорости полета в воздухе

При сверхзвуковых скоростях, характерных для движения снарядов волновое сопротивление снарядов составляет 55 – 60%, донное (вихревое) 30 – 35%, сопротивление трения 5 – 10%.

Чем больше площадь наибольшего поперечного сечения снаряда, тем больше скоростной напор и сила сопротивления воздуха такому снаряду. Разность давлений на головную и донную части снаряда составляет главную долю силы сопротивления воздуха. Эта разность давлений, называемая в баллистике скоростным напором, прямо пропорциональна площади поперечного сечения снаряда (для снарядов переменного сечения определяющим является площадь наибольшего сечения).

Плотность воздуха определяется числом частиц, заключенных в единице объема. При движении в более плотном воздухе снаряд на своем пути будет встречать большее число частиц воздуха и, следовательно, испытывать большее сопротивление.

Нормальная (табличная) плотность воздуха считается при температуре +15°С, давлении 100 кПа (750 мм рт.ст.) и относительной влажности воздуха 50%. При этих условиях 1,0 м 3 воздуха имеет массу 1,206 кг. Плотность воздуха уменьшается с повышением температуры и влажности и увеличивается с повышением атмосферного давления воздуха.

Разнообразие форм снарядов в основном определяется стремлением уменьшить силу сопротивления воздуха. Теоретические исследования и практический опыт показывают, что снаряд должен быть продолговатым (длина в несколько раз больше поперечного сечения), цилиндрической формы, с заостренной головной частью и скошенной хвостовой частью в виде усеченного конуса. В зависимости от скорости движения снаряда наилучшая его форма должна быть различной. На рис.10 тремя линиями показаны главные тенденции в изменении формы снаряда с ростом его скорости.
Читайте также:  Как передать фото с айфона на андроид

С увеличением скорости полета относительная длина снаряда (выраженная в калибрах) должна увеличиваться (см. сплошную линию). При этом особенно резко должна возрастать длина заостренной головной части (см. между сплошной и штрих-пунктирной линиями). С ростом скорости необходимо в свою очередь уменьшать длину цилиндрической и хвостовой частей снаряда (см. штриховую линию).

Кроме перечисленных причин и факторов, на полет снарядов влияют различные условия стрельбы, которые можно разделить на две группы: баллистические и метеорологические.

К баллистическим условиям стрельбы относятся: отклонение начальной скорости от ее проектного значения; температура заряда; вес снаряда.

К метеорологическим условиям стрельбы относятся: направление и скорость ветра; атмосферное давление; температура воздуха.

Состояние атмосферы Земли — температура воздуха, его давление и скорость упорядоченного движения являются важным фактором, влияющим на траекторию и, как следствие, на дальность стрельбы. Для противотанковых орудий достаточно знать метеоусловия в приземном слое атмосферы, но для гаубиц и дальнобойных пушек этого уже недостаточно — их снаряды в верхней точке баллистической кривой имеют высоту над поверхностью порядка 5-6 км. Температура, давление, направление и скорость ветра меняются с высотой сложным и не всегда предсказуемым образом. Поэтому для точной стрельбы проводят высотное зондирование атмосферы; по его данным вычисляют усреднённые, так называемые баллистические, параметры и по ним из таблиц стрельбы находят поправки на дальность и боковой ветровой снос снарядов. Следует отметить, что оперённые снаряды гладкоствольных орудий подвержены боковому ветровому сносу существенно сильнее, чем снаряды нарезных орудий.

Определив заранее величины баллистических и метеорологических условий для данной стрельбы, можно рассчитать поправки, которые бы учли влияние этих условий на полет снаряда.

Так как влияние баллистических и метеорологических условий на полет снаряда для различных систем, зарядов и дальностей стрельбы не одинаково, то это вызывает необходимость в составлении сборника параметров, характеризующих влияние условий стрельбы на полет снаряда для каждой системы орудия отдельно. Такие сборники называются Таблицами стрельбы.

Таблицы стрельбы составляются для определенных условий, именуемых нормальными или табличными. К нормальным (табличным) условиям стрельбы относятся:

§ начальная скорость снаряда и вес снаряда табличные.

§ температура зарядов +15°С.

§ форма снаряда с взрывателем соответствует чертежу.
Метеорологические условия:

§ барометрическое давление в точке орудия 750 мм рт. ст.;

§ температура воздуха в точке стояния орудия +15 0 С.

§ атмосфера неподвижна (ветер на всех высотах отсутствует).

Учёт всего комплекса описанных выше явлений входит составной частью в метод полной подготовки данных для стрельбы. Он позволяет заранее рассчитать все установки для стрельбы и нанести внезапный огневой удар по противнику без пристрелки и иной раз даже без помощи артиллерийской разведки. Метод полной подготовки требует высокого уровня подготовки артиллеристов и понимания сущности всех учитываемых этим методом явлений и процессов.

Применение баллистики в боевых действиях предусматривает расположение системы оружия в таком месте, которое позволяло бы быстро и эффективно поразить намеченную цель с минимальным риском для обслуживающего персонала. Доставка ракеты или снаряда к цели обычно разделяется на два этапа. На первом, тактическом, этапе выбирается боевая позиция ствольного оружия и ракет наземного базирования либо положение носителя ракет воздушного базирования. Цель должна находиться в пределах радиуса доставки боезаряда. На этапе стрельбы производится прицеливание и осуществляется стрельба. Для этого необходимо определить точные координаты цели относительно оружия – азимут, возвышение и дальность, а в случае движущейся цели – и ее будущие координаты с учетом времени полета снаряда.

Перед стрельбой должны вноситься поправки на изменения начальной скорости, связанные с износом канала ствола, температурой пороха, отклонениями массы снаряда и баллистических коэффициентов, а также поправки на постоянно меняющиеся погодные условия и связанные с ними изменения плотности атмосферы, скорости и направления ветра. Кроме того, должны быть внесены поправки на деривацию снаряда и (при большой дальности) на вращение Земли.

Читайте также:  Отступы блоков в css

Дата добавления: 2015-07-06 ; просмотров: 5684 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Внешняя баллистика — это наука, изучающая движение снаряда (пули) после прекращения действия на него пороховых газов, вылетев из канала ствола под действием пороховых газов, снаряд (пуля) движется по инерции. Снаряды, имеющие реактивный двигатель движутся по инерции прекращения работы реактивного двигателя.

При полете в воздухе снаряд (пуля) подвергается действию двух сил: силы тяжести и силы сопротивления воздуха. Сила тяжести приложена к центру тяжести снаряда (пули), направлена к центру Земли и заставляет снаряд (пулю) постепенно снижаться, а сила сопротивления воздуха направлена в сторону, противоположную движению снаряда (пули), непрерывно замедляет ее движение и стремится опрокинуть ее.

В результате действия этих сил скорость полета снаряда (пули) постепенно уменьшается, т.к. часть энергии расходуется на преодоление силы сопротивления, а ее траектория представляет собой неравномерную изогнутую кривую линию.

Сопротивление воздуха полету пули вызывается тем, что воздух представляет собой упругую среду и поэтому на движение в этой среде затрачивается часть энергии пули.

Рис. Образование силы сопротивления воздуха.

Сила сопротивлении воздуха вызывается тремя основными причинами: трением воздуха, образованием завихрений и образованием баллистической волны.

1. Частицы воздуха, непосредственно соприкасающиеся с движущейся пулей (гранатой), вследствие сцепления с ее поверхностью движутся со скоростью пули. Следующий слой частиц воздуха вследствие внутреннего сцепления (вязкости) также приходит в движение, но уже с несколько меньшей скоростью. Движение этого слоя передается следующему, и так до тех пор, пока скорость частиц воздуха не станет равной нулю. Слой воздуха, непосредственно примыкающий к поверхности пули (гранаты), в котором движение частиц изменяется от скорости пули (гранаты) до нуля, называется пограничным слоем.

В пограничном слое возникают касательные напряжения — трение, уменьшающее скорость полета пули.

2. Пограничный слой, достигнув донной части пули (гранаты), отрывается, образуя разреженное пространство. Появившаяся разность давлений на головную и донную части, создает силу, направленную в сторону, обратную движению, и уменьшающую скорость полета пули (гранаты). Частицы воздуха, стремясь заполнить разрежение, образовавшееся за пулей, создают завихрение.

3. Пуля (граната) при полете сталкивается с частицами воздуха и заставляет их колебаться. Создается уплотнение воздуха и образуются звуковые волны, поэтому полет пули (гранаты) сопровождается характерным звуком. При движении пули со скоростью, меньшей скорости звука, это уплотнение «обгоняет» пулю и уходит вперед, не оказывая на нее значительного влияния. 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. Давление на фронте этой волны может достигать 8-10 атмосфер. Для преодоления такого большого давления расходуется наибольшая часть энергии пули (гранаты).

При движении в воздухе пуля подвергается действию сил тяжести, и сопротивления воздуха. Сила тяжести направлена вниз и заставляет пулю постепенно понижаться, а сила сопротивления воздуха направлена навстречу движению дули и непрерывно замедляет ее движение, а также стремится опрокинуть ее головной частью назад (рис.) Под действием этих двух сил пуля летит в воздухе не по линии бросания, а по неравномерно изогнутой кривой линии, расположенной ниже линии бросания. Кривая линия, которую описывает центр тяжести пули при полете в воздухе, называется траекторией.

Рис. Действие сил на полет пули.

Действие силы сопротивления воздуха на полет пули: Цт – центр тяжести; Цс – центр сопротивления; б- угол между осью пули и касательной к траектории.

Под действием начальных возмущений (толчков) в момент вылета пули из канала ствола и давления газов на донную часть пули (в период последействия газов), между осью пули и касательной к траектории образуется угол б (угол нутации).

Сила сопротивления воздуха действует не вдоль оси пули, а под углом к ней, стремясь не только замедлить движение пули, но и опрокинуть ее.

Для того чтобы пуля не опрокидывалась, ей придают с помощью нарезов в канале ствола под действием силы сопротивления воздуха, быстрое вращательное движение.

Читайте также:  Как изменить дизайн вк на андроид

Движение быстро вращающейся пули получает свойство гироскопа

Вращающаяся пуля способна сопротивляться воздействию внешней силы (силы сопротивления воздуха), сохраняя приданное положение оси. При воздействии на пулю ее ось отклонится в ту сторону, где окажется получившая импульс точка через 3/4 оборота.

Рис. Прецессионное (коническое) движение пули.

Так как действие силы сопротивления воздуха непрерывно, а направление ее относительно пули меняется с каждым отклонением оси пули, то головная часть пули описывает окружность. Происходит медленное коническое и прецессионное движение, в результате пуля летит головной частью вперед, как бы «следит» за изменением кривизны траектории.

Сила тяжести заставляет пулю постепенно понижаться относительно линии бросания. В безвоздушном пространстве падение пули происходит с ускорением (g). Понижение (h) определяется по формуле h=g х t 2 : 2. Без учета силы сопротивления воздуха центр тяжести пули опишет плавную кривую (параболическую траекторию).

Рис. Действие силы тяжести на полет пули в безвоздушном пространстве.

Отклонение пули от плоскости стрельбы в сторону ее вращения называется деривацией

Причины деривации: вращательное движение пули, сопротивление воздуха и понижение под действием силы тяжести касательной к траектории При отсутствии хотя бы одной из этих причин деривации не будет.

Пуля отклоняется в сторону вращения вправо при правой нарезке ствола.

Рис. Деривация (вид траектории сверху).

При стрельбе на дальности действительного огня или вверх (вниз) поправки на деривацию не учитываются.

Устойчивость гранаты при полете обеспечивается наличием стабилизатора, который позволяет перенести центр сопротивления назад. Вследствие этого сила сопротивления воздуха поворачивает ось гранаты к касательной к траектории — граната движется головной частью вперед.

Рис. Действие сопротивления воздуха на полет гранаты.

Кроме сил тяжести и сопротивления воздуха на полет пули (гранаты) оказывают влияние атмосферное давление, влажность воздуха, направление ветра, температура воздуха.

Атмосферное давление при повышении местности (в сравнении с уровнем моря) на каждые 100 м понижается в среднем на 9 мм рт. ст. (округленно на 10 мм рт. ст.). Поэтому при стрельбе на высотах плотность и сила сопротивления воздуха уменьшаются, а дальность полета пули увеличивается.

Изменение влажности воздуха оказывает незначительное влияние на плотность воздуха и, следовательно, на дальность полета пули, поэтому оно не учитывается при стрельбе.

При попутном ветре пуля летит дальше, чем при безветрии, а при встречном ветре — ближе.

Боковой ветер справа отклоняет пулю в левую сторону, ветер слева — в правую сторону.

змбчб IV

учедеойс йъ чоеыоек вбммйуфйлй

4.3. дЧЙЦЕОЙЕ УОБТСДБ Ч ЧПЪДХИЕ

рТЙ ДЧЙЦЕОЙЙ УОБТСДБ Ч ЧПЪДХИЕ ЛТПНЕ УЙМЩ ФСЦЕУФЙ ОБ ОЕЗП ДЕКУФЧХЕФ УЙМБ УПРТПФЙЧМЕОЙС ЧПЪДХИБ.

чЕМЙЮЙОБ УЙМЩ УПРТПФЙЧМЕОЙС ЧПЪДХИБ, Б УМЕДПЧБФЕМШОП, Й ЙОФЕОУЙЧОПУФШ ЧПЪДЕКУФЧЙС ОБ УОБТСД, НПЦЕФ ЪОБЮЙФЕМШОП РТЕЧПУИПДЙФШ УЙМХ ФСЦЕУФЙ. ьФБ ТБЪОЙГБ ФЕН ВПМШЫЕ, ЮЕН НЕОШЫЕ ЧЕУ УОБТСДБ Й ВПМШЫЕ УЛПТПУФШ ЕЗП РПМЈФБ.

рТЙ ЬФПН ОЕПВИПДЙНП ПФНЕФЙФШ, ЮФП ЧЕМЙЮЙОБ УЙМЩ УПРТПФЙЧМЕОЙС ЧПЪТБУФБЕФ ПУПВЕООП ТЕЪЛП РТЙ ДЧЙЦЕОЙЙ УОБТСДПЧ УП УЛПТПУФСНЙ, РТЕЧЩЫБАЭЙНЙ УЛПТПУФШ ЪЧХЛБ.

ьФЙ РПМПЦЕОЙС ОБЗМСДОП РПДФЧЕТЦДБАФУС УМЕДХАЭЕК ФБВМЙГЕК 5.

фБВМЙГБ 5

уППФОПЫЕОЙЕ УЙМЩ БЬТПДЙОБНЙЮЕУЛПЗП УПРТПФЙЧМЕОЙС Л ЧЕУХ УОБТСДБ.

йЪ ФБВМЙГЩ ЧЙДОП, ЮФП УЙМБ УПРТПФЙЧМЕОЙС ЧПЪДХИБ РТЙ РПМЈФЕ 82-НН НЙОЩ УП УЛПТПУФША 70 Н/У УПУФБЧМСЕФ ЧУЕЗП 0,08 ПФ ЧЕУБ НЙОЩ (УЙМЩ ФСЦЕУФЙ).

уЙМБ УПРТПФЙЧМЕОЙС ЧПЪДХИБ, ДЕКУФЧХАЭБС ОБ ЧЙОФПЧПЮОХА РХМА, МЕФСЭХА УП УЛПТПУФША 825 Н/У, Ч 40 — 80 ТБЪ ВПМШЫЕ УЙМЩ ФСЦЕУФЙ ПФ ЧЕУБ НЙОЩ.

п ЧЕМЙЮЙОЕ ЧМЙСОЙС УЙМЩ УПРТПФЙЧМЕОЙС ЧПЪДХИБ ОБ РПМЈФ УОБТСДБ УП УЛПТПУФША, РТЕЧЩЫБАЭЕК УЛПТПУФШ ЪЧХЛБ, НПЦОП УХДЙФШ РП УМЕДХАЭЙН РТЙНЕТБН.

дБМШОПУФШ РПМЈФБ РХМЙ Ч ВЕЪЧПЪДХЫОПН РТПУФТБОУФЧЕ РТЙ ХЗМЕ ВТПУБОЙС 15° Й ОБЮБМШОПК УЛПТПУФЙ 825 Н/У, ОЕЪБЧЙУЙНП ПФ ЕЈ ТБЪНЕТПЧ Й ЖПТНЩ, ВЩМБ ВЩ ТБЧОБ, ЛБЛ РПЛБЪЩЧБЕФ ТБОЕЕ ТЕЫЕООЩК РТЙНЕТ, 68550 Н.

дБМШОПУФШ РПМЈФБ РХМЙ ПВТ. 1908 З. РТЙ ФЕИ ЦЕ ХУМПЧЙСИ, ОП РТЙ ОБМЙЮЙЙ УЙМЩ УПРТПФЙЧМЕОЙС ЧПЪДХИБ ТБЧОБ МЙЫШ 3825 Н, Ф.Е. Ч 17 ТБЪ НЕОШЫЕ, ЮЕН Ч ВЕЪЧПЪДХЫОПН РТПУФТБОУФЧЕ.

уЙМБ УПРТПФЙЧМЕОЙС ЧПЪДХИБ СЧМСЕФУС ПДОЙН ЙЪ ЗМБЧОЩИ ЖБЛФПТПЧ, РТЕРСФУФЧХАЭЙИ ДПУФЙЦЕОЙА ВПМШЫЙИ ДБМШОПУФЕК УФТЕМШВ.

тБЪОППВТБЪЙЕ ЖПТН УПЧТЕНЕООЩИ РХМШ Й УОБТСДПЧ ЧП НОПЗПН ПРТЕДЕМСЕФУС ОЕПВИПДЙНПУФША ХНЕОШЫЙФШ ЧЕМЙЮЙОХ УЙМЩ УПРТПФЙЧМЕОЙС.

Ссылка на основную публикацию
Секреты работы в word
Все секреты Word. MicrosoftWord – одна из наиболее часто используемых программ. Все мы пользуемся этим приложением, зачастую даже не зная...
С чем связана четвертая информационная революция ответ
Первая информационная революция связана с изобретением письменности, что привело к гигантскому качественному скачку: появилась возможность фиксировать знания на материальном носителе,...
Рынок бытовой техники в россии 2018
По данным исследования "INFOLine Retail Russia ТOP-100. Итоги 2017 года. Тенденции 2018 года. Прогноз до 2020 года", подготовленного специалистами INFOLine,...
Секс во время соревнований
Воздерживаться или не воздерживаться – вот в чем вопрос Джоэл Сидман, кандидат наук Вот что вам нужно знать… Влияние секса...
Adblock detector