Дененің баллистикалық коэффициенті jsb (қысқартылған BC) оның ұшу кезінде ауа кедергісін жеңу қабілетінің өлшемі болып табылады. Ол теріс жеделдетуге кері пропорционал: үлкен сан теріс жеделдеудің аз екенін көрсетеді, ал снарядтың кедергісі оның массасына тура пропорционал.
Кішкене әңгіме
1537 жылы Никколо Тарталья оқтың максималды бұрышы мен қашықтығын анықтау үшін бірнеше сынақ атысты. Тарталья бұрыш 45 градус деген қорытындыға келді. Математик түсірілім траекториясы үнемі иіліп тұратынын атап өтті.
1636 жылы Галилео Галилей «Екі жаңа ғылым туралы диалогтар» кітабында өз нәтижелерін жариялады. Ол құлап жатқан дененің тұрақты үдеуі болатынын анықтады. Бұл Галилейге оқтың траекториясының қисық екенін көрсетуге мүмкіндік берді.
Шамамен 1665 жылы Исаак Ньютон ауа кедергісі заңын ашты. Ньютон өз тәжірибелерінде ауа мен сұйықтықтарды пайдаланды. Ол атысқа қарсылық ауаның (немесе сұйықтықтың) тығыздығына, көлденең қима ауданына және оқтың салмағына пропорционалды өсетінін көрсетті. Ньютонның тәжірибелері тек төмен жылдамдықта жүргізілді - шамамен 260 м/с дейін (853фут/с).
1718 жылы Джон Кил континенттік математикаға қарсы шықты. Ол ауада снаряд суреттейтін қисықты тапқысы келді. Бұл мәселе ауа кедергісі снаряд жылдамдығымен экспоненциалды түрде артады деп болжайды. Киел бұл қиын істің шешімін таба алмады. Бірақ Иоганн Бернулли бұл қиын есепті шешуді өз мойнына алды және көп ұзамай теңдеуді тапты. Ол ауа кедергісі жылдамдықтың «кез келген күші» сияқты өзгеретінін түсінді. Кейінірек бұл дәлелдеу «Бернулли теңдеуі» деп аталды. Дәл осы «стандартты снаряд» концепциясының бастаушысы.
Тарихи өнертабыстар
1742 жылы Бенджамин Робинс баллистикалық маятник жасады. Бұл снарядтың жылдамдығын өлшейтін қарапайым механикалық құрылғы болды. Робинс оқ жылдамдығын 1400 фут/с (427 м/с) пен 1700 фут/с (518 м/с) дейін хабарлады. Сол жылы жарық көрген «Атудың жаңа принциптері» кітабында ол Эйлердің сандық интеграциясын қолданып, ауа кедергісі «снаряд жылдамдығының квадратына қарай өзгеретінін» анықтады
1753 жылы Леонхард Эйлер Бернулли теңдеуінің көмегімен теориялық траекторияларды қалай есептеуге болатынын көрсетті. Бірақ бұл теория жылдамдықтың квадраты ретінде өзгеретін қарсылық үшін ғана қолданылуы мүмкін.
1844 жылы электробаллистикалық хронограф ойлап табылды. 1867 жылы бұл құрылғы оқтың ұшу уақытын секундтың оннан бір бөлігі дәлдікпен көрсетті.
Сынақ жұмысы
Көптеген елдерде және олардың қарулыкүштері 18 ғасырдың ортасынан бастап әрбір жеке снарядтың қарсылық сипаттамаларын анықтау үшін үлкен оқ-дәрілерді пайдаланып сынақ атулары жүргізілді. Бұл жеке сынақ тәжірибелері кең баллистикалық кестелерде жазылған.
Англияда күрделі сынақтар жүргізілді (сынаушы Фрэнсис Башфорт болды, тәжірибенің өзі 1864 жылы Вулвич батпақтарында жүргізілген). Снаряд 2800 м/с жылдамдықты дамытты. 1930 жылы Фридрих Крупп (Германия) тестілеуді жалғастырды.
Қабыршақтардың өзі қатты, сәл дөңес, ұшы конустық пішінді болды. Олардың өлшемдері 75 мм (0,3 дюйм) және салмағы 3 кг (6,6 фунт) пен 254 мм (10 дюйм) және салмағы 187 кг (412,3 фунт) аралығында болды.
Әдістер және стандартты снаряд
1860 жылдарға дейін көптеген әскерилер снарядтың траекториясын дұрыс анықтау үшін есептеу әдісін қолданған. Бір ғана траекторияны есептеуге жарамды бұл әдіс қолмен орындалды. Есептеулерді әлдеқайда жеңіл және жылдам ету үшін зерттеулер теориялық қарсылық моделін құруға кірісті. Зерттеулер тәжірибелік өңдеуді айтарлықтай жеңілдетуге әкелді. Бұл «стандартты снаряд» тұжырымдамасы болды. Берілген салмағы мен пішіні, нақты өлшемдері және белгілі бір калибрі бар ойдан шығарылған снаряд үшін баллистикалық кестелер құрастырылды. Бұл математикалық формула бойынша атмосферада қозғала алатын стандартты снарядтың баллистикалық коэффициентін есептеуді жеңілдетті.
Кестебаллистикалық коэффициент
Жоғарыда көрсетілген баллистикалық кестелер әдетте келесідей функцияларды қамтиды: ауа тығыздығы, снарядтың қашықтағы ұшу уақыты, қашықтық, снарядтың берілген траекториядан шығу дәрежесі, салмағы және диаметрі. Бұл сандар баллистикалық формулаларды есептеуді жеңілдетеді, олар зымыранның қашықтағы және ұшу жолындағы ауыздық жылдамдығын есептеу үшін қажет.
1870 жылғы Bashforth бөшкелері снарядты 2800 м/с жылдамдықпен атады. Есептеулер үшін Майевский 6 шектелген кіру аймағын қамтитын Башфорт және Крупп кестелерін пайдаланды. Ғалым жетінші шектеулі аймақты ойлап тапты және Башфорт біліктерін 1100 м/с (3609 фут/с) дейін созды. Маевский деректерді империялық бірліктерден метрикаға (қазіргі SI бірліктеріне) түрлендірді.
1884 жылы Джеймс Ингаллс өзінің бөшкелерін Майевский кестелері арқылы АҚШ армиясының қару-жарақ циркулярына ұсынды. Ingalls баллистикалық бөшкелерді 5000 м/с дейін кеңейтті, олар сегізінші шектеулі аймақтың шегінде болды, бірақ бәрібір Майевскийдің 7-ші шектеулі аймағы сияқты n (1,55) мәнімен бірдей. Толығымен жетілдірілген баллистикалық кестелер 1909 жылы жарияланды. 1971 жылы Sierra Bullet компаниясы өздерінің баллистикалық кестелерін 9 шектеулі аймақ үшін есептеді, бірақ секундына 4400 фут (1341 м/с) шегінде ғана. Бұл аймақтың өлтіретін күші бар. 2 кг снарядты 1341 м/с жылдамдықпен ұшып келе жатқанын елестетіңіз.
Маевский әдісі
Біз жоғарыда біраз атап өттікбұл фамилия, бірақ бұл адам қандай әдісті ойлап тапқанын қарастырайық. 1872 жылы Майевский Trité Balistique Extérieure туралы баяндамасын жариялады. Маевский өзінің баллистикалық кестелерін 1870 жылғы баяндамадағы Башфорт кестелерімен бірге пайдалана отырып, снаряд үшін ауа кедергісін А журналы және n мәні бойынша есептейтін аналитикалық математикалық формуланы жасады. Математикада ғалым Башфортқа қарағанда басқа тәсілді қолданғанымен, ауаның кедергісін есептеу нәтижесінде алынған есеп бірдей болды. Майевский шектеулі аймақ тұжырымдамасын ұсынды. Барлау кезінде ол алтыншы аймақты тапты.
Шамамен 1886 жылы генерал М. Крупптың (1880) тәжірибелерін талқылау нәтижелерін жариялады. Қолданылатын снарядтардың калибрлері әр түрлі болғанымен, олардың ұзындығы 3 метр және радиусы 2 метр болатын стандартты снарядпен бірдей пропорцияға ие болды.
Siacci әдісі
1880 жылы полковник Франческо Сиаччи өзінің «Балистика» кітабын жариялады. Сиаччи снаряд жылдамдығы артқан сайын ауаның кедергісі мен тығыздығы артады деп ұсынды.
Sacci әдісі ауытқу бұрыштары 20 градустан аз жалпақ өрт траекторияларына арналған. Ол мұндай кішкентай бұрыш ауа тығыздығының тұрақты мәнге ие болуына мүмкіндік бермейтінін анықтады. Башфорт пен Майевскийдің кестелерін пайдалана отырып, Сиакчи 4 аймақтық модельді жасады. Франческо генерал Майевский жасаған стандартты снарядты пайдаланды.
Марк коэффиценті
Оқ коэффиценті (BC) негізінен шама болып табыладыоқ қаншалықты ұтымды, яғни ауаны қаншалықты жақсы кесіп өтеді. Математикалық тұрғыдан бұл оқтың меншікті ауырлығының пішін факторына қатынасы. Баллистикалық коэффициент негізінен ауа кедергісінің өлшемі болып табылады. Сан неғұрлым жоғары болса, қарсылық соғұрлым төмен болады және оқ ауа арқылы тиімдірек өтеді.
Тағы бір мағына – б.з.б. Басқа факторлар тең болған кезде индикатор желдің траекториясы мен дрейфін анықтайды. BC оқтың пішініне және оның қозғалу жылдамдығына байланысты өзгереді. «Ұшқыр» дегенді білдіретін «Шпитцер» - «дөңгелек мұрынға» немесе «жалпақ нүктеге» қарағанда тиімді пішін. Оқтың екінші ұшында қайықтың құйрығы (немесе тарылтылған аяғы) жазық негізге қарағанда ауа кедергісін азайтады. Екеуі де BC таңбасын арттырады.
Маркалар ауқымы
Әрине, әр оқтың өзіндік жылдамдығы мен ауқымы бар. Шамамен 30 градус бұрышпен атылған мылтық ең ұзақ ұшу қашықтығын береді. Бұл оңтайлы өнімділікке жақындау ретінде шынымен жақсы бұрыш. Көптеген адамдар 45 градусты ең жақсы бұрыш деп санайды, бірақ олай емес. Оқ физика заңдарына және дәл атуға кедергі болатын барлық табиғи күштерге бағынады.
Оқ бөшкеден шыққаннан кейін, ауырлық күші мен ауа кедергісі мұрын толқынының бастапқы энергиясына қарсы жұмыс істей бастайды және өлім күші дамиды. Басқа факторлар бар, бірақ бұл екеуі ең көп әсер етеді. Оқ оқпаннан шыққан бойда ауа кедергісіне байланысты көлденең энергиясын жоғалта бастайды. Кейбіреулер сізге оқ оқпаннан шыққан кезде көтерілетінін айтады, бірақ бұл оқпан ату кезінде бұрышқа қойылған жағдайда ғана дұрыс болады, бұл жиі кездеседі. Егер сіз жерге көлденең атсаңыз және оқты бір уақытта жоғары лақтырсаңыз, екі снаряд бірдей дерлік жерге тиеді (жердің қисаюы мен тік жеделдеудің шамалы төмендеуінен туындаған шамалы дифференциалды шегергенде).
Егер сіз қаруыңызды шамамен 30 градус бұрышта көздесеңіз, оқ көптеген адамдар ойлағаннан әлдеқайда алыс жүреді, тіпті тапанша сияқты энергиясы аз қару да оқты бір мильге жібереді. Қуатты мылтықтан шыққан снаряд 6-7 секундта шамамен 3 миль жүре алады, сондықтан ешқашан ауаға атпау керек.
Пневматикалық оқтардың баллистикалық коэффициенті
Пневматикалық оқтар нысанаға тиюге емес, нысананы тоқтатуға немесе аздап физикалық зақым келтіруге арналған. Осыған байланысты пневматикалық қаруға арналған оқтардың көпшілігі қорғасыннан жасалған, өйткені бұл материал өте жұмсақ, жеңіл және снарядқа шағын бастапқы жылдамдық береді. Оқтардың ең көп таралған түрлері (калибрлері) 4,5 мм және 5,5. Әрине, үлкенірек калибрлілері де жасалды - 12,7 мм. Осындай пневматикадан және осындай оқтан атуды жасау, сіз бөгде адамдардың қауіпсіздігі туралы ойлануыңыз керек. Мысалы, шар тәріздес оқтар ойын-сауық үшін жасалады. Көп жағдайда мұндай снаряд коррозияны болдырмау үшін мыс немесе мырышпен қапталған.
