Den ballistiska koefficienten jsb (förkortad BC) för en kropp är ett mått på dess förmåga att övervinna luftmotstånd under flygning. Den är omvänt proportionell mot negativ acceleration: ett större tal indikerar mindre negativ acceleration, och projektilens motstånd är direkt proportionell mot dess massa.
En liten historia
År 1537 avlossade Niccolò Tartaglia flera provskott för att bestämma den maximala vinkeln och räckvidden för en kula. Tartaglia kom fram till att vinkeln är 45 grader. Matematikern noterade att skottets bana ständigt böjs.
År 1636 publicerade Galileo Galilei sina resultat i Dialogues on the Two New Sciences. Han upptäckte att en fallande kropp har en konstant acceleration. Detta gjorde det möjligt för Galileo att visa att kulans bana var krökt.
Omkring 1665 upptäckte Isaac Newton luftmotståndets lag. Newton använde luft och vätskor i sina experiment. Han visade att motståndet mot ett skott ökar i proportion till luftens (eller vätskans) densitet, tvärsnittsarean och kulans vikt. Newtons experiment utfördes endast vid låga hastigheter - upp till cirka 260 m/s (853fot/s).
År 1718 utmanade John Keel Continental Mathematics. Han ville hitta kurvan som projektilen kunde beskriva i luften. Detta problem antar att luftmotståndet ökar exponentiellt med projektilens hastighet. Keel kunde inte hitta en lösning på denna svåra uppgift. Men Johann Bernoulli åtog sig att lösa detta svåra problem och hittade strax efter ekvationen. Han insåg att luftmotståndet varierade som "vilken kraft som helst". Senare blev detta bevis känt som "Bernoullis ekvation". Det är detta som är föregångaren till konceptet "standardprojektil".
Historiska uppfinningar
1742 skapade Benjamin Robins den ballistiska pendeln. Det var en enkel mekanisk anordning som kunde mäta hastigheten på en projektil. Robins rapporterade kulhastigheter från 1400 ft/s (427 m/s) till 1700 ft/s (518 m/s). I sin bok New Principles of Shooting, publicerad samma år, använde han Eulers numeriska integration och fann att luftmotståndet "varierar som kvadraten på projektilens hastighet."
År 1753 visade Leonhard Euler hur teoretiska banor kunde beräknas med Bernoullis ekvation. Men denna teori kan bara användas för motstånd, som ändras som kvadraten på hastighet.
År 1844 uppfanns den elektroballistiska kronografen. År 1867 visade den här enheten tiden för en kulas flygning med en noggrannhet på en tiondels sekund.
Testkörning
I många länder och deras beväpnadestyrkor sedan mitten av 1700-talet har provskott utförts med hjälp av stor ammunition för att bestämma motståndsegenskaperna för varje enskild projektil. Dessa individuella testexperiment registrerades i omfattande ballistiska tabeller.
Seriösa tester utfördes i England (Francis Bashforth var testaren, själva experimentet utfördes på Woolwich Marshes 1864). Projektilen utvecklade en hastighet på upp till 2800 m/s. Friedrich Krupp 1930 (Tyskland) fortsatte att testa.
Själva skalen var solida, något konvexa, spetsen hade en konisk form. Deras storlekar varierade från 75 mm (0,3 tum) med en vikt på 3 kg (6,6 pund) till 254 mm (10 tum) med en vikt på 187 kg (412,3 pund).
Metoder och standardprojektil
Många militärer före 1860-talet använde kalkylmetoden för att korrekt bestämma en projektils bana. Denna metod, som var lämplig för att beräkna endast en bana, utfördes manuellt. För att göra beräkningar mycket enklare och snabbare har forskning påbörjats för att skapa en teoretisk resistansmodell. Forskning har lett till en betydande förenkling av experimentell bearbetning. Detta var "standardprojektil"-konceptet. Ballistiska tabeller sammanställdes för en konstruerad projektil med en given vikt och form, specifika mått och en viss kaliber. Detta gjorde det lättare att beräkna den ballistiska koefficienten för en standardprojektil som kunde röra sig genom atmosfären enligt en matematisk formel.
Bordballistisk koefficient
Ovanstående ballistiska tabeller inkluderar vanligtvis sådana funktioner som: luftdensitet, projektilens flygtid inom räckvidd, räckvidd, grad av projektilens avgång från en given bana, vikt och diameter. Dessa siffror underlättar beräkningen av ballistiska formler, som behövs för att beräkna projektilens mynningshastighet i avståndet och flygbanan.
Bashforth-pipor från 1870 avfyrade en projektil med en hastighet av 2800 m/s. För beräkningar använde Mayevsky Bashfort- och Krupp-tabellerna, som inkluderade upp till 6 zoner med begränsad åtkomst. Forskaren tänkte ut den sjunde begränsade zonen och sträckte ut Bashforts schakt upp till 1100 m/s (3 609 ft/s). Mayevsky konverterade data från imperialistiska enheter till metriska (för närvarande SI-enheter).
1884 lämnade James Ingalls in sina fat till US Army Ordnance Circular med hjälp av Mayevsky-bord. Ingalls utökade de ballistiska tunnorna till 5000 m/s, som låg inom den åttonde spärrzonen, men fortfarande med samma värde på n (1,55) som Mayevskys 7:e spärrzon. Redan fullt förbättrade ballistiska tabeller publicerades 1909. 1971 beräknade företaget Sierra Bullet sina ballistiska tabeller för 9 begränsade zoner, men bara inom 4 400 fot per sekund (1 341 m/s). Denna zon har dödlig kraft. Föreställ dig en 2 kg projektil som färdas i 1341 m/s.
Majewski-metoden
Vi har redan nämnt lite ovandetta efternamn, men låt oss överväga vilken typ av metod den här personen kom på. År 1872 publicerade Mayevsky en rapport om Trité Balistique Extérieure. Med hjälp av sina ballistiska tabeller, tillsammans med Bashforths tabeller från rapporten från 1870, skapade Mayevsky en analytisk matematisk formel som beräknade luftmotståndet för projektilen i termer av log A och värdet på n. Även om forskaren i matematik använde ett annat tillvägagångssätt än Bashforth, var de resulterande beräkningarna av luftmotståndet desamma. Mayevsky föreslog konceptet med en begränsad zon. Medan han utforskade upptäckte han den sjätte zonen.
Omkring 1886 publicerade generalen resultaten av en diskussion om M. Krupps experiment (1880). Även om de använda projektilerna varierade stort i kaliber, hade de i princip samma proportioner som standardprojektilen, 3 meter lång och 2 meter i radie.
Siacci-metoden
År 1880 publicerade överste Francesco Siacci sin Balistica. Siacci föreslog att luftmotståndet och densiteten ökar när projektilens hastighet ökar.
Siacci-metoden var avsedd för platta brandbanor med avböjningsvinklar på mindre än 20 grader. Han fann att en så liten vinkel inte tillåter luftdensiteten att ha ett konstant värde. Med hjälp av Bashforths och Mayevskys tabeller skapade Siacci en 4-zonsmodell. Francesco använde en standardprojektil som general Mayevsky skapade.
Bullet Coefficient
Bullet Coefficient (BC) är i grunden ett mått påhur rationaliserad kulan är, det vill säga hur väl den skär genom luften. Matematiskt är detta förhållandet mellan kulans specifika vikt och dess formfaktor. Ballistisk koefficient är i huvudsak ett mått på luftmotståndet. Ju högre siffra, desto lägre motstånd, och desto effektivare är kulan genom luften.
En mening till - BC. Indikatorn bestämmer vindens bana och drift när andra faktorer är lika. BC förändras med kulans form och hastigheten med vilken den färdas. "Spitzer", som betyder "spetsad", är en mer effektiv form än "rund nos" eller "flat spets". I andra änden av kulan minskar båtens stjärt (eller avsmalnande fot) luftmotståndet jämfört med en platt bas. Båda ökar punkten BC.
Bullet Range
Naturligtvis är varje kula olika och har sin egen hastighet och räckvidd. Ett gevärsskott i en vinkel på cirka 30 grader ger den längsta flygsträckan. Detta är en riktigt bra vinkel som en uppskattning av optimal prestanda. Många antar att 45 grader är den bästa vinkeln, men det är det inte. Kulan är föremål för fysikens lagar och alla naturkrafter som kan störa ett exakt skott.
Efter att kulan lämnar fatet börjar tyngdkraften och luftmotståndet att arbeta mot startenergin från mynningsvågen, och dödlig kraft utvecklas. Det finns andra faktorer, men dessa två har störst inverkan. Så fort kulan lämnar pipan börjar den tappa horisontell energi på grund av luftmotstånd. Vissa människor kommer att säga att kulan stiger när den lämnar pipan, men detta är bara sant om pipan placerades i en vinkel när den avfyrades, vilket ofta är fallet. Om du skjuter horisontellt mot marken och samtidigt kastar kulan uppåt, kommer båda projektilerna att träffa marken nästan samtidigt (minus den lilla skillnaden som orsakas av markens krökning och det lätta fallet i vertikalaccelerationen).
Om du riktar ditt vapen i en vinkel på cirka 30 grader, kommer kulan att färdas mycket längre än många tror, och även ett lågenergivapen som en pistol kommer att skicka kulan över en mil. En projektil från ett kraftfullt gevär kan färdas cirka 3 miles på 6-7 sekunder, så du bör inte i något fall skjuta upp i luften.
Ballistisk koefficient för pneumatiska kulor
Pneumatiska kulor var inte designade för att träffa ett mål, utan för att stoppa ett mål eller göra någon mindre fysisk skada. I detta avseende är de flesta kulor för pneumatiska vapen gjorda av bly, eftersom detta material är mycket mjukt, lätt och ger projektilen en liten initial hastighet. De vanligaste typerna av kulor (kaliber) är 4,5 mm och 5,5. Naturligtvis skapades också större kaliber - 12,7 mm. Att göra ett skott från sådan pneumatik och en sådan kula, måste du tänka på säkerheten för utomstående. Till exempel är bollformade kulor gjorda för rekreationslek. I de flesta fall är denna typ av projektil belagd med koppar eller zink för att undvika korrosion.