Баллистика - это область механики, связанная с запуском, поведением в полете и воздействием снарядов , особенно боеприпасов дальнего действия, таких как пули , неуправляемые бомбы , ракеты и т.п. наука или искусство конструирования и ускорения снарядов для достижения желаемых характеристик.
Баллистическое тело является свободно двигающимся телом с импульсом , который может быть предметом сил , такие как силы , оказываемых давлением газов из ствола пистолета или метательным сопла , нормальной силы с помощью нарезов , а также тяжесть и сопротивление воздуха во время полета.
Баллистическая ракета является ракетой , которая руководствуется только в течение относительно короткого начального этапа активного полета и траектории впоследствии регулируется законами классической механики ; в отличие от (например) крылатой ракеты, которая аэродинамически управляется в полете с двигателем, как самолет с неподвижным крылом .
История и предыстория [ править ]
Самыми ранними известными баллистическими снарядами были камни и копья [1] [2] и метательная палка .
Самое древнее свидетельство о снарядах с каменными наконечниками, которые могли стрелять или не стрелять из лука (ср. Atlatl ), датируется ок. 64000 лет назад были найдены в пещере Сибуду , в настоящее время в Южной Африке . [3] Самые старые свидетельства использования луков для стрельбы из стрел датируются примерно 10 000 лет назад; он основан на сосновых стрелах, найденных в долине Аренсбург к северу от Гамбурга . У них были неглубокие бороздки на основании, что указывало на то, что стреляли из лука. [4] Самому старому из найденных луков около 8000 лет, он был найден в болоте Холмегард в Дании.
Стрельба из лука, похоже, пришла в Америку с арктической традицией малых орудий около 4500 лет назад.
Первые устройства, идентифицированные как оружие, появились в Китае примерно в 1000 году нашей эры, а к 12 веку технология распространилась по остальной части Азии и в Европе к 13 веку. [5]
После тысячелетий эмпирического развития дисциплина баллистики была первоначально изучена и развита итальянским математиком Никколо Тарталья в 1531 году [6] [7], хотя он продолжал использовать отрезки прямолинейного движения, соглашения, установленные Авиценной и Альбертом Саксонским , но с нововведением, что он соединил прямые линии дугой окружности. Галилей установил принцип сложного движения в 1638 году [8], используя этот принцип для получения параболической формы баллистической траектории. [9] Баллистика была положена на прочную научную и математическую основу Исааком Ньютоном., с публикацией Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica в 1687 году. Это дало математические законы движения и гравитации, которые впервые позволили успешно предсказывать траектории. [ необходима цитата ]
Слово баллистика происходит от греческого βάλλειν ballein , что означает «бросать».
Снаряды [ править ]
Снаряд - это любой объект, выброшенный в космос (пустой или нет) под действием силы . Хотя любой объект, движущийся в пространстве (например, брошенный бейсбольный мяч ), является снарядом, этот термин чаще всего относится к оружию дальнего боя . [10] [11] Математические уравнения движения используются для анализа траектории снаряда .
Примеры снарядов включают шары , стрелы , пули , артиллерийские снаряды , ракеты и т. Д.
Пусковые установки [ править ]
Бросок [ править ]
Метание - это запуск снаряда вручную. Хотя некоторые другие животные могут бросать, люди необычайно хорошие метатели из-за их высокой ловкости и хороших способностей к таймингу, и считается, что это развитая черта. Свидетельства того, что люди бросали, датируются 2 миллионами лет назад. [13] Скорость метания 90 миль в час, характерная для многих спортсменов, намного превышает скорость, с которой шимпанзе могут бросать предметы, которая составляет около 20 миль в час. [13] Эта способность отражает способность мышц плеча и сухожилий человека сохранять эластичность до тех пор, пока она не понадобится для движения объекта. [13]
Слинг [ править ]
Праща - это метательное оружие, обычно используемое для метания тупых снарядов, таких как камень, глина или свинцовая « пращовая пуля ».
У пращи есть небольшая люлька или мешочек посередине двух отрезков шнура. Строп камень помещается в сумке. Средний или большой палец продевается через петлю на конце одного шнура, а язычок на конце другого шнура помещается между большим и указательным пальцами. Ремень поворачивается по дуге, и язычок освобождается в определенный момент. Это освобождает снаряд для полета к цели.
Лук [ править ]
Лук - это гибкий кусок материала, который стреляет аэродинамическими снарядами, называемыми стрелами . Струна соединяет два конца, и когда струна отводится назад, концы палки сгибаются. Когда струна отпускается, потенциальная энергия изогнутой палки преобразуется в скорость стрелы. [14] Стрельба из лука - это искусство или спорт стрелять из лука. [15]
Катапульта [ править ]
Катапульта - это устройство, используемое для запуска снаряда на большое расстояние без помощи взрывных устройств - особенно различных типов древних и средневековых осадных машин . [16] Катапульта использовалась с древних времен, потому что она оказалась одним из самых эффективных механизмов во время войны. Слово «катапульта» происходит от латинского « катапульта» , которое, в свою очередь, происходит от греческого καταπέλτης ( katapeltēs ), само от κατά ( ката ) «против» [17] и πάλλω ( pallō ), «бросать, швырять». [18] [19]Катапульты изобрели еще древние греки . [20] [21]
Пистолет [ править ]
Пистолет - это обычно трубчатое оружие или другое устройство, предназначенное для выстрела снарядов или другого материала. [22] Снаряд может быть твердым, жидким, газообразным или энергетическим и может быть свободным, как пули и артиллерийские снаряды, или пленным, как у электрошокеров и китобойных гарпунов . Способы выброса различаются в зависимости от конструкции, но обычно осуществляются под действием давления газа, возникающего в результате быстрого сгорания топлива.или сжаты и хранятся с помощью механических средств, воздействуя на снаряд внутри трубы с открытым концом наподобие поршня. Сдержанный газ ускоряет подвижный снаряд по длине трубы, сообщая скорость, достаточную для поддержания полета снаряда, когда действие газа прекращается на конце трубы или дульного среза. В качестве альтернативы можно использовать ускорение за счет генерации электромагнитного поля, и в этом случае можно отказаться от трубки и заменить направляющий рельс.
Ракета [ править ]
Ракета - это ракета , космический корабль , самолет или другое транспортное средство, которое получает тягу от ракетного двигателя . Выхлоп ракетных двигателей полностью формируется из топлива, находящегося внутри ракеты перед использованием. [23] Ракетные двигатели работают за счет действия и противодействия . Ракетные двигатели толкают ракеты вперед, просто очень быстро выбрасывая их выхлопные газы назад.
Несмотря на то, что ракеты сравнительно неэффективны для использования на низких скоростях, они относительно легкие и мощные, способны создавать большие ускорения и достигать чрезвычайно высоких скоростей с разумной эффективностью. Ракеты не зависят от атмосферы и очень хорошо работают в космосе.
Ракеты для использования в военных и развлекательных целях относятся к Китаю не менее 13 века . [24] Значительного научного, межпланетного и промышленного использования не произошло до 20-го века, когда ракетная техника была технологией, способствующей развитию космической эры , в том числе ступив на Луну . Ракеты теперь используются для фейерверков , вооружения , катапультных кресел , ракет-носителей для искусственных спутников , космических полетов человека и исследования космоса .
Химические ракеты являются наиболее распространенным типом ракет с высокими характеристиками, и они обычно создают свой выхлоп за счет сгорания ракетного топлива . Химические ракеты хранят большое количество энергии в легко высвобождаемой форме и могут быть очень опасными. Однако тщательное проектирование, тестирование, конструкция и использование сводят риски к минимуму.
Подполя [ править ]
Баллистику часто делят на следующие четыре категории: [25]
- Внутренняя баллистика - исследование процессов первоначального ускорения снарядов.
- Переходная баллистика - исследование снарядов при их переходе в автономный полет.
- Внешняя баллистика исследование пролета снаряда ( траектории ) в полете.
- Терминальная баллистика: изучение снаряда и его эффектов при завершении полета.
Внутренняя баллистика [ править ]
Внутренние баллистики (также внутренняя баллистика), подпол баллистики, является изучением движения в виде снаряда .
В орудиях внутренняя баллистика охватывает время от момента воспламенения пороха до выхода снаряда из ствола орудия . [26] Изучение внутренней баллистики важно для разработчиков и пользователей огнестрельного оружия всех типов, от малокалиберных винтовок и пистолетов до высокотехнологичной артиллерии .
Для реактивных снарядов внутренняя баллистика охватывает период, в течение которого ракетный двигатель обеспечивает тягу. [27]
Переходная баллистика [ править ]
Переходная баллистика, также известная как промежуточная баллистика, [28] - это исследование поведения снаряда с момента его выхода из дульного среза до выравнивания давления позади снаряда [29], поэтому он находится между внутренней баллистикой и внешней баллистикой .
Внешняя баллистика [ править ]
Внешняя баллистика - это часть науки о баллистике, которая изучает поведение снаряда без двигателя в полете.
Внешняя баллистика часто связана с огнестрельным оружием и имеет дело с фазой свободного полета пули после выхода из ствола оружия и до того, как она поразит цель, поэтому она находится между переходной баллистикой и конечной баллистикой .
Однако внешняя баллистика также касается свободного полета ракет и других снарядов, таких как шары, стрелы и т. Д.
Терминальная баллистика [ править ]
Терминальная баллистика - это изучение поведения и воздействия снаряда при попадании в цель. [30]
Терминальная баллистика актуальна как для малокалиберных снарядов, так и для крупнокалиберных снарядов (стреляющих из артиллерии ). Изучение столкновений с чрезвычайно высокой скоростью все еще очень ново и пока в основном применяется при проектировании космических аппаратов .
Приложения [ править ]
Судебная баллистика [ править ]
Судебная баллистика включает анализ пуль и ударов пуль для определения информации, которую можно использовать в суде или другой части правовой системы. Независимо от информации о баллистике, экспертиза огнестрельного оружия и инструментов (« баллистическая дактилоскопия ») включает анализ следов огнестрельного оружия, боеприпасов и инструментов с целью установления того, использовалось ли определенное огнестрельное оружие или инструмент при совершении преступления.
Астродинамика [ править ]
Астродинамика - это приложение баллистики и небесной механики к практическим задачам, связанным с движением ракет и других космических аппаратов . Движение этих объектов, как правило , рассчитывается из законов движения Ньютона и закон Ньютона всемирного тяготения . Это основная дисциплина при разработке и управлении космическими полетами.
См. Также [ править ]
- Броня
- Баллистическая проводимость (связанная с переносом электронов )
- Баллистический предел
- Баллистическая травма
- Анализ образца пятен крови
- Вероятна круговая ошибка
- Остатки выстрела
- Гидростатический шок
- LTE Томпсон
- Микроскопы и баллистика
- Петер Белькович
- Физика огнестрельного оружия
- Движение снаряда
- Останавливающая сила
- Траектория
- Эффект парообразования
Заметки [ править ]
- ^ «Архит дегтя entum». Архивировано 26 декабря 2008 года в Музее машинных технологий Wayback в Салониках, Македония, Греция / Дата обращения : 6 мая 2012 года.
- ^ "Древняя история". Архивировано 5 декабря 2002 года на Wayback Machine Automata. Проверено 6 мая 2012 года.
- ↑ Лин Уодли из Университета Витватерсранда (2010); BBC: найдены самые старые свидетельства наличия стрел
- ↑ McEwen E, Bergman R, Miller C. Ранний дизайн и конструкция лука. Scientific American 1991, т. 264 с. 76-82.
- ^ Хербст, Джудит (1 сентября 2005 г.). «История оружия» . Публикации Лернера . Проверено 16 марта 2018 г. - через Google Книги.
- ^ Баллистика в семнадцатом веке: исследование отношений науки и войны со ссылкой в основном на Англию, архив CUP - 1952, стр.
- ↑ Никколо 'Тарталья, Новая наука, 1537 г. (трактат по артиллерийскому делу и баллистике).
- ^ Галилей, два новых наук , Leiden, 1638, p.249
- ^ Nolte, Дэвид Д. Галилео Unbound (Oxford University Press, 2018)стр. 39-63.
- ^ "Бесплатный словарь" . Проверено 19 мая 2010 .
- ^ "Dictionary.com" . Проверено 19 мая 2010 .
- ^ Пепин, Мэтт (26.08.2010). «Арольдис Чепмен разгоняется до 105 миль в час» . Boston.com. Архивировано 31 августа 2010 года . Проверено 30 августа 2010 .
- ^ a b c Мелисса Хогенбум, « Происхождение метания человека разблокировано », BBC News (26 июня 2013 г.).
- ^ Патерсон Encyclopaedia стрельбы из лука стр. 27-28
- ^ Патерсон Encyclopaedia стрельбы из лука р. 17
- ^ Gurstelle 2004 .
- ^ Лидделл и Скотт , κατά.
- ^ Лидделл и Скотт , πάλλω.
- ^ Оксфорд Dic , катапульта.
- Перейти ↑ Schellenberg 2006 , pp. 14–23.
- ^ Marsden 1969 , стр. 48-64.
- ^ Камеры Словарь, союзные Chambers - 1998, "пистолет", страница 717
- Перейти ↑ Sutton 2001 , глава 1.
- ^ MSFC History Office 2000 .
- ^ Корпус морской пехоты США (1996). FM 6-40 Тактика, методы и процедуры для ручной артиллерийской артиллерии . Департамент армии.
- ↑ Армия США, 1965 , стр. 1-2
- ^ "Определение БАЛЛИСТИКИ" . www.merriam-webster.com . Проверено 16 марта 2018 .
- ↑ Баллистика в Encyclopædia Britannica Online, доступ 27 апреля 2009 г.
- ↑ Physics 001 The Science of Ballistics, Архивировано 22 февраля2012 г. на Wayback Machine, доступ осуществлен 27 апреля 2009 г.
- ^ Руководство по тестированию и анализу терминальной баллистики для отделения механики проникновения - BRL
Ссылки [ править ]
- Армия США (февраль 1965 г.), Внутренняя баллистика орудий (PDF) , Руководство по инженерному проектированию: серия по баллистике, Командование материальной частью армии США, AMCP 706-150
- Гурстель, Уильям (2004), Искусство катапульты: создание греческой баллисты, римских онагров, английских требушетов и более древней артиллерии , Чикаго: Chicago Review Press, ISBN 978-1-55652-526-1, OCLC 54529037
- Лидделл, Генри Джордж; Скотт, Роберт, греко-английский лексикон (определение), Perseus, Tufts, κατά πάλλω
- Марсден, Эрик Уильям (1969), греческая и римская артиллерия: историческое развитие , Оксфорд: Кларендон, ISBN 978-0-19-814268-3.
- MSFC History Office (2000), Ракеты в древние времена (100 г. до н.э. - 17 век) , Управление истории Центра космических полетов им. Маршалла , заархивировано из оригинала 9 июля 2009 г. , извлечено 09 июня 2016 г.
- "катапульта", Словари (определение), Оксфорд
- Schellenberg, Hans Michael (2006), "Diodor von Sizilien 14,42,1 und die Erfindung der Artillerie im Mittelmeerraum" (PDF) , Frankfurter Elektronische Rundschau zur Altertumskunde , 3 : 14–23
- Саттон, Джордж (2001), Rocket Propulsion Elements (7-е изд.), Чичестер: John Wiley & Sons, ISBN 978-0-471-32642-7
Внешние ссылки [ править ]
 | Поищите баллистику в Викисловаре, бесплатном словаре. |
 | В Wikisource есть текст статьи « Баллистика» из Британской энциклопедии 1911 года . |
- Ассоциация экспертов по маркировке огнестрельного оружия и инструментов
- Баллистические траектории Джеффа Брайанта, Демонстрационный проект Вольфрама
- Временная шкала криминалистических огнестрельного оружия и меток инструментов
- Международное баллистическое общество
- Полет пули от пороха к цели - Фрэнклин Уэстон Манн
