балістики
Балістики, комплекс фізико-технічних дисциплін, що охоплюють теоретичне і експериментальне дослідження руху і кінцевого впливу метану твердих тіл - куль, артилерійських снарядів, ракет, авіаційних бомб і космічних літальних апаратів. Балістика розділяється на: 1) внутрішню балістику, що вивчає методи приведення снаряда в рух; 2) зовнішню балістику, що вивчає рух снаряда по траєкторії; 3) балістику в кінцевій точці, предметом вивчення якої є закономірності впливу снарядів на трупи цілі. Розробка і проектування видів і систем балістичної зброї грунтуються на застосуванні математики, фізики, хімії та конструкторських досягнень для вирішення численних і складних завдань балістики. Засновником сучасної балістики прийнято вважати И.Ньютона (1643-1727). Формулюючи закони руху і розраховуючи траєкторію матеріальної точки в просторі, він спирався на математичну теорію динаміки твердого тіла, яку розробили І. Мюллер (Німеччина) і італійці Н.Фонтана і Г.Галілей в 15 і 16 ст.
Класична задача внутрішньої балістики, яка складається в розрахунку початкової швидкості снаряда, максимального тиску в стовбурі і залежності тиску від часу, для стрілецької зброї та гармат вирішена теоретично досить повно. Що стосується сучасних артилерійських і ракетних систем - безвідкатних знарядь, газових гармат, артилерійських ракет і систем з реактивною тягою, - то тут відчувається потреба в додатковому уточненні балістичної теорії. Типові завдання балістики з наявністю аеродинамічних, інерційних і гравітаційних сил, що діють на снаряд або ракету в польоті, за останні роки стали більш складними. Гіперзвукові і космічні швидкості, входження носового конуса в щільні шари атмосфери, величезна довжина траєкторії, політ за межами атмосфери і міжпланетні космічні польоти - все це вимагає оновлення законів і теорій балістики.
Витоки балістики губляться в давнину. Найпершим її проявом було, безсумнівно, метання каменів доісторичним людиною. Такі попередники сучасної зброї, як лук, катапульта і баліста, можуть бути типовим прикладом найбільш ранніх видів застосування балістики. Прогрес в конструюванні зброї привів до того, що в наші дні артилерійські знаряддя стріляють 90-кілограмовими снарядами на відстані більше 40 км, протитанкові снаряди здатні пробивати сталеву броню товщиною 50 см, а керовані ракети можуть доставити обчислюється в тоннах бойове навантаження в будь-яку точку земної кулі .
Протягом багатьох років використовувалися різні способи прискорення метальних снарядів. Лук прискорював стрілу за рахунок енергії, запасеної в зігнутому шматку дерева; пружинами баллісти служили скручують сухожилля тварин. Були випробувані електромагнітна сила, сила пара, стиснутого повітря. Однак жоден із способів не був настільки успішний, як спалювання горючих речовин.
ВНУТРІШНЯ балістики
Внутрішня балістика - це розділ балістики, що вивчає процеси приведення снаряда в поступальний рух. Такі процеси вимагають: 1) енергії; 2) наявності робочої речовини; 3) наявності пристрою, керуючого підведенням енергії і розганяє снаряд.Устройством для розгону снаряда може служити гарматна система або реактивний двигун.
Стовбурові системи прискорення.
Загальна класична задача внутрішньої балістики в застосуванні до стовбуровим системам початкового прискорення снаряда полягає у знаходженні граничних співвідношень між характеристиками заряджання і балістичними елементами пострілу, якими в сукупності повністю визначається процес пострілу. Характеристики заряджання - це розміри пороховий комори і каналу ствола, конструкція і форма нарізів, а також маси порохового заряду, снаряда і знаряддя. Балістичні елементи - це тиск газу, температура пороху і порохових газів, швидкість газів і снаряда, відстань, яку долає снарядом, і кількість діючих в даний момент газів. Знаряддя, по суті, являє собою однотактний двигун внутрішнього згоряння, в якому снаряд рухається як вільний поршень під тиском швидко розширюється газу.
Тиск, що виникає внаслідок перетворення твердого горючої речовини (пороху) в газ, дуже швидко підвищується до максимального значення, що становить від 70 до 500 МПа. При просуванні снаряда по каналу ствола тиск досить швидко падає. Тривалість дії високого тиску - близько декількох мілісекунд для гвинтівки та кількох десятих часток секунди для зброї великого калібру (рис. 1).
Характеристики внутрішньої балістики ствольної системи прискорення залежать від хімічного складу метальної вибухової речовини, швидкості його горіння, форми і розміру порохового заряду і від щільності заряджання (маси порохового заряду на одиницю об'єму камори знаряддя). Крім того, на характеристиках системи можуть позначатися довжина ствола гармати, обсяг пороховий камори, маса і «поперечна щільність» снаряда (маса снаряда, поділена на квадрат його діаметра). З точки зору внутрішньої балістики, бажана мала щільність, так як при цьому снаряд досягає більшої швидкості.
Для утримання знаряддя з відкотом в рівновазі під час пострілу потрібно докладати значну зовнішню силу (рис. 2). Зовнішня сила, як правило, забезпечується противідкатна механізмом, що складається з механічних пружин, гідравлічних пристроїв і газових амортизаторів, розрахованих так, щоб гасився спрямований назад імпульс стовбура і казенної частини з затвором знаряддя. (Імпульс, або кількість руху, визначається як добуток маси на швидкість; за третім законом Ньютона імпульс, який посилає знаряддю, дорівнює імпульсу, що передається снаряду.)