Wykłady z Broni i Balistyki cz.1

BRON I BALISTYKA
Cz. B01
Podstawy balistyki
Literatura
Oraz:
Stanislaw Kochanski: Automatyczna bron strzelecka
Zbigniew Gwózdz: Polskie konstrukcje broni strzeleckiej
Stanislaw Zyla: Pistolety i rewolwery
H. Glowicki, S. Niezgodzinski, S. Torecki:
Budowa i eksploatacja broni lufowej i amunicji
1
Jednostki anglosaskie
1 inch (cal)
1 foot (stopa)
1 yard (jard)
1 mile (mila)
-
25.4 mm
305 mm
0.914 m
1.609 km
1 grain (gran)
1 ounce (uncja)
1 pound (funt)
-
0.0648 g
28.35 g
0.448 kg
1 psi (funt na cal kwadratowy) - 6895 Pa (ok. 0.07 atm)
1 foot per second
-
0.305 m/s
BRON PALNA
W rozumieniu technicznym: bron miotajaca zawierajaca uklad
miotajacy, w którym do napedu pocisków jest wykorzystywana
energia kinetyczna gazów, powstajacych podczas spalania ladunku
miotajacego
W rozumieniu prawa: bron palna to niebezpieczne dla zycia lub
zdrowia urzadzenie, które w wyniku dzialania sprezajacych gazów,
powstalych wskutek spalania materialu miotajacego jest zdolne do
wystrzelenia pocisku lub substancji z lufy albo elementu ja
zastepujacego, a przez to do razenia celów na odleglosc [art.7
ustawy z dnia 21 maja 1999r. o broni i amunicji, Dz.U. nr 33 poz.
549 z pózn. zm.].
Obecnie do broni palnej zalicza sie bron bojowa, mysliwska,
sportowa, gazowa, alarmowa i sygnalowa.
2
POJECIE BRONI STRZELECKIEJ
BRON STRZELECKA to:
bron o kalibrze lufy nie przekraczajacym 20 mm
Za wyjatkiem:
recznych granatników ppanc.
pistoletów sygnalowych
PODSTAWOWE NAZEWNICTWO
Naboje
Karabiny, sztucery
Pistolety
Rewolwery
[http:// neska.strefa.pl /modules.php?name=Balistyka ]
3
BALISTYKA
dziedzina nauk technicznych zajmujaca si e badaniem
zjawiska strzalu, a zwlaszcza napedem (miotaniem), lotem na
torze (w powietrzu) i dzialaniem na cel pocisków róznego
rodzaju. Poszczególnymi fazami ruchu pocisków zajmuja sie
odpowiednio:
•balistyka wewnetrzna, obejmujaca zjawiska zachodzace od
momentu detonacji splonki do momentu opuszczenia lufy przez
pocisk;
•balistyka zewnetrzna, obejmujaca zjawiska zachodzace od
momentu opuszczenia lufy przez pocisk (w przypadku pocisku z
wlasnym napedem – od momentu odpalenia) do momentu
zetkniecia sie pocisku z celem;
•balistyka koncowa, obejmujaca zjawiska zachodzace od
momentu zetkniecia sie pocisku z celem (w przypadku pocisku z
zapalnikiem czasowym – od momentu rozprysku pocisku).
Miary katowe - MOA
MOA – Minute of angle – minuta katowa
1MOA na 100 m ≈ 30 mm
1MOA na 200 m ≈ 60 mm
1MOA na 300 m ≈ 90 mm
2 MOA na 100 m ≈ 60 mm
1MOA na 100 yardów ≈ 1 cal
4
Miary katowe – MIL (tysieczna)
MIL – Milliradian – 1/1000 radiana
1MIL na 100 m = 100 mm
1MIL na 200 m = 200 mm
1MIL na 300 m = 300 mm
2 MIL na 100 m = 200 mm
1MIL na 100 yardów = 3.6 cala
Miary katowe
Czesc kata
pelnego
Dlugosc luku
w odleglosci
100 m
Przeliczenie na
minuty katowe
(MOA)
1/360
1745 mm
60
1/21600
29.1 mm
1
1/1296000
0.49 mm
1/60
(miliradian fizyczny, tysieczna
rzeczywista)
˜1/6283.2
100 mm
3.438
MIL USMC
1/6283
100 mm
3.438
MIL NATO
1/6400
98.2 mm
3.375
1/6300
99.7 mm
3.429
1/6000
104.7 mm
3.600
Nazwy
Stopien
(degree)
Minuta katowa
(MOA, minute of angle, minute of arc)
Sekunda katowa
(arcsecond)
Miliradian
(Mils Army, tysieczna z nadmiarem)
Szwedzki MIL
(streck, linia)
Tysieczna z niedomiarem
5
ZJAWISKO STRZALU
[Wound ballistic simulation:Assessment of the legitimacy of law enforcement firearms ammunition by means of wound ballistic simulation, Jorma Jussila]
BALISTYKA WEWNETRZNA
6
BALISTYKA WEWNETRZNA
70
60
3000
50
40
2000
30
20
1000
Droga w lufie [cm]
Cisnienie [at], predkosc [m/s]
pvl
Cisnienie
4000 Predkosc
Droga
10
0
0
0
0.5
1
1.5
Czas [ms]
Nabój .270 Winchester
BALISTYKA WEWNETRZNA
[Competitive Shooting, A.A. Yur’yev ]
7
BALISTYKA WEWNETRZNA - srut
[Wszystko o broni mysliwskiej, Anatol Szyrkowiec]
BALISTYKA WEWNETRZNA – pomiar cisnienia
[Lyman 47th Reloading Handbook]
8
BALISTYKA WEWNETRZNA – lufy testowe
BALISTYKA WEWNETRZNA – sprawdzanie wytrzymalosci broni
W celu sprawdzenia wytrzymalosci lufy, komory nabojowej i
zamka kazdy egzemplarz broni musi byc poddany próbie z
uzyciem amunicji o zwiekszonym cisnieniu gazów prochowych.
Organizacja SAAMI wymaga ladunków prochowych o cisnieniu
33-44% wyzszym od dopuszczalnego cisnienia nominalnego, a
organizacja CIP wymaga ladunków o cisnieniu wyzszym o 30%.
9
DRGANIA LUFY
[Competitive Shooting, A.A. Yur’yev]
DRGANIA BRONI
10
DRGANIA LUFY
Róznica w kierunku wylotu
pocisku przy 0,1 ms
przesunieciu czasu wylotu dla
lufy maksymalnie wygietej
1.5
1
0.5
Czas [ms]
0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
-0.5
Róznica w kierunku wylotu
pocisku przy 0,1 ms
przesunieciu czasu wylotu dla
lufy prostej
-1
-1.5
DOSTRAJANIE LUFY DO AMUNICJI
11
PODRZUT LUFY
[Competitive Shooting, A.A. Yur’yev]
Hamulce wylotowe i kompensatory podrzutu
AKCYJNY
REAKCYJNY
AKCYJNO-REAKCYJNY
12
BALISTYKA ZEWNETRZNA
BALISTYKA ZEWNETRZNA - trajektoria
A - Ruch pocisku w prózni w warunkach braku grawitacji
B - Swobodny upadek pocisku w prózni
w polu grawitacyjnym
t=0
t=1s
t=2s
t=3s
t=4s
t=5s
0m
4.9 m
19.6 m
44.1 m
78.4 m
C - Ruch pocisku w prózni w polu
grawitacyjnym
122.5 m
13
BALISTYKA ZEWNETRZNA - trajektoria
A - Ruch pocisku w atmosferze w warunkach braku grawitacji
t=0
t=1s
t=2s
t=3s
t=4s
t=5s
B - Swobodny upadek pocisku w
atmosferze
Tor lotu w prózni
C - Ruch pocisku w atmosferze w
polu grawitacyjnym
BALISTYKA ZEWNETRZNA - trajektoria
20
800
Dystans [m]
700
2000
1800
1600
1400
600
500
-40
Czas lotu pocisku
1s
400
PREDKOSC
-60
DZWIEK
300
2s
3s
-80
-100
-120
Predkosc [m/s]
Wysokosc toru [m]
-20
1200
1000
800
600
400
200
0
0
4s
Wysokosc toru [m]
Predkosc [m/s]
5s
200
100
0
Trajektoria lotu i predkosc pocisku kal. .308 Win
14
BALISTYKA ZEWNETRZNA – opór powietrza
[Lyman 47th Reloading Handbook]
BALISTYKA ZEWNETRZNA – opór powietrza
V2
F = cFρ
2
V=50 m/s
F
c = const
V=700 m/s
F
c ? const
15
BALISTYKA ZEWNETRZNA – opór powietrza
BC =
W / 7000
d 2i
BC
W
d
i
– wspólczynnik balistyczny
– masa pocisku [gran]
– kaliber pocisku [cal]
– wspólczynnik ksztaltu
BALISTYKA ZEWNETRZNA – opór powietrza
16
Wspólczynniki balistyczne
(wg krzywej G1)
BALISTYKA ZEWNETRZNA – opór powietrza
A .308 Winchester (7.62 x 51 Nato) FMJ bullet traveling at approximately 2800 ft/s (850 m/s).
http://www.nennstiel-ruprecht.de/bullfly /
17
BALISTYKA ZEWNETRZNA – opór powietrza
A cal. .32 ACP (7.65 mm Browning) pistol bullet , moving at a speed considerably below the
speed of sound.
http://www.nennstiel-ruprecht.de/bullfly /
BALISTYKA ZEWNETRZNA – lot w pró zni
[Competitive Shooting, A.A. Yur’yev ]
18
BALISTYKA ZEWNETRZNA – opór powietrza
Os pocisku
Reakcja sil
aerodynamicznych
Tor lotu
Sila ciezkosci
[Competitive Shooting, A.A. Yur’yev ]
BALISTYKA ZEWNETRZNA – Zyroskop
[Understanding Ballistics, Robert A. Rinker]
19
BALISTYKA ZEWNETRZNA – Zyroskop
[www.wikipedia.pl]
BALISTYKA ZEWNETRZNA – stabilizacja
[Competitive Shooting, A.A. Yur’yev ]
20
BALISTYKA ZEWNETRZNA – stabilizacja
Tor lotu
Obroty
pocisku
Os
pocisku
Precesj
a
Nutacja
BALISTYKA ZEWNETRZNA – stabilizacja
21
BALISTYKA ZEWNETRZNA – stabilizacja
BALISTYKA ZEWNETRZNA –
stabilizacja zyroskopowa
9 mm Para, 124 gr
FMJ 7.62 x 51, 180 gr
.38 Spec Wadcuter, 180 gr
22
BALISTYKA ZEWNETRZNA –
Formula Greenhil’a
Ponizsza formula pozwala na okreslenie w przyblizeniu skoku gwintu niezbednego do
stabilizacji pocisku plaszczowego (o gestosci wlasciwej 10.9 g/cm3)
WYMAGANY SKOK GWINTU (w kalibrach) = 150/dlugosc pocisku w kalibrach
Np. Pocisk kal. .30 o masie 220 granów ma dlugosc 1.35 cali czyli 4.5 kalibrów. Po
podstawieniu do wzoru uzyskujemy 150/4.5= 33.3 kalibrów czyli 33.3*0.3=10 cali
Dla kalibru .308 przyjmuje sie, ze dla pocisków o masie ponizej 170 granów wystarcza
skok gwintu 12”, a dla pocisków do 220 granów (ciezszych) konieczny jest skok 10” a
dla pocisków ponad 220 granów 8”.
Typowe skoki gwintów w pistoletach:
9 mm Para
.357 Magnum
- 11”
- 18”
Skok gwintu lufy
KALIBER
.224
(np.: 222 Rem., 223 Rem.,
22PPC, 224 Weatherby Mag.
220 Swift )
.308
(np.: 308 Win., 300 Win. Mag.,
30-06 Springfield, 7.62x54R
.338
(np.: 338 Lapua Mag.)
9 mm, .355
(np.: 9 mm Para)
SKOK
GWINTU
[cale]
15
14
12
9
8
15
14
12
11
10
12
10
16
MAKSYMALNA
UWAGI
MASA POCISKU
gran
gram
55
3.56 Predkosc wylot. >1250m/s
55
3.56 Predkosc wylot. <1250m/s
63
4.08
70
4.54
80
5.18
150
9.72
168
10.89
180
11.66
190
12.31
220
14.26
225
14.58
300
19.44
Wszystkie inne pociski
Amunicja pistoletowa
23
BALISTYKA ZEWNETRZNA – stabilizacja brzechwowa
BALISTYKA ZEWNETRZNA – efekt Coriolisa
24
Przyspieszenie Coriolisa
N
W
0.5 MOA
N54o
E
500 m
S
1000 m
1500 m
.308 Win, 185gr, 745 m/s
Przyspieszenie Coriolisa
Armata Paryska, kal. 210 mm, Zasieg 130 km
Przy ostrzale Paryza z odleglosci 120 km odchylenie toru wynosilo
1350m w prawo a donosnosc zmniejszona byla o 400 m.
25
BALISTYKA ZEWNETRZNA – wplyw wiatru
BALISTYKA ZEWNETRZNA – wplyw wiatru
26
BALISTYKA ZEWNETRZNA – wplyw wiatru
[Competitive Shooting, A.A. Yur’yev ]
BALISTYKA ZEWNETRZNA – wplyw wiatru
WD-1
Znoszenie [cm]
200
Trophy Bonded Bear Claw,
BC=0.348
Nosler Solid Base BT,
BC=0.427
Barnes Triple Shock X-Bullet
BC=0.505
150
100
50
0
0
100
200
300
400
500
600
700
Dystans [m]
Pocisk kal. .308 Win, predkosc wiatru 4 m/s
27
BALISTYKA ZEWNETRZNA – STRZELANIE POD KATEM DO POZIOMU
Wyprzedzenie
28
Wyprzedzenie
Wyprzedzenie
900
800
Predkosc [m/s]
700
600
500
400
300
200
Kal. 308
Kal. 9 Para
100
0
0
50
100
150
200
250
300
350308
Kal.
Dystans [m]
Dystans s = 100 m; Predkosc celu v = 36 km/h = 10 m/s
Srednia predkosc pocisku
V = 750 m/s
Czas przelotu 100 m
t = s/V t = 100/750 t = 0.13 s
Wyprzedzenie
L = v*t L = 10 * 0.13 = 1.3 m
Kal. 9 Para
Dystans s = 25m ; Predkosc celu v = 7.2 km/h = 2 m/s
Srednia predkosc pocisku
V = 330 m/s
Czas przelotu 100 m
t = s/V t = 25/330 t = 0.075 s
Wyprzedzenie
L = v*t L = 2 * 0.075 = 0.15 m
OKRESLANIE ODLEGLOSCI ZA POMOCA SIATKI MIL
Wielkosc celu w metrach * 1000
Odleglosc od celu =
Wielkosc celu w MIL’sach
Np:
Dorosly mezczyzna – 1.8 m
Wielosc w siatce – 6 MILs
Odleglosc = 1.8x1000/6 = 300 m
29
Wielkosc celu – 0.3 m
Wielosc w siatce – 7 MILs
Odleglosc = 0.3x1000/7 = 43 m
30