Balistique interne, shot et ses périodes
Balistique interne est une science qui étudie les processus qui se produisent lorsqu'un coup de feu est tiré, et en particulier lorsqu'une balle (grenade) se déplace le long du canon.
Shot et ses périodes
Un tir est appelé l'éjection d'une balle (grenade) du canon d'une arme par l'énergie des gaz générés lors de la combustion d'une charge de poudre.
Lorsqu'ils sont tirés à partir d'armes légères, les phénomènes suivants se produisent. De frapper l'attaquant sur la capsule cartouche vivante envoyé dans la chambre, la composition de percussion de l'amorce explose et une flamme se forme qui, à travers les trous de germination au fond de l'étui, pénètre jusqu'à la charge de poudre et l'enflamme. Lors de la combustion d'une charge de poudre (de combat), une grande quantité de gaz très chauffés se forme, ce qui crée une pression élevée dans l'alésage du canon sur le fond de la balle, le fond et les parois du manchon, ainsi que sur les parois du canon et de la culasse.
En raison de la pression des gaz sur le fond de la balle, elle se déplace de sa place et coupe les rayures; tournant le long d'eux, il se déplace le long de l'alésage avec une vitesse sans cesse croissante et est projeté vers l'extérieur le long de l'axe de l'alésage. La pression des gaz sur le bas du manchon fait reculer l'arme (le canon). De la pression des gaz sur les parois du manchon et du canon, ils sont étirés (déformation élastique), et le manchon, en appui serré contre la chambre, empêche les gaz de poudre de percer vers le boulon. En même temps, lorsque le coup est tiré, un mouvement oscillatoire (vibration) du canon se produit et celui-ci s'échauffe. Les gaz chauds et les particules de poudre à canon non brûlée s'échappant de l'alésage après la balle, lorsqu'ils rencontrent l'air, génèrent une flamme et une onde de choc ; ce dernier est la source du son lors du tir.
Lors du tir à partir d'une arme automatique, dont le dispositif est basé sur le principe de l'utilisation de l'énergie des gaz en poudre déchargés par un trou dans la paroi du canon (par exemple, un fusil d'assaut et des mitrailleuses Kalachnikov, Fusil de sniper Dragunov, la mitrailleuse à chevalet de Goryunov), une partie des gaz en poudre, en plus, après que la balle a passé la sortie de gaz, se précipite à travers elle dans la chambre à gaz, frappe le piston et lance le piston avec un porte-boulon (poussoir avec un boulon) retour.
Jusqu'à ce que le porte-boulon (tige du boulon) ait franchi une certaine distance, ce qui garantit que la balle s'échappera du canon, le boulon continue de verrouiller le canon. Une fois que la balle a quitté l'alésage, elle est déverrouillée ; le porte-boulon et le boulon, se déplaçant vers l'arrière, compriment le ressort de rappel (alternatif); l'obturateur retire le manchon de la chambre. Lorsqu'il avance sous l'action d'un ressort comprimé, le boulon envoie la cartouche suivante dans la chambre et verrouille à nouveau l'alésage du canon.
Lors du tir à partir d'une arme automatique, dont le dispositif est basé sur le principe de l'utilisation de l'énergie de recul (par exemple, un pistolet Makarov, pistolet automatique Stechkin, fusil automatique arr. 1941), la pression du gaz à travers le bas du manchon est transmise à la vanne et provoque le déplacement de la vanne avec le manchon vers l'arrière. Ce mouvement débute au moment où la pression des gaz pulvérulents au fond du manchon vient à bout de l'inertie du pêne et de la force du ressort alternatif. À ce moment-là, la balle sort déjà de l'alésage.
En reculant, le boulon comprime le ressort principal alternatif, puis, sous l'action de l'énergie du ressort comprimé, le boulon avance et envoie la cartouche suivante dans la chambre.
Certaines armes (par exemple, Mitrailleuse lourde Vladimirova, mitrailleuse à chevalet mod. 1910) sous l'action de la pression des gaz pulvérulents au fond de la douille, le canon recule d'abord avec le pêne (serrure) qui lui est accouplé. Après avoir parcouru une certaine distance, en s'assurant que la balle quitte l'alésage, le canon et la culasse sont désengagés, après quoi la culasse par inertie se déplace vers la position la plus reculée et comprime (étire) le ressort de rappel, et le canon, sous l'action de la ressort, revient en position avant.
Parfois, après que l'attaquant frappe l'amorce, le tir ne suivra pas ou cela se produira avec un certain retard. Dans le premier cas, il y a un raté, et dans le second, un tir prolongé. La cause d'un raté d'allumage est le plus souvent l'humidité de la composition percutante de l'amorce ou de la charge de poudre, ainsi qu'un faible impact du percuteur sur l'amorce. Par conséquent, il est nécessaire de protéger les munitions de l'humidité et de maintenir l'arme en bon état.
Un tir prolongé est une conséquence du développement lent du processus d'allumage ou de l'allumage de la charge de poudre. Par conséquent, après un raté d'allumage, vous ne devez pas ouvrir immédiatement l'obturateur, car un tir prolongé est possible. Si un raté se produit lors du tir d'un lance-grenades à chevalet, vous devez attendre au moins une minute avant de le décharger.
Lorsqu'une charge de poudre est brûlée, environ 25 à 35 % de l'énergie libérée est dépensée pour communiquer le mouvement vers l'avant à la balle (travail principal) ; 15-25% de l'énergie - pour des travaux mineurs (couper et surmonter le frottement de la balle lors du déplacement le long de l'alésage ; chauffer les parois du canon, du manchon et de la balle ; déplacer les parties mobiles de l'arme, les parties gazeuses et non brûlées de poudre à canon); environ 40 % de l'énergie n'est pas utilisée et est perdue une fois que la balle a quitté l'alésage.
La prise de vue se déroule dans un laps de temps très court (0,001-0,06 sec). Lors du tir, on distingue quatre périodes consécutives : préliminaires ; le premier, ou principal; seconde; la troisième, ou la période de séquelle gazeuse (Fig. 1).
Périodes de tir : Ro - pression forçante ; Рм - la pression la plus élevée (maximum) : pression Рк et Vк, gaz et vitesse des balles au moment de la fin de la combustion des poudres ; et Vд pression de gaz et vitesse de la balle au moment de sa sortie de l'alésage ; Vm - la vitesse de balle la plus élevée (maximum); Rathm - pression égale à l'atmosphérique
Période préliminaire dure du début de la combustion de la charge de poudre jusqu'à l'insertion complète de l'obus de la balle dans les rayures du canon. Pendant cette période, une pression de gaz est créée dans l'alésage du canon, ce qui est nécessaire pour déplacer la balle de son emplacement et surmonter la résistance de sa coque à la coupe dans les rayures du canon. Cette pression est appelée pression de suralimentation ; elle atteint 250 - 500 kg/cm2, selon le dispositif de rayage, le poids de la balle et la dureté de sa douille (par exemple, pour les armes légères chambrées pour le modèle 1943, la pression de forçage est d'environ 300 kg/cm2). On suppose que la combustion de la charge de poudre au cours de cette période se produit dans un volume constant, que l'obus coupe instantanément les rayures et que le mouvement de la balle commence immédiatement lorsque la pression de suralimentation est atteinte dans l'alésage du canon.
Premier ou principal, la période dure du début du mouvement de la balle jusqu'au moment de la combustion complète de la charge de poudre. Pendant cette période, la combustion de la charge de poudre se produit dans un volume changeant rapidement. Au début de la période, lorsque la vitesse de déplacement de la balle le long de l'alésage est encore faible, la quantité de gaz augmente plus vite que le volume de l'espace de la balle (l'espace entre le bas de la balle et le bas du manchon ), la pression du gaz augmente rapidement et atteint sa valeur la plus élevée (par exemple, dans les armes légères chambrées pour arr . 1943 - 2800 kg / cm2, et sous une cartouche de fusil - 2900 kg / cm2). Cette pression est appelée pression maximale. Il est créé dans les armes légères lorsqu'une balle parcourt 4 à 6 cm. Ensuite, en raison de l'augmentation rapide de la vitesse de la balle, le volume de l'espace de la balle augmente plus rapidement que l'afflux de nouveaux gaz et la pression commence à baisser, à la fin de la période, elle est égale à environ 2/3 de la pression maximale. La vitesse de la balle augmente constamment et à la fin de la période atteint environ 3/4 de la vitesse initiale. La charge de poudre brûle complètement peu de temps avant que la balle ne quitte l'alésage.
Deuxième période d dure du moment de la combustion complète de la charge de poudre jusqu'au moment où la balle quitte l'alésage. Au début de cette période, le flux de gaz en poudre s'arrête, cependant, les gaz fortement comprimés et chauffés se dilatent et, en exerçant une pression sur la balle, augmentent la vitesse de son mouvement. La chute de pression dans la deuxième période se produit assez rapidement et à la bouche - la pression à la bouche - est de 300-900 kg / cm2 pour diverses armes (par exemple, carabine à chargement automatique Simonov - 390 kg / cm2, Mitrailleuse lourde Goryunov - 570 kg / cm2). La vitesse de la balle au moment où elle quitte l'alésage (vitesse initiale) est légèrement inférieure à la vitesse initiale.
Dans certains types d'armes légères, en particulier celles à canon court (par exemple, le pistolet Makarov), la deuxième période est absente, car la combustion complète de la charge de poudre au moment où la balle quitte l'alésage ne se produit pas réellement.
La troisième période, ou la période de séquelle gaz, dure à partir du moment où la balle quitte l'alésage jusqu'au moment où les gaz propulseurs cessent d'agir sur la balle. Pendant cette période, les gaz propulseurs sortant de l'alésage à une vitesse de 1200 à 2000 m / s continuent d'affecter la balle et de lui conférer une vitesse supplémentaire.
La balle atteint sa vitesse la plus élevée (maximum) à la fin de la troisième période à une distance de plusieurs dizaines de centimètres de la bouche du canon. Cette période se termine au moment où la pression des gaz propulseurs au fond de la balle est compensée par la résistance de l'air.
introduction
Sections de balistique (du grec ballo - lancer)
La balistique est l'une des principales branches de la science de l'artillerie. Le mot artillerie (du vieux français atillire - cuisiner, équiper) a trois significations indépendantes différentes :
1) l'artillerie en tant que force terrestre (régimentaire, divisionnaire, etc.);
2) l'artillerie en tant qu'ensemble d'armes (artillerie, armes légères, munitions, véhicules, dispositifs d'artillerie, etc.) ;
3) l'artillerie en tant que science qui étudie la conception et le fonctionnement armes d'artillerie et les équipements militaires d'artillerie, les méthodes de leur utilisation au combat et la théorie du tir, en particulier la production d'obus, de mines, de cartouches et leur balistique.
Ainsi, la balistique est une section de la science de l'artillerie qui étudie le mouvement des obus, des mines, des balles, des bombes aériennes, etc. jusqu'à leur interaction avec le but, ainsi que les processus, modèles, phénomènes accompagnant ce mouvement. Dans la littérature étrangère, le processus d'interaction d'un projectile avec une cible est considéré comme une section de la balistique et est appelé "balistique finale". Sur la base de ce qui précède, la balistique comporte 4 sections :
1.balistique interne ;
2.balistique intermédiaire ;
3. balistique externe ;
4. balistique finale
La balistique interne des systèmes de canon étudie le mouvement d'un projectile dans le canon d'une arme à feu sous l'influence de gaz en poudre, ainsi que les lois d'autres processus se produisant lors du tir dans le canon.
La balistique intermédiaire étudie le mouvement des projectiles après leur sortie de l'alésage jusqu'à ce que les gaz propulseurs n'affectent plus le projectile. Cette période de déplacement du projectile étant liée à l'action des gaz du projectile sur le projectile après sa sortie de l'alésage, cette période du tir est appelée période de séquelle des gaz propulseurs. Dans cette partie de la trajectoire du projectile, les processus qui agissent non seulement sur le projectile en tant que facteurs perturbateurs, mais aussi sur l'instrument et l'équipage du canon (rollback du canon, onde de choc, flamme, fumée, etc.) sont étudiés. Dans cette section de la trajectoire, en raison de l'action des gaz en poudre, le projectile reçoit une impulsion supplémentaire, sa vitesse augmente jusqu'à une valeur maximale υ 0, qui est supérieure à la vitesse initiale υ d - la vitesse du projectile au moment il sort du canon.
La balistique externe étudie le mouvement d'un projectile sur une trajectoire (dans l'air) lorsque les gaz propulseurs cessent d'agir sur le projectile jusqu'à ce qu'il s'approche de la cible, de l'obstacle, ou jusqu'à ce qu'il tombe au sol. Les facteurs influençant ce mouvement sont également à l'étude. La section de la trajectoire de la balistique intermédiaire étant faible par rapport à l'ensemble de la trajectoire du projectile, elle n'est pas prise en compte dans les calculs balistiques externes. La position du centre de masse au moment où le bas du projectile passe le canon est prise comme point de référence. Dans ce cas, la vitesse du projectile à la bouche V 0 est appelée vitesse initiale (pratiquement vitesse maximum projectile en balistique intermédiaire), qui est calculé à l'aide de méthodes de balistique externe.
La balistique finale étudie l'interaction d'un projectile avec une cible, son mouvement dans des milieux denses (sol, blindage, béton, etc.)
Étant donné que la balistique en tant que science est principalement et principalement basée sur des données expérimentales obtenues lors d'essais en laboratoire et dans des conditions de terrain, lors de la conduite d'expériences balistiques, d'équipements spéciaux, d'instruments et d'appareils spéciaux (parfois uniques) pour mesurer les éléments d'un tir (pression, vitesse) sont utilisées, des coordonnées du projectile sur la trajectoire, des études des processus d'interaction du projectile avec la cible, etc. La création de tels dispositifs, équipements et méthodes d'application, qui dépendent de l'état de l'art l'instrumentation et les disciplines techniques, les mathématiques appliquées et la technologie informatique, sont appelées balistiques expérimentales, qui, en règle générale, sont considérées comme une cinquième section indépendante de la balistique.
L'émergence de la balistique en tant que science fait référence à XVIe siècle, c'est à dire. 200 ans après l'introduction des armes à feu en Europe. Les premiers ouvrages sur la balistique sont les livres de l'italien N. Tartaglia "New Science" (1573) et "Questions and Discoveries Relating to Artillery Shooting". Le Français M. Mersenne proposa d'appeler la science du mouvement des projectiles balistique (1644). Le début de la balistique interne est 1742, lorsque B. Robins a inventé un pendule balistique, avec lequel il était possible de mesurer la vitesse d'un projectile.
Balistiqueétudie le lancement d'un projectile (balle) à partir d'une arme à canon. La balistique se divise en interne, qui étudie les phénomènes se produisant dans le canon au moment du tir, et externe, qui explique le comportement de la balle après sa sortie du canon.
Fondamentaux de la balistique externe
La connaissance de la balistique externe (ci-après dénommée balistique) permet au tireur de savoir où la balle frappera avec une précision suffisante pour une utilisation pratique, même avant le tir. De nombreux facteurs interdépendants affectent la précision du tir : l'interaction dynamique des pièces et des parties de l'arme entre elles et avec le corps du tireur, le gaz et une balle, les balles avec les parois du canon, les balles avec l'environnement après le vol hors du canon, et bien plus encore.
Après avoir quitté le canon, la balle ne vole pas en ligne droite, mais le long de la soi-disant trajectoire balistique proche d'une parabole. Parfois à de courtes distances de tir, la déviation de la trajectoire par rapport à une ligne droite peut être négligée, cependant, à des distances de tir grandes et extrêmes (ce qui est typique pour la chasse), la connaissance des lois de la balistique est absolument nécessaire.
Notez que les armes pneumatiques confèrent généralement une vitesse faible ou moyenne à une balle légère (de 100 à 380 m / s), par conséquent, la courbure de la trajectoire de vol de la balle due à diverses influences est supérieure à celle d'une arme à feu.
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Une balle éjectée du canon à une certaine vitesse est affectée par deux forces principales en vol : la gravité et la résistance de l'air. L'action de la gravité est descendante, ce qui fait que la balle descend continuellement. L'action de la force de résistance de l'air est dirigée vers le mouvement de la balle, elle oblige la balle à diminuer continuellement sa vitesse de vol. Tout cela conduit à une déviation vers le bas de la trajectoire.
Pour augmenter la stabilité de la balle en vol sur la surface de l'alésage arme rayée il y a des rainures en spirale (rainures) qui donnent à la balle un mouvement de rotation et l'empêchent ainsi de rouler en vol.
En raison de la rotation de la balle en vol
En raison de la rotation de la balle en vol, la force de résistance de l'air agit de manière inégale sur différentes parties de la balle. En conséquence, la balle rencontre plus de résistance à l'air d'un des côtés et en vol s'écarte de plus en plus du plan de tir dans le sens de sa rotation. Ce phénomène est appelé dérivation... L'action de dérivation est inégale et s'intensifie vers la fin de la trajectoire.
Les carabines à air comprimé puissantes peuvent donner à une balle une vitesse initiale supérieure à celle du son (jusqu'à 360-380 m/s). La vitesse du son dans l'air n'est pas constante (selon les conditions atmosphériques, l'altitude, etc.), mais elle peut être prise égale à 330-335 m/s. Les balles pneumatiques légères à faible charge latérale sont fortement perturbées et déviées de leur trajectoire, franchissant le mur du son. Par conséquent, il est conseillé de tirer des balles plus lourdes avec une vitesse initiale approchantà la vitesse du son.
La trajectoire de la balle est également influencée par les conditions météorologiques - vent, température, humidité et pression atmosphérique.
Le vent est considéré comme faible à sa vitesse de 2 m/s, moyen (modéré) - à 4 m/s, fort - à 8 m/s. Un vent latéral modéré, agissant à un angle de 90 ° par rapport à la trajectoire, a déjà un effet très important sur une balle légère et "lente" tirée d'un canon à air. L'impact du vent de même force, mais soufflant à un angle aigu par rapport à la trajectoire - 45 ° ou moins - provoque la moitié de la déviation de la balle.
Le vent soufflant le long de la trajectoire dans un sens ou dans un autre ralentit ou accélère la vitesse de la balle, ce qui doit être pris en compte lors du tir sur une cible en mouvement. Lors de la chasse, la vitesse du vent peut être estimée avec une précision acceptable à l'aide d'un mouchoir : si vous prenez un mouchoir à deux coins, alors avec un vent faible il vacillera légèrement, avec un vent modéré il déviera de 45°, et avec un vent fort celui-ci se développera horizontalement jusqu'à la surface de la terre.
Les conditions météorologiques normales sont : température de l'air - plus 15 ° C, humidité - 50 %, pression - 750 mm Hg. Un excès de la température de l'air par rapport à la normale entraîne une augmentation de la trajectoire à la même distance, et une diminution de la température entraîne une diminution de la trajectoire. Une humidité accrue entraîne une diminution de la trajectoire, et une humidité plus faible entraîne une augmentation de la trajectoire. Rappelez-vous que la pression atmosphérique change non seulement en fonction des conditions météorologiques, mais également de la hauteur au-dessus du niveau de la mer - plus la pression est élevée, plus la trajectoire est basse.
Chaque arme et munition "à longue portée" possède ses propres tableaux d'amendements, permettant de prendre en compte l'influence des conditions météorologiques, la dérivation, la position relative du tireur et de la cible en hauteur, la vitesse des balles et d'autres facteurs sur la trajectoire de la balle. Malheureusement, ces tableaux ne sont pas publiés pour les armes pneumatiques, de sorte que ceux qui aiment tirer à des distances extrêmes ou sur de petites cibles sont obligés de compiler eux-mêmes ces tableaux - leur exhaustivité et leur précision sont la clé du succès en chasse ou en compétition.
Lors de l'évaluation des résultats du tir, il faut se rappeler qu'à partir du moment du tir jusqu'à la fin de son vol, certains facteurs aléatoires (non pris en compte) agissent sur la balle, ce qui conduit à de petites déviations de la trajectoire de vol de la balle par rapport au tir. tirer. Ainsi, même dans des conditions « idéales » (par exemple, lorsque l'arme est fixée rigidement dans l'engin, les conditions extérieures sont constantes, etc.), les balles atteignant la cible ont la forme d'un ovale, s'épaississant vers le centre. De tels écarts aléatoires sont appelés déviation... La formule de calcul est donnée ci-dessous dans cette section.
Considérons maintenant la trajectoire de la balle et de ses éléments (voir Figure 1).
La ligne droite représentant l'extension de l'axe de l'alésage avant le tir est appelée ligne de tir. Une ligne droite qui prolonge l'axe du canon lorsqu'une balle en est éjectée s'appelle la ligne de lancement. En raison des vibrations du canon, sa position au moment du tir et au moment où la balle quitte le canon différera par l'angle de départ.
En raison de l'action de la gravité et de la résistance de l'air, la balle ne vole pas le long de la ligne de lancement, mais le long d'une courbe incurvée passant en dessous de la ligne de lancement.
Le début de la trajectoire est le point de départ. Le plan horizontal passant par le point de départ est appelé horizon de l'arme. Le plan vertical passant par le point de départ le long de la ligne de tir est appelé plan de tir.
Pour lancer une balle vers n'importe quel point de l'horizon de l'arme, vous devez diriger la ligne de tir au-dessus de l'horizon. L'angle formé par la ligne de tir et l'horizon de l'arme est appelé angle d'élévation. L'angle formé par la ligne de projection et l'horizon de l'arme est appelé angle de projection.
Le point d'intersection de la trajectoire avec l'horizon de l'arme est appelé point de chute (tabulaire). La distance horizontale entre le point de départ et le point d'incidence (tabulaire) est appelée plage horizontale. L'angle entre la tangente à la trajectoire au point d'incidence et l'horizon de l'arme est appelé angle d'incidence (tabulaire).
Le plus point haut la trajectoire au-dessus de l'horizon de l'arme est appelée le sommet de la trajectoire, et la distance entre l'horizon de l'arme et le sommet de la trajectoire est appelée la hauteur de la trajectoire. Le sommet de la trajectoire divise la trajectoire en deux parties inégales : la branche ascendante est plus longue et moins profonde, et la branche descendante est plus courte et plus raide.
Compte tenu de la position de la cible par rapport au tireur, il y a trois situations:
Le tireur et la cible sont situés au même niveau.
- le tireur est situé en dessous de la cible (tire en biais).
- le tireur est situé au dessus de la cible (tire en biais).
Afin de diriger la balle vers la cible, il est nécessaire de donner à l'axe de l'alésage une certaine position dans le plan vertical et horizontal. Donner la direction souhaitée à l'axe de l'alésage dans le plan horizontal est appelé guidage horizontal, et donner la direction dans le plan vertical est appelé guidage vertical.
Verticale et guidage horizontal produit à l'aide de dispositifs de visée. Mécanique curiosités les armes rayées se composent d'un guidon et d'un guidon (ou dioptrie).
La ligne droite reliant le milieu de la fente du guidon au haut du guidon est appelée ligne de visée.
La visée des armes légères à l'aide de dispositifs de visée est effectuée pas de l'horizon de l'arme, mais par rapport à l'emplacement de la cible... A cet égard, les éléments de guidage et de trajectoire reçoivent les désignations suivantes (voir figure 2).
Le point vers lequel l'arme est pointée est appelé point de visée. La ligne droite reliant l'œil du tireur, le milieu de la fente du guidon, le haut du guidon et le point de visée est appelée ligne de visée.
L'angle formé par la ligne de visée et la ligne de tir est appelé angle de visée. Cet angle lors de la visée est obtenu en réglant la fente du viseur (ou guidon) à une hauteur correspondant au champ de tir.
Le point d'intersection de la branche descendante de la trajectoire avec la ligne de visée est appelé point d'impact. La distance entre le point de départ et le point d'impact est appelée distance de visée. L'angle entre la tangente à la trajectoire au point d'incidence et la ligne de visée est appelé angle d'incidence.
Lorsque vous placez des armes et des cibles à la même hauteur la ligne de visée coïncide avec l'horizon de l'arme et l'angle de visée - avec l'angle d'élévation. Lors du positionnement d'une cible au-dessus ou au-dessous de l'horizon armes entre la ligne de mire et la ligne d'horizon est formé par l'angle d'élévation de la cible. L'angle d'élévation cible est considéré positif si la cible est au-dessus de l'horizon de l'arme et négatif si la cible est en dessous de l'horizon de l'arme.
L'élévation de la cible et l'angle de visée forment ensemble l'angle d'élévation. Avec un angle d'élévation de cible négatif, la ligne de tir peut être dirigée sous l'horizon de l'arme ; dans ce cas, l'angle d'élévation devient négatif et est appelé angle de déclinaison.
A son extrémité, la trajectoire de la balle croise soit la cible (obstacle), soit le sol. Le point d'intersection de la trajectoire avec la cible (obstacle) ou le sol est appelé point de rencontre. La possibilité de ricochet dépend de l'angle auquel la balle touche la cible (obstacle) ou dans le sol, leurs caractéristiques mécaniques, le matériau de la balle. La distance entre le point de départ et le point de rendez-vous est appelée distance réelle. Un tir dans lequel la trajectoire ne s'élève pas au-dessus de la ligne de visée au-dessus de la cible tout au long portée de visée s'appelle un coup droit.
D'après ce qui précède, il est clair qu'avant le départ tir pratique l'arme doit être tirée (sinon - conduire à combat normal). La remise à zéro doit être effectuée avec les mêmes munitions et dans les mêmes conditions que celles qui seront typiques pour les tirs ultérieurs. Il est impératif de prendre en compte la taille de la cible, la position de tir (couché, à genoux, debout, depuis des positions instables), voire l'épaisseur des vêtements (lors de la mise à zéro dans le fusil).
La ligne de mire passant de l'œil du tireur à travers le haut de la mire avant, le bord supérieur de la mire arrière et la cible est une ligne droite, tandis que la trajectoire de la balle est une ligne inégalement incurvée vers le bas. La ligne de visée est située à 2-3 cm au-dessus du canon dans le cas d'un viseur ouvert et beaucoup plus haut dans le cas d'un viseur optique.
Dans le cas le plus simple, si la ligne de visée est horizontale, la trajectoire de la balle croise deux fois la ligne de visée : sur les parties ascendante et descendante de la trajectoire. L'arme est généralement pointée (réglage des viseurs) à la distance horizontale à laquelle la partie descendante de la trajectoire croise la ligne de visée.
Il peut sembler qu'il n'y a que deux distances cibles - où la trajectoire croise la ligne de mire - auxquelles un coup est garanti. Ainsi, le tir sportif est effectué à une distance fixe de 10 mètres, à laquelle la trajectoire de la balle peut être considérée comme simple.
Pour le tir pratique (par exemple la chasse), la portée de tir est généralement beaucoup plus grande et la courbure de la trajectoire doit être prise en compte. Mais ici, la flèche fait le jeu du fait que les dimensions de la cible (espace de mise à mort) en hauteur peuvent dans ce cas atteindre 5 à 10 cm ou plus. Si nous sélectionnons une plage de mise à zéro horizontale de l'arme telle que la hauteur de la trajectoire à distance ne dépasse pas la hauteur de la cible (le tir direct), alors en visant le bord de la cible, nous pourrons pour le frapper sur toute la distance de tir.
La portée d'un tir direct, à laquelle la hauteur de la trajectoire ne dépasse pas la ligne de mire au-dessus de la hauteur de la cible, est une caractéristique très importante de toute arme, qui détermine la planéité de la trajectoire.
Le point de visée est généralement le bord inférieur de la cible ou son centre. Il est plus pratique de viser sous le fond perdu lorsque toute la cible est visible lors de la visée.
Lors de la prise de vue, vous devez généralement introduire des corrections verticales si :
- la taille de la cible est plus petite que d'habitude.
- la distance de tir dépasse la distance de mise à zéro de l'arme.
- la distance de tir est plus proche que le premier point d'intersection de la trajectoire avec la ligne de visée (typique pour le tir avec une lunette de visée).
Des corrections horizontales doivent généralement être introduites lors de la prise de vue dans des conditions venteuses ou lors de la prise de vue sur une cible en mouvement. Habituellement, les corrections pour les viseurs ouverts sont introduites en tirant avec un plomb (en déplaçant le point de visée vers la droite ou la gauche de la cible), et non en ajustant les viseurs.
Les fondements scientifiques de la balistique médico-légale incluent des idées sur les processus d'un tir, qui sont subdivisés en processus de balistique interne et externe.
Balistique interneétudie le mouvement du projectile dans l'alésage du canon sous l'action des gaz en poudre, ainsi que les lois d'autres processus qui se produisent lorsqu'il est tiré dans l'alésage ou la chambre d'une fusée à poudre. Considérant un tir comme un processus complexe de transformation rapide de l'énergie chimique de la poudre à canon en chaleur, puis en travail mécanique le mouvement du projectile, les parties de charge et de recul du canon, la balistique interne distingue dans le phénomène du tir: la période préliminaire - du début de la combustion de la poudre au début du mouvement du projectile; 1ère période (principale) - du début du mouvement du projectile à la fin de la combustion de la poudre à canon; 2ème période - de la fin de la combustion de la poudre jusqu'au moment où le projectile quitte l'alésage (la période de détente adiabatique des gaz) et la période de séquelle des gaz propulseurs sur le projectile et le canon. Les modèles de processus associés à la dernière période sont considérés par une section spéciale de la balistique - balistique intermédiaire... La fin de la séquelle projectile sépare le champ des phénomènes étudiés par la balistique interne et externe.
Les principales divisions de la balistique interne sont la pyrostatique, la pyrodynamique et la conception balistique des armes.
Pyrostatiqueétudie les lois de combustion de la poudre à canon et la formation de gaz lors de la combustion de la poudre à canon dans un volume constant et établit l'influence de la nature chimique de la poudre à canon, de sa forme et de sa taille sur les lois de la combustion et de la formation des gaz.
Pyrodynamiqueétudie les processus et phénomènes se produisant dans le forage lors du tir, et établit des liens entre les caractéristiques de conception du forage, les conditions de chargement et divers processus physico-chimiques et mécaniques se produisant lors du tir.
Sur la base de l'examen de ces processus, ainsi que des forces agissant sur le projectile et le canon, un système d'équations est établi qui décrit le processus du tir, y compris l'équation de base de la balistique interne, qui relie la valeur de la brûlure partie de la charge, la pression des gaz en poudre dans l'alésage du canon, la vitesse du projectile et la longueur de la traversée de leur chemin. Solution de ce système et trouver la dépendance du changement de la pression des gaz propulseurs , la vitesse du projectile et d'autres paramètres de la trajectoire du projectile et du moment de son mouvement le long de l'alésage est la première tâche principale (directe) de la balistique interne.
Pour résoudre ce problème, on utilise : une méthode analytique, des méthodes d'intégration numérique (y compris celles basées sur des calculateurs électroniques) et des méthodes tabulaires. Dans toutes ces méthodes, en raison de la complexité du processus de prise de vue et des connaissances insuffisantes facteurs individuels certaines hypothèses sont faites. D'une grande importance pratique sont les formules de correction de la balistique interne, qui permettent de déterminer le changement de la vitesse initiale du projectile et la pression maximale dans l'alésage du canon lors du changement conditions différentes Chargement en cours. Astapkin, D.I. Astapkina, S.M. Sciences médico-légales. -M. : INFRA-M, 2002. -S.104
La conception balistique des armes est la deuxième tâche principale (inverse) de la balistique interne. Il détermine les données de conception de l'alésage du canon et les conditions de chargement dans lesquelles un projectile d'un calibre et d'une masse donnés recevra une vitesse (initiale) donnée lors de son départ. Pour la variante de canon choisie lors de la conception, les courbes d'évolution de la pression du gaz dans l'alésage du canon et de la vitesse du projectile le long du canon et dans le temps sont calculées. Ces courbes sont les données initiales pour la conception. systèmes d'artillerie s en général et des munitions pour cela. La balistique interne étudie également le processus de mise à feu avec des charges spéciales et combinées, dans des armes légères, des systèmes à canons coniques, des systèmes avec échappement de gaz lors de la combustion de poudre (canons à gaz dynamique et sans recul, mortiers).
Une section importante est également la balistique interne des fusées à poudre, qui est devenue une science particulière. Les principales sections de la balistique interne des fusées à poudre sont : la pyrostatique d'un volume semi-fermé, qui considère les lois de la combustion de la poudre à une pression constante relativement faible ; résoudre les principaux problèmes de la balistique interne d'une fusée à poudre, qui consiste à déterminer (dans des conditions de chargement données) la loi d'évolution de la pression des gaz pulvérulents dans l'enceinte en fonction du temps, ainsi que la loi d'évolution dans la force de poussée pour assurer la vitesse de fusée requise ; conception balistique d'une fusée à poudre, qui consiste à déterminer les caractéristiques énergétiques de la poudre, le poids et la forme de la charge, ainsi que les paramètres de conception de la tuyère, qui fournissent la force de poussée nécessaire pour un poids donné de l'ogive du missile lors de son action.
Balistique externeétudie le mouvement des projectiles non guidés (mines, balles, etc.) après leur sortie du canon (lanceur), ainsi que les facteurs affectant ce mouvement. Son contenu principal est l'étude de tous les éléments du mouvement du projectile et des forces agissant sur lui en vol (force de résistance de l'air, gravité, force réactive, force survenant lors de la séquelle, etc.) ; mouvement du centre de masse du projectile afin de calculer sa trajectoire dans des conditions initiales et externes données (tâche principale de la balistique externe), ainsi que de déterminer la stabilité du vol et la dispersion des projectiles.
Des sections importantes de la balistique externe sont la théorie des amendements, qui développe des méthodes pour évaluer l'influence des facteurs déterminant le vol d'un projectile sur la nature de sa trajectoire, ainsi qu'une méthode pour compiler des tables de tir et des méthodes pour trouver la balistique externe optimale. option lors de la conception des systèmes d'artillerie. La solution théorique des problèmes du mouvement du projectile et des problèmes de la théorie des corrections se réduit à la compilation d'équations du mouvement du projectile, à la simplification de ces équations et à la recherche de méthodes pour leur résolution ; cette dernière a été grandement facilitée et accélérée avec l'avènement des ordinateurs. Pour déterminer les conditions initiales (vitesse initiale et angle de projection, forme et masse du projectile), nécessaires à l'obtention d'une trajectoire donnée, des tables spéciales sont utilisées en balistique externe. Le développement d'une méthodologie d'élaboration des tables de cuisson consiste à déterminer la combinaison optimale d'études théoriques et expérimentales, qui permettent d'obtenir des tables de cuisson de la précision requise à coûts minimaux temps. Les méthodes de balistique externe sont également utilisées pour étudier les lois du mouvement des engins spatiaux (lorsqu'ils se déplacent sans l'influence des forces et des moments de contrôle). Avec l'avènement des projectiles guidés, la balistique externe a joué un rôle important dans la formation et le développement de la théorie du vol, devenant un cas particulier de cette dernière. Avyanova, T.V., Belkin R.S., Korukhov, Yu.G., Rossinskaya, E.R. Sciences médico-légales / éd. R.S. Belkin. - Moscou : Maison d'édition Norma, 2003.- P.230
Pièces suivantes laissant des traces sur les balles . Dans les armes à feu non automatiques, des traces sur les balles sont laissées par : l'entrée de la balle, la partie rayée et la bouche du canon. V armes automatiques, en plus des détails spécifiés, des traces sur les balles laissent : l'entrée de la cartouche, les plis du chargeur et la surface inférieure de la culasse.
L'entrée de la balle laisse des traces sous forme de traces situées le long de l'axe longitudinal de la balle ou à un léger angle par rapport à celle-ci. Ces marques (elles sont généralement appelées primaires) se forment lorsque la balle pénètre dans la partie rayée du canon lorsqu'elle ne tourne pas.
La partie rayée de l'alésage laisse des marques sur les balles tirées, qui reflètent les signes du système d'arme. Ces derniers comprennent : le calibre, la direction du vol et le nombre de champs de rainures, leur largeur, leur profondeur et leur angle d'inclinaison. Les marques des champs de sillon sont appelées secondaires.
Alésage museau et cartouche d'entrée ne laissent généralement pas de marques montrant des signes d'un système d'arme. S'ils présentent des défauts, il peut subsister des traces qui ont le sens de signes individualisant une instance spécifique d'une arme.
Les plis des magazines et la surface inférieure de l'obturateur laissent des traces sur les balles sous la forme de rayures longitudinales qui individualisent une arme particulière. Le mécanisme de formation des traces sur les fractions et la chevrotine. Lorsqu'il est tiré d'une arme à canon lisse, des traces statiques et dynamiques sont affichées. Des traces-bosses statiques sont formées à partir de l'interaction du tir les uns avec les autres, et des traces-traces dynamiques - en raison de l'avancement du tir et de la chevrotine le long du canon à partir de sa surface interne.
Par exemple, lors du tir à partir de carabines à étranglement, des marques-bosses primaires et secondaires se forment nécessairement sur les plombs (buckshot). Les bosses primaires sont plus grosses que les bosses secondaires. Ils sont formés à partir de la constriction du museau et des secondaires - à partir du début de la pente en forme d'entonnoir de cette constriction.
Pièces et mécanismes qui laissent des traces sur les manches . Dans les revolvers, les marques sur les manches sont formées par le percuteur, la coupe avant de la culasse, les évidements (crochets) de l'extracteur, la coupe arrière et la surface intérieure de la chambre du tambour. Dans les pistolets, mitrailleuses et carabines, des marques sur les manches forment des parties de la chambre, de la culasse, etc. Ainsi, lorsque le chargeur est rempli de cartouches, des traces de ses lèvres apparaissent sur le boîtier des manches sous forme de rayures longitudinales . Lors de l'envoi de cartouches du chargeur à la chambre, le boulon, en s'éloignant vers la position la plus en arrière, forme des traces sur le bord de la tête du boîtier et en avançant sur le corps du boîtier, des marques de glissement peuvent également apparaître - des rayures. Lorsque l'étui de cartouche pénètre dans la chambre, de faibles marques-empreintes formées par la coupelle du boulon peuvent apparaître sur son amorce, et des rayures du crochet d'éjection peuvent apparaître sur le bord ou la rainure annulaire du capuchon. Les traces sur les boyaux qui apparaissent lors du processus de chargement n'ont pas toujours une originalité unique. Lorsqu'un coup de feu est tiré, des traces provenant des parois de la chambre peuvent apparaître sur le corps du boîtier et des traces provenant de la coupelle de boulon peuvent apparaître sur la surface de son capuchon. Des traces de l'attaquant de l'attaquant apparaissent sur la capsule. Ces pistes sont largement utilisées dans la pratique des examens balistiques. Lors du retrait de la douille de la chambre, une trace du crochet d'éjection reste sur la surface avant du capuchon, et une trace du réflecteur sur le côté opposé du capuchon.
Traces sur l'obstacle (sur l'objet). Sur l'objet qui a été tiré, des traces peuvent subsister, classées en principales et supplémentaires. Les principales comprennent des traces en forme de trou, un canal borgne, des bosses, etc., formées par l'effet de contact d'un projectile sur la cible, ainsi qu'une ceinture d'envol sous la forme d'une bande gris foncé autour la blessure par balle d'entrée.
La bande de frottement est formée en raison des produits de grenaille déposés sur le projectile lui-même (particules métalliques du projectile lui-même, alésage du canon, particules de poudre brûlée, composition d'amorce, etc.). On croyait que la ceinture d'essuyage était toujours présente, quelle que soit la distance du coup de feu. Par conséquent, il a été classé parmi les pistes principales, c'est-à-dire. traces qui accompagnent toujours la défaite de l'obstacle en cours de tir. Mené des recherches sur l'effet facteurs externes sur le dépôt des produits de la grenaille, il a été possible d'établir que le dépôt de la bande de frottement est influencé par la pluie. Lavant les produits du tir de la surface du projectile, la pluie conduit au fait qu'il n'y a pas de bande d'essuyage autour des dommages causés par le feu d'entrée. Ceci, à son tour, rend difficile la résolution de la question de la classification des dommages examinés comme dommages par balle si le coup a été tiré depuis longue distance... De tels dommages peuvent être confondus avec des dommages causés par objet en métal, ayant une section transversale circulaire, par exemple, un stylet.
Selon les propriétés de la barrière, des dommages se produisent également en dehors du contact du projectile (fissures dans le verre, etc.).
La taille et la forme des dommages causés par la balle dépendent de la taille et du type de balle (gainée ou non), des propriétés de la cible et de l'angle auquel la balle la rencontre. Les dommages d'entrée d'une balle gainée dans des obstacles tels que la tôle, le verre, le plastique, si l'angle de rencontre est de 90 °, seront ronds, le diamètre est légèrement supérieur au diamètre de la balle ; dans les barrières élastiques (caoutchouc, tissu) le diamètre du trou est inférieur au diamètre de la balle. Les balles sans coquille (plomb) au moment de l'impact sur un obstacle sont souvent déformées (un aplatissement de la partie de la tête est noté), de sorte que le diamètre des dommages dépasse de manière significative le calibre de la balle. Si l'angle de rencontre de la balle avec l'obstacle est inférieur à une ligne droite, alors l'entrée est ovale. L'entrée est caractérisée par des bords droits et lisses. Sur les textiles, le bois et certains matériaux, les bords de l'entrée sont tournés vers l'intérieur. Si le dommage se situe dans une obstruction épaisse, un canal apparaît alors, s'étendant vers la sortie, dont les bords sont le plus souvent inégaux, tournés vers l'extérieur. Sciences médico-légales / éd. UN F. Volynsky, V.P. Lavrov .- M.: UNITY-DANA: Law and Law, 2008.- p.220
Sur l'objet touché, en plus des traces principales, des traces supplémentaires apparaissent, selon certaines conditions. Les plus importantes de ces conditions sont la distance du tir, les propriétés de l'obstacle et les facteurs extérieurs, notamment les conditions météorologiques. De telles marques sont appelées marques ou signes d'un plan rapproché. Ceux-ci comprennent: des traces d'action mécanique et thermique des gaz en poudre, des grains de poudre non brûlés et brûlés, des dépôts de suie, des particules de lubrifiant, une empreinte de bouche sur l'objet affecté (stanzmark) lors du tir - un arrêt serré.
Des marques de tir supplémentaires sont formées à courte distance. Selon le type d'arme, la qualité de la cartouche, l'obstacle et les facteurs externes, ils peuvent être observés à une distance allant jusqu'à 55-70 cm - pour les pistolets et revolvers, jusqu'à 1 m - pour les fusils, jusqu'à 2 m - pour les fusils de chasse.
Arme avec frein de bouche lorsqu'il est tiré à courte distance, il forme un motif de retranchement caractéristique, qui dépend du dispositif de frein de bouche.
Le contenu de l'article
BALISTIQUE, un complexe de disciplines physiques et techniques couvrant l'étude théorique et expérimentale du mouvement et de l'impact final des corps solides de projectiles - balles, obus d'artillerie, roquettes, bombes aériennes et espace avion... La balistique se divise en : 1) la balistique interne, qui étudie les méthodes de mise en mouvement du projectile ; 2) la balistique externe, qui étudie le mouvement d'un projectile le long d'une trajectoire ; 3) la balistique au point final, dont l'objet d'étude est les lois d'impact des projectiles sur les cibles visées. Développement et conception de vues et de systèmes armes balistiques sont basés sur l'application des avancées des mathématiques, de la physique, de la chimie et de la conception pour résoudre des problèmes balistiques nombreux et complexes. I. Newton (1643-1727) est considéré comme le fondateur de la balistique moderne. Formuler les lois du mouvement et calculer la trajectoire d'un point matériel dans l'espace, il s'est appuyé sur la théorie mathématique de la dynamique solide, qui a été développé par I. Müller (Allemagne) et les Italiens N. Fontana et G. Galilei aux XVe et XVIe siècles.
Le problème classique de la balistique interne, qui consiste à calculer la vitesse initiale du projectile, la pression maximale dans le canon et la dépendance de la pression au temps, pour les armes légères et les canons a été résolu théoriquement assez complètement. Quant à l'artillerie moderne et systèmes de missiles- des canons sans recul, des canons à gaz, des missiles d'artillerie et des systèmes à jet de poussée - ici, il est nécessaire d'affiner davantage la théorie balistique. Les problèmes balistiques typiques avec la présence de forces aérodynamiques, inertielles et gravitationnelles agissant sur un projectile ou une fusée en vol sont devenus plus complexes ces dernières années. Les vitesses hypersoniques et cosmiques, l'entrée du cône du nez dans les couches denses de l'atmosphère, la longueur énorme de la trajectoire, le vol hors atmosphère et les vols spatiaux interplanétaires - tout cela nécessite une mise à jour des lois et théories de la balistique.
Les origines de la balistique se perdent dans l'antiquité. Sa toute première manifestation fut sans doute le jet de pierres par l'homme préhistorique. De tels prédécesseurs armes modernes l'arc, la catapulte et la baliste sont des exemples typiques des premières applications de la balistique. Les progrès dans la conception des armes ont conduit au fait qu'aujourd'hui, les canons d'artillerie tirent des obus de 90 kilogrammes à une distance de plus de 40 km, obus antichars sont capables de pénétrer un blindage en acier de 50 cm d'épaisseur, et les missiles guidés peuvent livrer une charge de combat calculée en tonnes partout dans le monde.
Au fil des ans, diverses méthodes ont été utilisées pour accélérer les projectiles. L'arc a accéléré la flèche en raison de l'énergie stockée dans le morceau de bois plié; les ressorts de la baliste étaient des tendons d'animaux tordus. La force électromagnétique, la force de la vapeur, l'air comprimé ont été testés. Cependant, aucune des méthodes n'a été aussi efficace que la combustion de substances inflammables.
BALISTIQUE INTERNE
La balistique interne est une branche de la balistique qui étudie les processus de mise en mouvement d'un projectile. De tels processus nécessitent : 1) de l'énergie ; 2) la présence d'une substance active ; 3) la présence d'un dispositif qui contrôle l'apport d'énergie et accélère le projectile.Le dispositif pour accélérer le projectile peut être un système d'arme ou un moteur à réaction.
Systèmes d'accélération de baril.
Le problème classique général de la balistique interne appliquée aux systèmes de canon de l'accélération initiale du projectile est de trouver les relations limites entre les caractéristiques de chargement et les éléments balistiques du tir, qui ensemble déterminent complètement le processus du tir. Les caractéristiques de chargement sont les dimensions de la chambre à poudre et de l'alésage, la conception et la forme des rayures, ainsi que la masse de la charge de poudre, du projectile et du canon. Les éléments balistiques sont la pression du gaz, la température de la poudre et des gaz en poudre, la vitesse des gaz et du projectile, la distance parcourue par le projectile et la quantité de gaz agissant actuellement. Le canon est essentiellement un moteur à combustion interne à un temps dans lequel le projectile se déplace comme un piston libre sous la pression d'un gaz en expansion rapide.
La pression résultant de la transformation d'une substance combustible solide (poudre à canon) en un gaz s'élève très rapidement jusqu'à une valeur maximale de 70 à 500 MPa. Lorsque le projectile se déplace le long de l'alésage, la pression chute assez rapidement. La durée de l'action des hautes pressions est de l'ordre de quelques millisecondes pour un fusil et de quelques dixièmes de seconde pour les armes de gros calibre (Fig. 1).
Les caractéristiques de la balistique interne du système d'accélération du récepteur dépendent de composition chimique un explosif propulseur, sa vitesse de combustion, la forme et la taille de la charge de poudre et la densité de chargement (la masse de la charge de poudre par unité de volume de la chambre du canon). De plus, les caractéristiques du système peuvent être affectées par la longueur du canon du pistolet, le volume de la chambre à poudre, la masse et la "densité transversale" du projectile (la masse du projectile divisée par le carré de son diamètre) . Du point de vue de la balistique interne, une faible densité est souhaitable, car le projectile atteint une vitesse plus élevée.
Pour maintenir l'équilibre du canon de recul pendant le tir, une force externe importante est nécessaire (Fig. 2). La force externe est généralement fournie par un mécanisme de recul composé de ressorts mécaniques, de dispositifs hydrauliques et d'amortisseurs à gaz, conçus pour amortir l'élan vers l'arrière du canon et de la culasse avec le boulon du canon. (La quantité de mouvement, ou quantité de mouvement, est définie comme le produit de la masse et de la vitesse ; selon la troisième loi de Newton, l'impulsion communiquée au canon est égale à l'impulsion communiquée au projectile.)
Dans un canon sans recul, aucune force extérieure n'est nécessaire pour maintenir l'équilibre du système, car ici le changement total de quantité de mouvement transmis à tous les éléments du système (gaz, projectile, canon et culasse) pour un temps donné est égal à zéro. Pour empêcher l'arme de reculer, l'impulsion des gaz et du projectile se déplaçant vers l'avant doit être égale et opposée à l'impulsion des gaz se déplaçant vers l'arrière et vers l'extérieur à travers la culasse.
Canon à gaz.
Le canon à gaz se compose de trois parties principales, illustrées à la fig. 3: Section de compression, section de frontière et baril de lancement. Une charge propulsive conventionnelle est allumée dans la chambre, ce qui force le piston à se déplacer le long de l'alésage de la section de compression et à comprimer le gaz d'hélium remplissant l'alésage. Lorsque la pression d'hélium atteint un certain niveau, le diaphragme se rompt. Une forte explosion de gaz sous haute pression pousse le projectile hors du canon de lancement et la section de restriction arrête le piston. La vitesse d'un projectile tiré par un canon à gaz peut atteindre 5 km/s, alors que pour un canon conventionnel elle est au maximum de 2000 m/s. L'efficacité plus élevée du canon à gaz s'explique par le faible poids moléculaire de la substance de travail (l'hélium) et, par conséquent, la vitesse élevée du son dans l'hélium, qui affecte le fond du projectile.
Systèmes réactifs.
Les lance-roquettes remplissent essentiellement les mêmes fonctions que les pièces d'artillerie. Une telle installation joue le rôle d'un support fixe et définit généralement la direction initiale du vol. fusée... Au démarrage missile guidé, qui, en règle générale, dispose d'un système de guidage embarqué, une visée précise, qui est nécessaire lors du tir d'une arme à feu, n'est pas requise. Dans le cas de fusées non guidées les guides du lanceur doivent guider le missile sur une trajectoire menant à la cible.
BALISTIQUE EXTERNE
La balistique externe traite du mouvement des projectiles dans l'espace entre le lanceur et la cible. Lorsqu'un projectile est mis en mouvement, son centre de masse trace une courbe dans l'espace appelée trajectoire. La tâche principale de la balistique externe est de décrire cette trajectoire en déterminant la position du centre de masse et la position spatiale du projectile en fonction du temps de vol (temps après lancement). Pour ce faire, vous devez résoudre un système d'équations qui prendrait en compte les forces et les moments des forces agissant sur le projectile.
Trajectoires du vide.
Le plus simple des cas particuliers de mouvement de projectile est le mouvement d'un projectile dans le vide sur une surface terrestre plate et stationnaire. Dans ce cas, on suppose qu'aucune force autre que la gravité n'agit sur le projectile. Les équations du mouvement correspondant à cette hypothèse se résolvent facilement et donnent une trajectoire parabolique.
Trajectoires des points matériels.
Un autre cas particulier est le mouvement d'un point matériel ; ici le projectile est considéré comme un point matériel, et sa résistance frontale (la force de résistance de l'air agissant en sens inverse tangentiellement à la trajectoire et ralentissant le mouvement du projectile), la gravité, la vitesse de rotation de la Terre et la courbure Sont prises en compte surface de la Terre... (La rotation de la Terre et la courbure de la surface de la Terre peuvent être ignorées si le temps de vol le long de la trajectoire n'est pas très long.) Il faut dire quelques mots sur la traînée. Force de traînée ré le mouvement du projectile est donné par l'expression
ré = rSv 2 C D (M),
où r- densité de l'air, S- section transversale du projectile, v est la vitesse de déplacement, et C D (M) Est une fonction sans dimension du nombre de Mach (égal au rapport de la vitesse du projectile à la vitesse du son dans le milieu dans lequel le projectile se déplace), appelé coefficient de traînée. D'une manière générale, le coefficient de traînée d'un projectile peut être déterminé expérimentalement en soufflerie ou sur un banc d'essai équipé d'un appareil de mesure de précision. La tâche est facilitée par le fait que pour des projectiles de diamètres différents, le coefficient de traînée est le même s'ils ont la même forme.
La théorie du mouvement d'un point matériel (bien qu'elle ne prenne pas en compte de nombreuses forces agissant sur vrai projectile) décrit avec une très bonne approximation la trajectoire des missiles après l'arrêt du moteur (dans la partie passive de la trajectoire), ainsi que la trajectoire des obus d'artillerie classiques. Par conséquent, il est largement utilisé pour calculer les données utilisées dans les systèmes de visée de ce type d'arme.
Chemins de corps rigides.
Dans de nombreux cas, la théorie du mouvement d'un point matériel décrit de manière inadéquate la trajectoire du projectile, et il faut alors le considérer comme un corps rigide, c'est-à-dire. tenez compte du fait qu'il va non seulement avancer, mais aussi tourner, et prendre en compte toutes les forces aérodynamiques, et pas seulement la traînée. Une telle approche nécessite par exemple le calcul du déplacement d'une fusée à moteur tournant (sur la partie active de la trajectoire) et de projectiles de tout type tirés perpendiculairement à la trajectoire de vol d'un aéronef à grande vitesse. Dans certains cas, il est généralement impossible de se passer de la notion de solide. Ainsi, par exemple, pour toucher la cible, il faut que le projectile soit stable (en déplaçant sa tête vers l'avant) sur la trajectoire. Tant dans le cas des missiles que dans le cas des obus d'artillerie conventionnels, cela est réalisé de deux manières - à l'aide d'ailerons de queue ou en faisant rapidement tourner le projectile autour de l'axe longitudinal. Par ailleurs, parlant de stabilisation du vol, on note quelques considérations qui ne sont pas prises en compte par la théorie du point matériel.
La stabilisation de la queue est une idée très simple et directe ; ce n'est pas pour rien que l'un des plus anciens projectiles - la flèche - a été ainsi stabilisé en vol. Lorsqu'un projectile empenné se déplace avec un angle d'attaque ou de lacet non nul (l'angle entre la tangente à la trajectoire et l'axe longitudinal du projectile), la zone située derrière le centre de masse sur laquelle agit la résistance de l'air, plus de zone devant le centre de masse. La différence de forces déséquilibrées fait tourner le projectile autour du centre de masse de sorte que cet angle devient nul. On peut noter ici une circonstance importante, qui n'est pas prise en compte par la théorie du point matériel. Si le projectile se déplace avec un angle d'attaque non nul, il est alors soumis à des forces de soulèvement dues à l'apparition d'une différence de pression des deux côtés du projectile. (La capacité de l'avion à voler est basée sur cela.)
L'idée de stabilisation en rotation n'est pas si évidente, mais elle peut s'expliquer par comparaison. Il est bien connu que si une roue tourne rapidement, alors elle résiste aux tentatives de faire tourner son axe de rotation. (Un exemple est un sommet ordinaire, et ce phénomène est utilisé dans les instruments de contrôle, de navigation et de guidage - les gyroscopes.) la manière habituelle faire tourner le projectile - découper des rainures en spirale dans l'alésage du canon, dans lesquelles la ceinture métallique du projectile s'écraserait lors de l'accélération du projectile le long du canon, ce qui l'obligerait à tourner. Dans les fusées stabilisées en rotation, cela est accompli en utilisant plusieurs tuyères obliques. Ici aussi, vous pouvez noter certaines caractéristiques qui ne sont pas prises en compte par la théorie du point matériel. Si vous tirez verticalement vers le haut, l'effet stabilisateur de la rotation forcera le projectile et, après avoir atteint le point de vol supérieur, descendra avec la partie inférieure vers le bas. Ceci, bien sûr, n'est pas souhaitable et, par conséquent, les canons ne sont pas tirés à un angle supérieur à 65-70 ° par rapport à l'horizon. Seconde phénomène intéressant est lié au fait que, comme on peut le montrer à partir des équations du mouvement, un projectile stabilisé par rotation doit voler avec un angle de nutation non nul, dit "naturel". Par conséquent, un tel projectile est soumis à des forces provoquant une dérivation - une déviation latérale de la trajectoire par rapport au plan de tir. L'un de ces pouvoirs est le pouvoir de Magnus ; c'est elle qui provoque la courbure de la trajectoire de la balle « tordue » au tennis.
Tout ce qui a été dit sur la stabilité du vol, sans couvrir complètement les phénomènes qui déterminent le vol du projectile, illustre néanmoins la complexité du problème. Notons seulement que bien des phénomènes différents doivent être pris en compte dans les équations du mouvement ; ces équations incluent un certain nombre de coefficients aérodynamiques variables (comme le coefficient de traînée) qui doivent être connus. La résolution de ces équations est une tâche très laborieuse.
Application.
L'utilisation de la balistique au combat implique l'emplacement du système d'arme dans un tel endroit qui permettrait d'atteindre rapidement et efficacement la cible visée avec un risque minimal pour le personnel d'exploitation. La livraison d'un missile ou d'un projectile vers une cible est généralement divisée en deux étapes. Au premier stade, tactique, la position de combat des armes à canon et des missiles terrestres ou la position du porteur de missiles lancés par air est sélectionnée. La cible doit être dans le rayon de livraison de l'ogive. Au stade du tir, la visée et le tir sont effectués. Pour ce faire, il est nécessaire de déterminer les coordonnées exactes de la cible par rapport à l'arme - azimut, élévation et portée, et dans le cas d'une cible en mouvement, ses futures coordonnées, en tenant compte du temps de vol du projectile.
Avant le tir, des corrections doivent être apportées aux changements de vitesse initiale associés à l'usure du canon, à la température de la poudre, aux écarts de masse du projectile et des coefficients balistiques, ainsi que des corrections pour les changements constants. la météo et les changements associés dans la densité atmosphérique, la vitesse et la direction du vent. De plus, des corrections doivent être apportées pour la dérivation du projectile et (à longue portée) pour la rotation de la Terre.
Avec une complexité croissante et l'élargissement de l'éventail des tâches de la balistique moderne, de nouvelles moyens techniques, sans laquelle les possibilités de résoudre les problèmes balistiques actuels et futurs seraient fortement limitées.
Les calculs des orbites et trajectoires proches de la Terre et interplanétaires, prenant en compte le mouvement simultané de la Terre, de la planète cible et du vaisseau spatial, ainsi que l'influence de divers corps célestes, seraient extrêmement difficiles sans ordinateurs. Les vitesses de convergence des cibles hypervitesses et des projectiles sont si élevées que la solution des problèmes de tir basés sur des tables conventionnelles et le réglage manuel des paramètres de tir est complètement exclue. Actuellement, les données de tir de la plupart des systèmes d'armes sont stockées dans des banques de données électroniques et sont rapidement traitées par des ordinateurs. Les commandes de sortie de l'ordinateur amènent automatiquement l'arme à la position avec l'azimut et l'élévation nécessaires pour livrer l'ogive à la cible.
Trajectoires de projectiles guidés.
Dans le cas des projectiles guidés, déjà tâche difficile décrire la trajectoire est compliquée par le fait qu'un système d'équations, appelées équations de guidage, s'ajoute aux équations du mouvement d'un corps rigide, qui relie les écarts du projectile par rapport à une trajectoire donnée à des actions correctives. L'essence du contrôle de vol des projectiles est la suivante. Si, d'une manière ou d'une autre, à l'aide des équations du mouvement, un écart par rapport à une trajectoire donnée est déterminé, alors sur la base des équations de guidage de cet écart, une action corrective est calculée, par exemple, un tour de l'air ou gouvernail à gaz, un changement de poussée. Cette action corrective, modifiant certains membres des équations du mouvement, entraîne un changement de trajectoire et une diminution de son écart par rapport à celui donné. Ce processus est répété jusqu'à ce que l'écart soit réduit à un niveau acceptable.
BALLISTIQUE AU POINT D'EXTRÉMITÉ
La balistique finale examine la physique de l'effet destructeur des armes sur les cibles. Ses données sont utilisées pour améliorer la plupart des systèmes d'armes - des fusils et grenades à main aux ogives nucléaires livrées à la cible par des missiles balistiques intercontinentaux, ainsi qu'à des équipements de protection - gilets pare-balles, blindage de char, abris souterrains, etc. Etudes tant expérimentales que théoriques des phénomènes d'explosion (explosifs chimiques ou charges nucléaires), de détonation, de pénétration de balles et de fragments dans différents environnements, ondes de choc dans l'eau et le sol, combustion et rayonnement nucléaire.
Explosion.
Des expériences d'explosion sont réalisées à la fois avec des explosifs chimiques en quantités mesurées en grammes et avec des charges nucléaires pouvant atteindre plusieurs mégatonnes. Des explosions peuvent être effectuées dans différents environnements, comme la terre et les rochers, sous l'eau, près de la surface de la terre dans des conditions atmosphériques normales ou dans l'air raréfié à hautes altitudes... Le principal résultat de l'explosion est la formation d'une onde de choc dans l'environnement. L'onde de choc se propage d'abord à partir du site de l'explosion avec une vitesse supérieure à la vitesse du son dans le milieu ; puis, avec une diminution de l'intensité de l'onde de choc, sa vitesse se rapproche de la vitesse du son. Les ondes de choc (dans l'air, l'eau, le sol) peuvent frapper le personnel ennemi, détruire des fortifications souterraines, des navires, des bâtiments, des véhicules terrestres, des avions, des missiles et des satellites.
Pour simuler les ondes de choc intenses qui se produisent dans l'atmosphère et près de la surface de la Terre lors d'explosions nucléaires, des dispositifs spéciaux appelés tubes à choc sont utilisés. Le tube de choc est généralement un long tube à deux sections. À une extrémité de celui-ci se trouve une chambre de compression, qui est remplie d'air ou d'un autre gaz comprimé à une pression relativement élevée. Son autre extrémité est une chambre d'expansion ouverte sur l'atmosphère. Lorsque la fine membrane séparant les deux tronçons de conduite se rompt instantanément, une onde de choc se produit dans la chambre d'expansion, se déplaçant le long de son axe. En figue. 4 montre les courbes de pression de l'onde de choc dans trois coupes transversales de la conduite. Dans la section 3 elle prend la forme classique d'une onde de choc de détonation. À l'intérieur des tubes à chocs, des modèles miniatures peuvent être placés, qui subiront des charges de choc similaires à l'effet d'une explosion nucléaire. Des tests sont souvent effectués dans lesquels des modèles plus grands et parfois des objets à grande échelle sont explosés.
Les études expérimentales sont complétées par des études théoriques et des règles semi-empiriques sont développées pour prédire l'effet destructeur d'une explosion. Les résultats de ces études sont utilisés dans la conception d'ogives intercontinentales. missiles balistiques et systèmes anti-missiles... Ce type de données est également nécessaire dans la conception de silos à missiles et d'abris souterrains pour protéger la population des effets explosifs des armes nucléaires.
Pour résoudre des problèmes spécifiques propres à couches supérieures l'atmosphère, il existe des caméras spéciales dans lesquelles les conditions d'altitude sont simulées. L'une de ces tâches consiste à estimer la diminution de la force d'une explosion à haute altitude.
Des recherches sont également menées pour mesurer l'intensité et la durée du passage d'une onde de choc dans le sol résultant d'explosions souterraines. La propagation de telles ondes de choc est influencée par le type de sol et le degré de sa stratification. Les expériences en laboratoire sont effectuées avec des explosifs chimiques en quantités inférieures à 0,5 kg, tandis que dans les expériences à grande échelle, les charges peuvent être mesurées en centaines de tonnes. Ces expériences sont complétées par des recherches théoriques. Les résultats de la recherche sont utilisés non seulement pour améliorer la conception des armes et des abris, mais aussi pour détecter les souterrains non autorisés explosions nucléaires... Les études de détonation nécessitent Recherche basique dans le domaine de la physique du solide, de la physique chimique, de la dynamique des gaz et de la physique des métaux.
Éclats et pénétration.
Les ogives à fragments et les projectiles ont une enveloppe extérieure en métal qui, lorsqu'elle fait exploser la charge d'un explosif chimique qu'elle contient, explose en de nombreux morceaux (fragments), se dispersant à grande vitesse. Pendant la Seconde Guerre mondiale, des obus et des ogives à charges cumulatives ont été développés. Une telle charge est généralement un cylindre d'explosif, à l'extrémité avant duquel se trouve un évidement conique avec un insert métallique conique, généralement en cuivre, situé à l'intérieur. Lorsqu'une explosion commence à l'autre extrémité de la charge explosive et que l'insert est comprimé sous l'action d'un très hautes pressions détonation, un mince jet cumulatif de matériau de revêtement se forme, s'envolant en direction de la cible à une vitesse de plus de 7 km / s. Un tel jet est capable de percer des blindages en acier de plusieurs dizaines de centimètres d'épaisseur. Le processus de formation de jet dans une munition avec une charge cumulative est illustré à la Fig. 5.
Si le métal est en contact direct avec explosif, des pressions d'ondes de choc mesurées en dizaines de milliers de MPa peuvent lui être transmises. Avec les dimensions habituelles de la charge explosive de l'ordre de 10 cm, la durée de l'impulsion de pression est de quelques fractions de milliseconde. Des pressions aussi énormes, agissant pendant une courte période, provoquent des processus de destruction inhabituels. L'écaillage est un exemple de tels phénomènes. La détonation d'une fine couche d'explosif placée sur une plaque de blindage crée une très forte impulsion de pression de courte durée (impact), traversant l'épaisseur de la plaque. Atteindre le côté opposé plaques, l'onde de choc est réfléchie comme une onde de contrainte de traction. Si l'intensité de l'onde de contrainte dépasse la résistance à la traction du matériau d'armure, la destruction par rupture se produit près de la surface à une profondeur qui dépend de l'épaisseur initiale de la charge explosive et de la vitesse de propagation de l'onde de choc dans la plaque. À la suite de la rupture interne de la plaque de blindage, un "éclat" de métal se forme et s'envole de la surface à grande vitesse. Un tel fragment volant peut causer une grande destruction.
Pour élucider le mécanisme des phénomènes de rupture, des expériences complémentaires sont menées dans le domaine de la physique des métaux à grande vitesse de déformation. De telles expériences sont réalisées à la fois avec des matériaux métalliques polycristallins et avec des monocristaux de divers métaux. Ils ont permis de tirer une conclusion intéressante concernant l'amorçage des fissures et le début de la rupture : dans les cas où il y a des inclusions (impuretés) dans le métal, les fissures débutent toujours sur les inclusions. Des études expérimentales sur la capacité de pénétration des obus, des fragments et des balles dans différents environnements sont en cours. Les vitesses d'impact vont de plusieurs centaines de mètres par seconde pour les balles à faible vitesse à des vitesses cosmiques de l'ordre de 3 à 30 km/s, ce qui correspond aux débris et micrométéores rencontrés avec les véhicules volants interplanétaires.
Sur la base de telles études, des formules empiriques sont dérivées pour la capacité de pénétration. Ainsi, il a été constaté que la profondeur de pénétration dans un milieu dense est directement proportionnelle à la quantité de mouvement du projectile et inversement proportionnelle à sa section transversale. Les phénomènes observés lors d'un impact à vitesse hypersonique sont représentés sur la Fig. 6. Ici, une pastille d'acier heurte une plaque de plomb à une vitesse de 3000 m/s. V temps différent Mesurée en microsecondes depuis le début de la collision, une séquence d'images radiographiques a été prise. Un cratère se forme à la surface de la plaque et, comme le montrent les images, le matériau de la plaque en est éjecté. Les résultats de l'étude des collisions à des vitesses hypersoniques permettent de mieux comprendre la formation de cratères sur les corps célestes, par exemple sur la Lune, aux endroits où tombent des météorites.
Balistique des plaies.
Pour simuler l'action de fragments et de balles qui touchent une personne, des coups de feu sont tirés sur des cibles massives en gélatine. De telles expériences sont liées à la soi-disant. balistique de la plaie. Leurs résultats permettent de juger de la nature des blessures qu'une personne peut recevoir. Les informations issues de la recherche sur la balistique des plaies permettent d'optimiser l'efficacité différents types armes conçues pour détruire le personnel ennemi.
Armure.
À l'aide d'accélérateurs van de Graaff et d'autres sources de rayonnement pénétrant, le degré de radioprotection des personnes dans les chars et les véhicules blindés, assuré par des matériaux spéciaux pour le blindage, est à l'étude. Les expériences déterminent le coefficient de transmission des neutrons à travers des dalles de différentes couches de matériaux avec des configurations de réservoir typiques. L'énergie des neutrons peut aller de fractions à des dizaines de MeV.
La combustion.
Les recherches dans le domaine de l'allumage et de la combustion ont un double objectif. Le premier est d'obtenir les données nécessaires pour augmenter la capacité des balles, des éclats d'obus et des projectiles incendiaires à enflammer les systèmes de carburant des avions, des missiles, des chars, etc. La seconde est d'augmenter la sécurité Véhicule et les objets fixes de l'action incendiaire des munitions ennemies. Des recherches sont menées pour déterminer l'inflammabilité de divers combustibles sous l'action de divers moyens allumage - étincelles de décharge électrique, matériaux pyrophoriques (auto-inflammables), fragments à grande vitesse et allumeurs chimiques.